LS4 Laser Scanner 3SF7834-6PB00

SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUSZusatzinformationen zur Technischen Anleitung des SIGUARD Laserscanner LS4-4

SIGUARD Laser Scanner LS4 PROFIBUSAdditional Information to Instruction Manual SIGUARD Laser Scanner LS4-4

Technische Anleitung

Instruction Manual

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Über die Technische Anleitung

Die Technische Anleitung des SIGUARD Laserscanners LS4 PROFIBUS enthältZusatzinformationen zur Technischen Anleitung des SIGUARD Laserscanners LS4-4über bestimmungsgemäßen Einsatz, Projektierung, Montage, elektrische Installationund Inbetriebnahme des Scanners mit LS4 PROFIBUS-Anschluss. Ergänzende Infor-mationen ersehen Sie in der Technischen Anleitung zum LS4-4 und im Benutzerhand-buch von LS4soft. Diese drei Dokumentationen sowie die Software LS4soft sindBestandteil des Lieferumfangs und richten sich an Planer, Betreiber und Wartungsper-sonal von Anlagen, die mit dem SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUS abgesichertsind.

Alle Angaben der Technischen Anleitungen sowie des Benutzerhandbuchs, insbeson-dere die Sicherheitshinweise müssen unbedingt beachtet werden.

Die Technischen Anleitungen und das Benutzerhandbuch sind sorgfältig aufzubewah-ren. Sie müssen während der gesamten Einsatzdauer des Scanners immer verfügbarsein.

Sicherheits- und Warnhinweise sind mit dem Symbol gekennzeichnet.

Hinweise zur Sicherheit von Lasergeräten sind mit dem Symbol gekennzeichnet.

Hinweise zu wichtigen Informationen sind mit dem Symbol gekennzeichnet.

Die Siemens AG haftet nicht für Schäden,die durch unsachgemäße Benutzungentstehen.

Zur sachgerechten Verwendung gehört auch die Kenntnis dieses Handbuchs.

Fassung des Inhalts:V1.0

Copyright Siemens AG 2003 All rights reserved

Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihreslnhalts ist nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungenverpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere für den Fall derPatenterteilung oder GM-Eintragung

Technische Änderungen bleiben vorbehalten.

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Technical Assistance:Telefon: +49 (0)9131-7-43833 (8°° -17°° MEZ)Fax: +49 (0)9131-7-42899E-Mail: [email protected]: www.siemens.de/lowvoltage/technical-assistance

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Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1 Zulassungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.2 Symbole und Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Systemüberblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1 PROFIBUS DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 PROFIsafe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3 Laserscanner LS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.4 PROFIsafe-Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 Sicherheitshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1 Gefahren bei Nichtbeachtung der Sicherheitshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2 Einsatzbedingungen und bestimmungsgemäßer Gebrauch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4 Organisatorische Maßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.1 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.2 Sicherheitsvorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.3 Qualifiziertes Personal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.4 Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4.5 Entsorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Aufbau, Montage und elektrischer Anschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.2 Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.3 Anschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.4 Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.5 PROFIBUS-Adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

5 Datenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.1 Zyklischer Datenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.1.1 Zyklische Eingangsdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.1.2 Zyklische Ausgangsdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.2 Azyklischer Datenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.2.1 Header für azyklische Kommandos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.2.2 Kommandos für den PROFIsafe-Adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285.2.3 Kommandos für den LS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345.3 Alarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.3.1 Update-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415.3.2 Diagnose-Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6 Projektierung des Masters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.1 Hardwarekonfiguration in STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436.2 Konfigurierung des PROFIsafe-Treibers in STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446.3 Diagnosedaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476.4 LS4-Daten-Funktionsbaustein „FB LS4“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.5 Anwenderprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.6 Reaktionszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

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7 Inbetriebnahme und Gerätetausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

7.1 Einschaltverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.1.1 PC-Adapter nicht angeschlossen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.1.2 PC-Adapter angeschlossen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.2 Szenarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.2.1 Erstinbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.2.2 Änderung der Parametrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.2.3 Einschalten eines parametrierten Gerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.2.4 Gerätetausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.3 Programmierbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597.3.1 HW-Konfig Einstellung des Laserscanners LS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597.3.2 Anwenderprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

8 Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

8.1 Prüfungen vor der ersten Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.2 Regelmäßige Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.3 Reinigen der Scheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

9 Technische Daten und Maßzeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

10 Lieferumfang und Bestellhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

10.1 Lieferumfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6710.2 Bestellhinweise LS4 PROFIBUS und Zubehör LS4 PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

11 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

11.1 EG Konformitätserklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

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1 Allgemeines

Der Sicherheits-Flächenscanner LS4 ist eine Aktive Opto-elektronische Schutzeinrich-tung (Active Opto-electronic Protective Devices, AOPD) Typ 3 gemäß EN/IEC61496-1und (pr)EN/IEC61496-3. Der PROFIsafe-Adapter ist eine Ergänzung des LS4 zursicheren Ankopplung dieses Gerätes an PROFIBUS-DP.

1.1 ZulassungenDer SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUS wurde unter Beachtung geltendereuropäischer Richtlinien und Normen entwickelt und gefertigt. Die EG-Baumusterpü-fung nach EN IEC 61496 Teil 1 und Teil 3 wurde erteilt durch:

Produkt

1.2 Symbole und BegriffeNachfolgend werden folgende Symbole und u. a. folgende Begriffe verwendet:

TÜV Süddeutschland GroupZertifizierstelleRidlerstraße 65D-80339 München

Handlungshinweis, informiert über vom Anwender auszuführende Einstellvorgänge

C1, C2 Klasse 1 bzw. Klasse 2, Klassifikation von PROFIBUS-Mastern bzgl. deren Unterstützung verschiedener Telegrammformate

CPU Central Processing Unit

CRC Cyclic Redundancy Check, Prüfsumme in einem Daten-Telegramm

DB Datenbaustein

Download Übertragung von Parametern vom Master zu einem Slave

DPV0,DPV1

Funktionsversionen von PROFIBUS

DS Datensatz

F-CPU Fehlersicheres Gerät

F-Gerät Fehlersicheres Gerät, geht bei Erkennung eines Fehlers in einen sicheren Zustand

F-System Fehlersicheres System bestehend aus F-Geräten und weiteren Komponenten

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FB Funktionsbaustein

GSD Geräte-Stammdaten-Datei, Elektronisches Gerätedatenblatt das die Kommunikationsparameter eines Gerätes enthält

LS Laserscanner

Master Steuereinheit in einem Bussystem, verteilt das Buszugriffsrecht an Slaves

MMC Micro Memory Card

OSSD Output Signal Switching Device (Sicherheitsrelevanter Schaltausgang)

PC-Adap-ter

Kabelverbindung zwischen der optischen Parametrier- und Diagnose-Schnittstelle des LS4 PROFIBUS und der RS232-Schnittstelle eines PC

PDU Protokoll Data Unit

PROFIsafe Applikations-Profil sicherer PROFIBUS-Geräte, das durch eine sichere Software-Komponente, den PROFIsafe-Treiber, realisiert wird

LS4-Da-ten-FB

Funktionsblock in der S7 Master-Steuerung, der den automatischen Parameterabgleich mit dem LS4 PROFIBUS realisiert

SF Schutzfeld

SFC Systemfunktion

Slave dem Master kommunikationstechnisch untergeordnete Einheit, sendet auf dem Bus nur Antworten auf Anforderungen vom Master

SPS Speicherprogrammierbare Steuerung

Upload Übertragung von Parametern von einem Slave zum Master

WF Warnfeld

µC1, µC2 Bezeichnung für die beiden Micro-Controller im PROFIsafe-Adapter

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2 Systemüberblick

2.1 PROFIBUS DPPROFIBUS ist ein herstellerunabhängiger, offener Feldbusstandard mit breitem An-wendungsbereich in der Fertigungs- und Prozessautomatisierung. Herstellerunabhän-gigkeit und Offenheit sind durch die internationalen Normen EN 50170 und IEC 61158garantiert. PROFIBUS ermöglicht die Kommunikation von Geräten verschiedenerHersteller ohne besondere Schnittstellenanpassungen und ist sowohl für schnelle,zeitkritische Anwendungen, als auch für komplexe Kommunikationsaufgaben geeignet.Durch kontinuierliche technische Weiterentwicklungen ist PROFIBUS weiterhin daszukunftssichere industrielle Kommunikationssystem.

PROFIBUS bietet funktional abgestufte Kommunikationsprotokolle (CommunicationProfiles): DP und FMS. Als Übertragungstechniken (Physical Profiles) stehen hierfür,je nach Anwendungsbereich, RS-485, IEC 1158-2 oder Lichtwellenleiter zur Verfü-gung.

An PROFIBUS DP können bis zu 126 Stationen angeschlossen werden, die sich dasÜbertragungsmedium zeitmultiplex teilen. Die projektierbare Datenübertragungsratebeträgt 9,6 KBd bis 12 MBd, wobei die maximal erreichbare Rate von der Kabellängebegrenzt wird. Die meist benutzte RS485-Verkabelung erfordert einen Abschluss derLeitungsenden mit einer definierten Widerstands-Kombination (Zubehör siehe Kap.10.2).

Abb. 2.1-1: Funktionsprinzip PROFIBUS

Master-Token Transfer

Slave 1 Slave 2 Slave n

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Der Buszugriff wird über ein Master/Slave-Protokoll mit überlagertem Token Passinggesteuert. Dabei erzeugt eine Master-Station eine Anforderung an eine kommunikati-onstechnisch untergeordnete Slave-Station, die auf die Master-Anforderung mit einemAntwort-Telegramm reagiert. Nur der Master, der aktuell im Besitz des Tokens ist, darfAnforderungs-Telegramme erzeugen. Mit dem Token wird das Bussteuerrecht zyklischzwischen den Master-Stationen ausgetauscht. Neben der Peer-to-Peer-Kommunika-tion zwischen einem Master und einem Slave kann ein Master auch sog. Broadcast-Telegramme erzeugen (Senden an Adresse 127), die zeitgleich von allen Slavesempfangen und ausgewertet, aber nicht quittiert werden. In sog. modularen Slaveskönnen im PROFIBUS-Telegramm neben der Slave-Adresse auch Slot und Kanalangegeben werden.

PROFIBUS DP kennt zwei Arten von Mastern:

Master Klasse 1; ist die zentrale Komponente für das Polling-Buszugriffsverfahren zumDatenaustausch mit den Ein-/Ausgabe-Geräten (Slaves). Er legt die Datenrate fest, andie sich die Slaves üblicherweise automatisch adaptieren und steuert den Token-Austausch mit anderen Mastern. Mehrere Master Klasse 1 können gleichzeitig anPROFIBUS DP betrieben werden. Typische Master Klasse 1 sind SPSen undSteuerungs-PCs.

Master Klasse 2; werden meist als Projektierungs- oder Visualisierungsgerät benutztund dienen als Hilfsmittel beim Systemstart und der Diagnose.

Der Datenaustausch zwischen Master Klasse 1 und Slave kann zyklisch oder azyklischerfolgen.

Zyklische Daten werden in jedem Buszyklus in den Prozessabbild-Speicher desMaster eingelesen bzw. von dort in die Slaves geschrieben. Es ist üblicherweise keineProgrammierung sondern lediglich eine Projektierung, d.h. Zuordnung der Daten desMaster-Prozessabbildes zu den korrespondierenden Daten in den PROFIBUS-Slavesnötig. Das SPS-Programm greift einfach auf die Daten im Prozessabbild-Speicher zuohne zu „wissen“, ob diese Daten lokal in der SPS oder über einen PROFIBUS-Slaveein- bzw. ausgegeben werden. Den automatischen zyklischen Austausch übernimmtPROFIBUS.

Azyklischer Datenaustausch kann von dem Master, der den Slave parametriert hat,durchgeführt werden und benutzt die Funktionen „READ“ und „WRITE“. Anwendungfindet der azyklische Datenverkehr beispielsweise beim Transfer von Parametersätzenvom Master in den LS4 PROFIBUS (Download) bzw. vom LS4 PROFIBUS in denMaster (Upload).

Einen Sonderfall stellen Alarme dar. Sie werden innerhalb des zyklischen Datenver-kehrs im PROFIBUS-Statusbyte beim Master angemeldet, der sich die eigentlicheAlarm-Information mittels eines azyklischen Telegramms vom meldenden Slave holt.Diese Information wird vom Master in einen für Alarme reservierten Speicherbereich(SAP51) geschrieben und kann vom Applikationsprogramm ausgewertet werden.

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Zur Projektierung jedes PROFIBUS DP Master Klasse 1 und jedes Slaves ist eine sog.Gerätestammdaten-Datei (GSD) notwendig. Sie wird vom Hersteller des Masters bzw.des Slaves geliefert und beschreibt dessen Eigenschaften aus der Sicht von PROFI-BUS. Neben den PROFIBUS-Daten wie z. B.

unterstütze Datenraten

unterstützte Telegrammlänge

Anzahl von Ein- und Ausgabedaten

befinden sich in der GSD-Datei Informationen zu Diagnosemeldungen und spezifi-schen Geräteparametern.

2.2 PROFIsafePROFIsafe ist eine funktionale Erweiterung von PROFIBUS DP und ermöglicht es,sichere Bus-Komponenten gemeinsam mit nicht sicheren Standard-Komponenten amselben Bus zu betreiben. PROFIsafe-Geräte erfordern keinerlei Veränderungen in denexistierenden Hardware-Komponenten und fügen sich problemlos in bestehendeAnlagen ein.

Der PROFIsafe-Treiber ist eine Software-Komponente, die durch den TÜV zertifiziertwurde. Er setzt oberhalb der Kommunikationsschichten auf den PROFIBUS DP-Stackauf. Die Sicherheit der Datenübertragung wird durch eine spezielle Struktur derNutzdaten erreicht, in die neben den eigentlichen Sicherheitsdaten ein Steuerbyte,eine laufende Nummer sowie eine weitere Prüfsumme eingebettet ist. Die Destination-Adresse ermöglicht die eindeutige Adressierung eines PROFIsafe-Gerätes auch inSystemen mit mehreren PROFIBUS-Strängen, also mit evtl. mehrfachen Slave-Adressen für gleichartige Geräte. Nur die zyklischen Daten werden sicher übertragen,d.h. vor der Übertragung durch den PROFIsafe-Treiber verarbeitet.

2.3 Laserscanner LS4Der Flächenscanner LS4 ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung BWS vomTyp 3. Er sendet sehr kurze Laserimpulse und misst die Laufzeit bis zum Auftreffeneines Impulses auf ein Objekt sowie dessen Remission zum Empfänger im LS4. Ausder Laufzeit wird im Gerät die Entfernung zwischen Objekt und LS4 berechnet. DieAbtasteinheit im LS4 rotiert und sendet / empfängt nach jeweils 0,36° einen Laserpuls.Dadurch wird ein Kreissektor von bis zu 190° abgetastet, in deren Mittelpunkt sich derLS4 befindet.

Das zu überwachende Schutzfeld wird begrenzt durch eine beliebig geformte Kurveum den Scanner herum, deren maximaler Abstand zum Scannermittelpunkt 4 mbeträgt. Wird ein Objekt zwischen dieser Begrenzungslinie und dem Scanner detek-tiert, das aktive Schutzfeld also verletzt, schaltet der Scanner seinen sicherheitsrele-vanten OSSD-Ausgang ab und bringt damit eine gefahrbringende Bewegung zumStillstand. Während des Betriebes kann eines von maximal 4 Schutzfeldern durchAnsteuerung eines von 4 Eingängen angewählt werden.

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Abhängig von der Parametrierung kann der Scanner ein nicht sicherheitsrelevantesWarnsignal ausgeben, falls ein Anwender-definiertes Warnfeld verletzt wird. DiesesWarnfeld bildet zusammen mit dem Schutzfeld ein Schutzfeldpaar. Alle Schutzfeld-paare sowie die zulässigen Umschaltungen werden während der Inbetriebnahme andie jeweilige Anwendung angepasst.

2.4 PROFIsafe-AdapterLS4 PROFIBUS setzt sich zusammen aus dem LS4 und dem PROFIsafe-Adapter.Der PROFIsafe-Adapter realisiert die Verbindung zu PROFIBUS und hat folgendenAufbau:

Abb. 2.4-1: Aufbau des PROFIsafe-Adapters

µC1 µC1

Restart Warn OSDD1 SF1 .. 4 OSDD2 RS232

Restart PROFIBUS-DP 24VDC PC-Adapter

DPC31

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Die sicherheitsrelevanten Ausgangssignale OSSD1 und OSSD2 und das Warn-Signaldes LS4 werden durch den PROFIsafe-Adapter als Bit eines sicheren Telegrammszum PROFIBUS-Master (im Normalfall eine Sicherheits-SPS) übertragen. Der Ab-schaltvorgang der Gefahr bringenden Bewegung muss durch das Programm dieserSicherheitsfolgeschaltung realisiert werden (siehe Kap. 7.3). Die Umschaltung derSchutzfeldpaare während des Betriebes erfolgt über Ausgangsbits der Sicherheits-SPS, die über PROFIBUS und den PROFIsafe-Adapter an den LS4 (SF1 .. 4)übertragen werden. Das Restart-Signal für den LS4 kann über einen lokal an Buchse 1angeschlossenen Taster (Kap. 4.3) oder über PROFIBUS als Bit des zyklischenAusgangsbytes (Kap. 5.1.2) bereit gestellt werden.

Der optische PC-Adapter wird über die Infrarot-Schnittstelle mit dem PROFIsafe-Adapter verbunden, der die Telegramme an die RS232 des LS4 weiterleitet, sofernnicht gerade ein Parameterabgleich mit dem LS4-Daten-FB im Master läuft(Kap. 5.1.2).

Obwohl die Datenübertragung sicher ist, darf das Warnsignal nicht sicherheitsrelevantverwendet werden, da es nicht als sicheres Signal vom Scanner geliefert wird.

Für LS4 PROFIBUS ersetzt dieses Dokument die Anleitung der Anschaltung an dasMaschinen-Interface in der Technischen Anleitung LS4-4.

Beachten Sie unbedingt die längere Reaktionszeit des LS4 PROFIBUS gegenübereinem LS4 ohne PROFIBUS-Anschluss bei der Dimensionierung Ihrer Anwendung(Kap. 6.6)

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3 Sicherheitshinweise

3.1 Gefahren bei Nichtbeachtung der SicherheitshinweiseEntwicklung und Fertigung von Produkten der SIEMENS AG erfolgen unter sorgfältigerAnwendung anerkannter Regeln der Technik. Die Schutzfunktion der Geräte kannjedoch beeinträchtigt werden, wenn sie unsachgemäß oder nicht entsprechend ihresbestimmungsgemäßen Gebrauches eingesetzt werden. In diesem Fall können Gefahr-bereiche nicht oder nicht vollständig abgesichert werden. Gefahren für Leib und Lebender Personen entstehen, welche sich in der Maschinen- oder Anlagenumgebungaufhalten.

Achtung Laserstrahlung!Der Laserscanner LS4 ist ein Lasergerät der Laserklasse 1. Beachten Sie diegeltenden gesetzlichen und örtlichen Bestimmungen zum Betrieb von Laseranlagen.Vermeiden Sie die Anbringung des Scanners in Augenhöhe.

3.2 Einsatzbedingungen und bestimmungsgemäßer GebrauchFür den Einsatz von Flächenscannern LS4 PROFIBUS gelten die einschlägigenVorschriften der Maschinensicherheit in Europa insbesondere:

die Maschinenrichtlinie 98/37/EG und

die Arbeitsmittelbenutzungsrichtlinie 89/655/EWG

sowie die entsprechend umgesetzten nationalen Gesetze in den einzelnen Mitglieds-staaten. Für die Bundesrepublik Deutschland gelten das Gerätesicherheitsgesetz, dieArbeitsmittel-Benutzungsverordnung in Verbindung mit dem Arbeitsschutzgesetz, denUnfallverhütungsvorschriften, die Sicherheitsregeln bzw. sonstige relevante Sicher-heitsvorschriften und Normen.

Die Einhaltung dieser Regeln obliegen dem Hersteller und dem Betreiber der Maschineoder Einrichtung, an welche die optische Schutzeinrichtung angebaut ist. Die zuständi-gen örtlichen Behörden (z. B. Gewerbeaufsicht, Berufsgenossenschaft, Arbeitsinspek-torat) stehen für sicherheitstechnische Fragen zur Verfügung. Generell sind diefolgenden Einsatzbedingungen einzuhalten:

Anbau und elektrischer Anschluss, sowie die erforderliche Prüfung vor der erstenInbetriebnahme und regelmäßige Prüfungen sind nur von sachkundigem Personaldurchzuführen. Die Kenntnis der Sicherheitshinweise dieser Technischen Anleitung istTeil der Sachkunde. Spezielle Sicherheitshinweise zum elektrischen Anschluss findensich im Kapitel 4.

Der LS4 PROFIBUS entspricht der Sicherheitskategorie 3 nach EN954-1. Um diesesSicherheits-Niveau zu halten, müssen alle nachgeschalteten Elemente der Sicher-heitskette bis zum Stillsetzen der gefahrbringenden Bewegung mindestens gemäß denAnforderungen der Sicherheitskategorie 3 aufgebaut sein.

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Für den Einsatz des Laserscanners LS4 PROFIBUS gelten die einschlägigen Vor-schriften der Maschinensicherheit. Die zuständigen Behörden (z. B. Berufsgenossen-schaften, OSHA) stehen für sicherheitstechnische Fragen zur Verfügung. Generell sinddie folgenden Einsatzbedingungen einzuhalten:

Ist für den Scanner ein Schutzgehäuse vorgesehen, so darf die Detektion nicht durchweiteres Fenstermaterial (Kunststoff, Glas, etc.) erfolgen.

Das Berühren des Scannerfensters und der sechs Streulichtscheiben ist zu vermeiden.

Der Laserscanner LS4 PROFIBUS eignet sich nicht als Schutzeinrichtung, wenn mitdem Herausschleudern von gefährlichen Flüssigkeiten oder Gegenständen mit langenMaschinenbremszeiten (max. Schutzfeldtiefe 4 m) gerechnet werden muss. DieSiemens AG bietet für diese Fälle geeignete Türverriegelungen (Sicherheitsschalter)ohne und mit Zuhaltung an.

Arbeiten an Elektroanlagen sind ausschließlich von Elektrofachkräften auszuführen.

Die 24 VDC Stromversorgung (+ 20 %, -30 %) muss durch einen Sicherheitstransfor-mator gemäß IEC 742 erfolgen. Gleiche Anforderungen gelten für alle angeschlosse-nen Ein- und Ausgabestromkreise.

Die Versorgungsspannung muss dem Scanner über einen separaten Zweig mittelseiner im Schaltschrank installierten 1,25 Ampere Sicherung, mittelträge, zugeführtwerden.

Ein Test der Anlage (Scanner, Maschine, Steuer- und Schaltkomponenten) darf nurdann durchgeführt werden, wenn hieraus für Personen keine Gefährdungen resul-tieren.

Eingriffe und Veränderungen am Laserscanner LS4 PROFIBUS, können zum Verlustder Sicherheitsfunktion führen.

Inbetriebnahme, Wartung, Parametereinstellungen und Schutzfeldkonfigurationen sindnur von sachkundigem Personal durchzuführen. Die Kenntnis der Sicherheitshinweisedieser Technischen Anleitung und des Benutzerhandbuchs über das Programm„LS4soft“ ist Teil der Sachkunde.

Das für die Konfiguration von sicherheitsrelevanten Einstellungen notwendige Pass-wort ist vom Sicherheitsbeauftragten verschlossen aufzubewahren. Informationen überdie Passwortebenen finden Sie in der Bedienanleitung von LS4soft.

Der Einsatz des Scanners für die Personen-Durchgangskontrolle (vertikales Schutz-feld) gemäß IEC 61496-3 ist nicht zulässig.

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3.3 Einsatzgebiete Die SIGUARD Laserscanner LS4 dienen vorzugsweise der Gefahrbereichssicherung.Dabei wird bei vorwiegend horizontaler Ausrichtung der Aufenthalt von Personen imSchutzfeld stetig überwacht. Der Zugang zur Gefahrstelle darf bei Einsatz von LS4 nurdurch das Schutzfeld möglich sein. Zwischen Schutzfeld und Gefahrstelle ist einSicherheitsabstand einzuhalten. Er errechnet sich nach den Formeln in den spezifi-schen maschinenbezogenen europäischen C-Normen oder in der allgemeinen B1-Norm EN 999. LS4 eignet sich grundsätzlich nicht als Schutzeinrichtung, wenn mitdem Herausschleudern von Gegenständen oder dem Herausspritzen von heißen odergefährlichen Flüssigkeiten gerechnet werden muss. Er eignet sich auch nicht fürMaschinen mit langen Nachlaufzeiten. Die Siemens AG bietet für diese Fälle geeigneteTürverriegelungen (Sicherheitsschalter) ohne und mit Zuhaltung an.

Zu beachten ist beim Einsatz des LS4 PROFIBUS dass sich die Reaktionszeitgegenüber den Angaben in der Technischen Anleitung SIGUARD Laserscanner LS4erhöht und damit Einfluss auf den notwendigen Sicherheitsabstand zur Gefahrstellehat (siehe Kap. 6.6).

3.4 Organisatorische Maßnahmen

3.4.1 DokumentationAlle Angaben dieser Technischen Anleitung, insbesondere die der Kapitel 2 und Kap. 7müssen unbedingt beachtet werden. Bewahren Sie diese Technische Anleitungsorgfältig auf. Sie sollte immer verfügbar sein.

Zusätzlich muss die Technische Anleitung SIGUARD Laserscanner LS4, die dieFunktion des Laserscanners beschreibt, beachtet werden.

3.4.2 SicherheitsvorschriftenBeachten Sie die örtlich geltenden gesetzlichen Bestimmungen und die Vorschriftender Berufsgenossenschaften.

3.4.3 Qualifiziertes PersonalDie Montage, Inbetriebnahme und Wartung der Geräte darf nur von qualifiziertemFachpersonal durchgeführt werden. Elektrische Arbeiten dürfen nur von Elektro-Fachkräften durchgeführt werden, die zusätzlich die notwendigen Kenntnisse derSoftware LS4soft besitzen.

3.4.4 ReparaturReparaturen, insbesondere das Öffnen des Gehäuses, darf nur vom Hersteller odereiner vom Hersteller autorisierten Person vorgenommen werden. Eine Ausnahmemacht hier die Einstellung der PROFIBUS-Adresse über die Drehschalter, sieheKapitel 4.5.

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3.4.5 EntsorgungElektronikschrott ist Sondermüll! Beachten Sie die örtlichen Vorschriften zu dessenEntsorgung! Der Laserscanner LS4 PROFIBUS enthalten keine Batterien oder an-dere Materialien, die vor der Entsorgung des Gerätes zu entfernen wären.

4 Aufbau, Montage und elektrischer Anschluss

4.1 AufbauDer LS4 PROFIBUS besteht aus dem Laserscanner LS4 und dem PROFIsafe-Adapter, die bereits werkseitig miteinander verbunden sind. Der PROFIsafe-Adapterrealisiert die Aufbereitung der Standard-LS4 Daten an PROFIBUS.

4.2 MontageFür die Montage des LS4 PROFIBUS sind längere Befestigungsschrauben vonmindestens 50 mm Länge und einem Durchmesser von 5 mm zu verwenden,ansonsten gelten die Montagehinweise zum SIGUARD Laserscanner LS4. Die Bohr-maße entnehmen Sie bitte den Maßzeichnungen in Kap. 9.

Abb. 4.1-1: Aufbau des LS4 PROFIBUS

1 PROFIsafe-Adapter2 Laserscanner LS4

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4.3 Anschluss

Abb. 4.3-1: Anschluss des LS4 PROFIBUS

Buchse / Stecker

Funktion Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5

X1 Restart-Taste n.c. +24 VDC n.c. Restart n.c.

X2 PROFIBUS-Ausgang

VP RxD/TxD-N DGND RxD/TxD-P Schirm

X3 PROFIBUS-Eingang

n.c. RxD/TxD-N n.c. RxD/TxD-P Schirm

X4 Spannungs-versorgung

+24VDC

n.c. 0 VDC n.c. n.c.

Tabelle 4.3-1: Anschlussbelegung LS4 PROFIBUS

X1 Anschluss Restart-Taste X2 PROFIBUS-AusgangsleitungX3 PROFIBUS-EingangsleitungX4 Anschluss VersorgungsspannungX5 Optische PC-Schnittstelle

X1 X2

X5

X4X3

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Über Stecker 1 ist der LS4 PROFIBUS mit 24 VDC +20, - 30% aus einem Netzgerätentsprechend Schutzklasse 2 über eine einseitig geschirmte max. 50 m langeVersorgungsleitung zu versorgen. Der Schirm ist am Schaltschrank aufzulegen. DieVersorgung des Laserscanners LS4 erfolgt über den PROFIsafe-Adapter.

An Stecker 2 und Buchse 3 sind geschirmte Standard-PROFIBUS-Kabel mit dempassenden M12-PROFIBUS-Stecker/-Buchse aufgeschraubt. Ist der LS4 PROFIBUSdas letzte Gerät am PROFIBUS, so muss ein normgerechter Abschlusswiderstand anBuchse 3 (siehe Kap. 10.2) angeschlossen werden.

Buchse 1 des PROFIsafe-Adapters ist für den Anschluss einer Restart-Taste vorgese-hen. Diese Taste dient einerseits zum Entriegeln der Scanner-internen Anlauf-/Wiederanlaufsperre, falls diese aktiviert wurde. Darüber hinaus wird mit dieser Tastedie Fehlerquittierung vorgenommen, die benötigt wird wenn der Scanner in Störunggegangen ist.

Während der Betätigung der Restart-Taste sind die sicheren Ausgänge OSSD 1 undOSSD 2 des LS4 abgeschaltet; die Anzeige am Scanner (LED 3) leuchtet rot. DieDauer des Rücksetz-Signals muss zwischen zwei und drei Sekunden betragen. Diezulässige Länge der Restart Leitung beträgt 25 Meter. Der Schirm ist einseitig amGerät anzuschließen.

Zur Parametrierung sowie zur lokalen Diagnose des LS4 wird ein PC mit derParametrier- und Diagnose-Software LS4soft über eine RS232-Schnittstelle, dasProgrammierkabel und die optische Schnittstelle an der Oberseite des PROFIsafe-Adapters angeschlossen. Der Kabelabgang des PC-Adapters am LS4 PROFIBUSzeigt dabei in Richtung Schutzfeld. Ein starker Magnet im PC-Adapter sorgt nicht nurfür mechanischen Halt sondern signalisiert gleichzeitig einem Reedkontakt im Gerät,dass der PC-Adapter angeschlossen ist. Die Schnittstelle wird nur dann zum LS4durchgeschaltet, wenn aktuell kein automatischer Parameter-Abgleich mit dem optio-nalen LS4-Daten-FB im Master erfolgt (Kap. 6.4).

Da die Stromversorgung des PC-Adapters aus dem PC COM-Port erfolgt, muss dieser„RS232-compliant“ sein, also bei einer Last von 3 kOhm noch eine Spannung von5 Volt liefern können. Die bei Notebook-PCs gelegentlich vorkommende Angabe„RS232-compatible“ reicht nicht aus.

Der PROFIsafe-Adapter liest den Datenstrom zwar mit, beeinflusst ihn aber in keinerWeise. Diese Schnittstelle entspricht deshalb funktionell der RS232-Schnittstelle überSUB-D-Stecker am LS4.

Eine ausführliche Beschreibung der Software finden Sie im BenutzerhandbuchLS4soft.

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4.4 AnzeigeUnter der Auflagefläche für den PC-Adapter befindet sich eine LED, die den Status derVerbindung zu PROFIBUS anzeigt. Nach Anlegen der Versorgungsspannung durch-läuft der PROFIsafe-Adapter eine Initialisierungsphase, während der die LED für zweibis drei Sekunden Dauerlicht wiedergibt. Ein schnelles Blinken (ca. 5 Hz) bedeutet,dass er für den Aufbau der PROFIBUS-Verbindung bereit ist. Nach erfolgreicherVerbindungsaufnahme erlischt diese Anzeige. Ein Fehler wird signalisiert, wenn dieLED den Zustand „Dauerlicht“ länger als 3 Sekunden bei behält oder einen Blinktaktkleiner ca. 5Hz anzeigt. Die verschiedenen Blinkraten sind für Ferndiagnose mit demService Techniker vorgesehen.

Signalisiert die LED bei Störungen keinen Fehler, dann sollte die Versorgungsspan-nung nochmals kontrolliert werden.

Abb. 4.3-2: Verbindung von PC mit LS4 PROFIBUS über optischen PC-Adapter

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4.5 PROFIBUS-AdresseNach dem Lösen der 6 oben liegenden Schrauben kann der Deckel des PROFIsafe-Adapters abgenommen werden. Nun sind die beiden Hex-Schalter zugänglich, mitdenen die PROFIBUS-Adresse eingestellt wird. HexL stellt dabei die niederwertigen 4Bit, HexH die höherwertigen 4 Bit der PROFIBUS-Adresse ein. Adressen über dezimal126 (Hex 7E) sind nicht zulässig. Das wird dadurch verhindert, dass das höchstwertigeBit 7 nicht ausgewertet wird. Die Einstellungen 127 (Hex 7F) und 255 (Hex FF) dürfennicht verwendet werden. Werkeinstellung ist Adresse 4.

Die für das PROFIsafe-Protokoll benötigte sog. F_Dest_Add muss nicht separateingestellt werden, sondern ergibt sich aus der PROFIBUS-Adresse + 500. Der Pro-jektierer hat deshalb dafür zu sorgen, dass in jedem der miteinander in Verbindungstehenden PROFIBUS-Stränge jeder LS4 PROFIBUS eine andere PROFIBUS-Adresse hat.

Abb. 4.5-1: PROFIBUS-Adressschalter

1 HexL2 HexH

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5 Datenstruktur

Der LS4 PROFIBUS unterstützt sowohl den zyklischen als auch den azyklischenDatenverkehr. Zyklisch, also in jedem Buszyklus, werden die sog. zyklischen Ein-gangs- und Ausgangsdaten zwischen Master und LS4 PROFIBUS ausgetauscht. DieBezeichnung Eingangs- bzw. Ausgangs-Daten bezieht sich dabei auf die Sichtweisedes Masters:

Eingangsdaten werden vom Master gelesen, sind also die Ausgangsdaten desLS4 PROFIBUS

Ausgangsdaten werden vom Master geschrieben und sind Steuersignale für denLS4 PROFIBUS

Unterstützt werden die azyklischen Kommandos READ und WRITE, um auf Anforde-rung durch einen Master größere Datenblöcke für die Parametrierung oder dasAuslesen von Messdaten transportieren zu können, ohne den zyklischen Echtzeitbe-trieb permanent stark zu belasten.

5.1 Zyklischer DatenaustauschDer zyklische Datenverkehr wird nach erfolgreicher Parametrierung unabhängig vomZustand des LS4 gestartet. Die Eingangsdaten werden auf sichere Werte gesetzt, bisder LS4 hochgelaufen ist und ggf. sein Parametersatz vom LS4-Daten-FB überprüftwurde.

5.1.1 Zyklische EingangsdatenDas Gerät stellt dem sichern Master Eingangsdaten der Länge 1 Byte mit folgenderStruktur zur Verfügung:

Bit Bezeichnung Wert Bedeutung

7 OSSD Gibt den Zustand der OSSDs des LS4 an

0 Mindestens einer der beiden OSSDs des LS4 ist aus oder konnte nicht richtig eingelesen werden. Über die Bits 1-5 kann die Ursache für OSSD = 0 ermittelt werden.

1 Beide OSSDs des LS4 sind eingeschaltet.

6 Warnausgang Gibt den Zustand des Warnausgangs des LS4 wieder Über die Parametrierung des LS4 sollte dem Warnausgang die Warnung “Verschmutzte Scheibe“ zugeordnet werden.

0 Der Warnausgang ist gesetzt.

1 Der Warnausgang ist nicht gesetzt.

Tabelle 5.1-1: Zyklische Eingangsdaten

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5 Fehler Zeigt an, ob ein Fehler im Gerät aufgetreten ist (OSSD = 0 im Fehlerfall)Informationen zur Art des Fehlers liefert Kap. 5.3.2

0 Es ist kein Fehler im LS4 oder im PROFIsafe-Adapter aufgetreten.

1 Es ist ein Fehler im LS4 oder im PROFIsafe-Adapter aufgetreten.

4 Betriebszu-stand

Zeigt den Betriebszustand des Gerätes an Der LS4 kann sowohl über den PROFIBUS (C1- oder C2-Dienst) als auch über die PC-Schnittstelle und den PC-Adap-ter parametriert werden.

0 Normaler Schutzbetrieb

1 LS4-Parametrierzustand, LS4-Initialisierungphase oder die autom. Parameterkontrolle ist noch nicht erfolgt bzw. noch nicht beendet; OSSD = 0.

3 RS232 aktiv Zeigt an, ob der optische PC-Adapter an der RS232 ange-schlossen istBeim Wechsel von 1 nach 0, das heißt wenn der PC-Adapter entfernt wurde, wird immer das Proxy-Request-Bit (Bit 2) ge-setzt, damit der LS4-Daten-FB, falls erforderlich, den Para-metersatz im Master aktualisieren kann.

0 Es ist kein optischer PC-Adapter angeschlossen.

1 Der optische PC-Adapter ist angeschlossen. Es kann keine LS4-Parametrierung über den PROFI-BUS erfolgen, C1- und C2-Dienste werden mit einer Fehlermeldung quittiert.

2 Proxy-Request

Vor dem ersten sowie während des Parameterabgleichs ist das OSSD-Bit auf 0 gesetzt. Wird während des Parameter-abgleichs der optische PC-Adapter angeschlossen, so wird die RS232 und das Bit 3 erst aktiviert, wenn der Parameter-abgleich abgeschlossen ist. In dieser Zeit kann das PC-Pro-gramm LS4soft keine Verbindung zum LS4 aufbauen.

0 Die Kontrolle des Parametersatzes durch den LS4-Daten-FB muss nicht erfolgen. Dieses Bit wird mit Beginn der Parameterkontrolle auf 0 gesetzt. Tritt während der Parameterkontrolle ein Fehler auf, wird es wieder auf 1 gesetzt.

1 Der LS4 PROFIBUS signalisiert dem LS4-Daten-FB im Master, dass er Parameter vom LS4 PROFIBUS anfordern bzw. bereit stellen und überprüfen muss.



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Die zyklischen Eingangsdaten werden als PROFIsafe-Daten mit 16Bit-CRC über-tragen.

Die Bits 0-6 dürfen nicht für sicherheitsrelevante Entscheidungen genutzt werden. Diefehlersichere SPS muss hier lediglich das Bit 7 auswerten, um gegebenenfalls dienachgeschaltete Maschine freizugeben.

5.1.2 Zyklische AusgangsdatenDer LS4 PROFIBUS erwartet Ausgangsdaten vom sicheren Master (SPS) der Länge1 Byte mit folgender Struktur:

1 Schutzfeld Zeigt an, ob das Schutzfeld verletzt ist. Dieses Bit darf nicht für sicherheitsrelevante Ent-scheidungen verwendet werden!

0 Das Schutzfeld ist nicht verletzt.

1 Das Schutzfeld ist verletzt.

0 Warnfeld Zeigt an, ob das Warnfeld verletzt ist. Dieses Bit darf nicht für sicherheitsrelevante Ent-scheidungen verwendet werden!

0 Das Warnfeld ist nicht verletzt.

1 Das Warnfeld ist verletzt.


7 Restart Erzeugt ein Restart-Signal auf der Restart-Leitung des LS4Das für den LS4 definierte Timing muss durch die SPS oder externe Sensoren sicher gestellt sein.

0 Kein Restart-Puls, Leitung auf 0 gesetzt.

1 Der Restart Eingang des LS4 wird auf 1 ge-schaltet (Restart aktiv).

Tabelle 5.1-2: Zyklische Ausgangsdaten



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6 Proxy-Enable Dieses Bit bestimmt, ob beim Einschalten des Scanners und nach dem Ändern von Scanner-Parametern über die opti-sche PC-Schnittstelle ein automatischer Abgleich mit dem LS4-Daten-FB erfolgt. Dieses Bit wird nur beim Hochlaufen des PROFIBUS und beim Abnehmen des optischen PC-Ad-apters ausgewertet. Es sollte im Anwenderprogramm fest auf 1 oder auf 0 gelegt werden.

0 Das OSSD-Bit wird frei gegeben, ohne dass der LS4-Daten-FB gelaufen ist. Das Proxy-Request-Bit im zyklischen Eingangsbyte (siehe Kap. 5.1.1) wird trotzdem gesetzt, muss aber vom Master nicht beachtet werden. Es erfolgt kein automatischer Parameterabgleich bei Aus-tausch des LS4 PROFIBUS.

1 Der LS4-Daten-FB wird aktiviert; der automati-sche Abgleich der Parameter zwischen Master und LS4 PROFIBUS erfolgt.

5 reserviert Wird mit 0 erwartet



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Schutzfeld-nummer

Wählt ein Schutz-/Warnfeld-Paar im LS4 ausDie Nummer des anzuwählenden Schutzfeldes wird mit 1 - 4 erwartet. Jede andere Zahl würde einen Umschaltfehler er-zeugen und wird nicht an den LS4 weitergeleitet. Das OSSD-Bit wird bei ungültiger Schutzfeldnummer auf 0 gesetzt. Ca. 500 ms nachdem wieder eine gültige Schutzfeldnummer an-liegt, wird das OSSD-Bit frei gegeben. Das heißt nicht, dass grundsätzliche alle Schutzfelder 1 bis 4 sowie beliebige Schutzfeld-Umschaltungen erlaubt sind, da über die LS4-Parametrierung zusätzliche Einschränkungen möglich sind. Welche Schutzfelder in welcher Reihenfolge eingeschaltet werden dürfen und welches Schutzfeld beim Einschalten aktiviert sein darf, ist mit LS4soft im LS4 hinter-legt.Für korrektes Zeitverhalten beim Umschalten sorgt der PROFIsafe-Adapter. Das heißt das SPS-Programm kann, anders als für den LS4 beschrieben, unmittelbar von einem auf ein anderes zulässiges Schutzfeld umschalten, ohne für max. 1 s beide Schutzfelder einzuschalten.Die Schutzfeldnummer wird wie folgt codiert:

Schutzfeldnummer Bit 2 Bit 1 Bit 0

1 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0


Tabelle 5.1-2: Zyklische Ausgangsdaten

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Die zyklischen Ausgangsdaten werden als PROFIsafe-Daten mit 16Bit-CRC über-tragen.

Da der PROFIsafe-Adapter während der Hochlaufphase von PROFIBUS immer dasSchutzfeld 1 anwählt, müssen, wenn der Anlauf (nach einem Fehler oder nach demEinschalten) mit jedem Schutzfeld möglich sein soll, bei der LS4-Parametrierungmindestens die von Schutzfeld 1 ausgehenden Umschaltreihenfolgen zugelassenwerden.

5.2 Azyklischer DatenaustauschDer azyklische Datenaustausch wird dann vorteilhaft verwendet, wenn relativ seltenrelativ große Datenmengen übertragen werden müssen. Die gesamte Busbelastungkann dadurch vergleichsweise klein gehalten werden, was das Echtzeitverhalten derzyklischen Telegramme sichert. Für die azyklische Datenübertragung wird ein be-stimmter Zeit-Slot geschachtelt mit den zyklischen Telegrammen verwendet. Hierkönnen mit READ und WRITE-Befehlen azyklische PROFIBUS-Daten übertragenwerden, um z. B.

den Parametersatz abzugleichen

Messdaten aus dem Scanner auszulesen

Steuerbefehle zu übertragen

Master Klasse 1-BefehleDie azyklischen Klasse 1 Schreib-/ Lesebefehle READ und WRITE sind für LS4PROFIBUS für den automatischen Parameterabgleich erforderlich, der durch den LS4-Daten-FB (Kap. 5.1.1) realisiert wird. Zusätzlich ist es möglich, LS4-Kommandos unterBeachtung des Kommunikationsprotokolls und der Sicherheits-Vorschriften durch densicheren Master SPS zu erzeugen und an den Scanner zu senden (Kap. 5.2.3).Darüber hinaus können Steuer-Kommandos für den PROFIsafe-Adapter erzeugtwerden, die das gleiche Format wie LS4-Kommandos haben (Kap. 5.2.2).

Es ist zu beachten, dass azyklische Kommunikation über das SPS-Anwender-programms nur möglich ist, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

Der LS4 PROFIBUS befindet sich im normalen Betriebszustand.

An die optische Schnittstelle ist kein PC-Adapter angeschlossen (Reedkontaktnicht aktiviert).

Der LS4-Daten-FB hat den Datenabgleich beendet.

Solange der PC-Adapter an die optische Schnittstelle angeschlossen ist, werden alleazyklischen WRITE-Kommandos ignoriert. Hat der LS4-Daten-FB den Parameterab-gleich noch nicht beendet, so führt ein vom Anwenderprogramm erzeugtes azyklischesKommando an diesen LS4 PROFIBUS zum Abbruch der Abarbeitung des LS4-Daten-FBs mit einer Fehlermeldung. Diese Kommandos müssen deshalb mit dem LS4-Daten–FB synchronisiert werden (Kap. 5.2.2, FB_BUSY).

Ein fehlerhaftes Kommando an den LS4 im Normalbetrieb kann einen Fehler amLS4 auslösen, so dass dieser in den sicheren Zustand versetzt wird (OSSD = 0).

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Master Klasse 2-BefehleÜber Master Klasse 2-Befehle können alle LS4-Kommandos verwendet werden(Kap. 5.2.3), nicht aber die speziellen Kommandos für den PROFIsafe-Adapter zurSteuerung der automatischen Konfiguration (Kap. 5.2.2). Alle Kommandos werdentransparent von und zur RS232 des LS4 übertragen. Die Kommunikation überKlasse 2-Befehle ist zu einem Zeitpunkt nur für einen Master erlaubt.

5.2.1 Header für azyklische KommandosDie an den LS4 azyklisch zu übertragenden Kommandos können mehr als 240 Bytebenötigen, so dass sie in mehrere Blöcke zerlegt werden müssen. Zur Gewährleistungeines einheitlichen Telegrammformats ist jedem azyklisch übertragenen Datenblock(auch solchen die weniger als 240 Bytes benötigen) ein Header vorangestellt. DieserHeader (siehe nachfolgende Tabelle) ersetzt bei einem LS4-Kommando alle RS232spezifischen Formatierungen (Startkennzeichen, Endekennzeichen, Kennzeichnungvon zwei aufeinander folgenden Nullen durch nachfolgendes 0xff und das Prüfzei-chen).

Da der LS4 bis zu 2 Minuten braucht um Daten zu verarbeiten, wird das Datenfluss-Steuerbyte beim READ-Kommando vom LS4 PROFIBUS gesetzt und muss vomMaster ausgewertet werden. Beim WRITE-Kommando setzt der Master dieses Byteauf 0.

Byte Beschreibung

1 Datenfluss-Steuerbyte

2 Blocklänge in Byte inklusive Header (siehe Tabelle 5.2-2)

3 Höherwertiges Byte (MsByte) der Nummer des Datenblocks beginnend bei Null;Der letzter Block hat immer die Nummer 0xff (auch wenn erster = letzer Block).

4 Niederwertiges Byte (LsByte) von Nummer des Blocks beginnend bei Null;Der letzter Block hat immer die Nummer 0xff (auch wenn erster = letzer Block).

5 - 196 Nutzdaten

Tabelle 5.2-1: Header für azyklische Kommando-Telegramme

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Sowohl für READ als auch für WRITE werden die Bits im Datenfluss-Steuerbyte vomLS4 PROFIBUS folgendermaßen gesetzt:

Bit Wert Bedeutung

0 0 Der LS4 PROFIBUS kann kein WRITE-Kommando bearbeiten. Wird trotzdem ein WRITE-Kommando an den LS4 PROFIBUS gesendet, so wird dieses nicht bearbeitet, ein Fehler in den Fehlerpuffer einge-tragen und ein Alarm an den Master abgesetzt.

1 Der PROFIsafe-Adapter ist bereit zum Schreiben des ersten oder nächsten Datenblocks.

1 0 In diesem Datenblock sind keine Nutzdaten enthalten.

1 In diesem Datenblock sind Nutzdaten enthalten.

2 0 reserviert

3 0 reserviert

6, 5, 4 In diesen Bits wird mit einer Nummer der Kommunikationszustand des PROFIsafe-Adapters angezeigt.

0, 0, 1 Es konnte noch kein Kommunikationspfad eingestellt werden. Kann nur vom Master Klasse 2 empfangen werden, wenn der PROFIsafe-Adapter noch nicht vollständig hochgelaufen ist.

0, 1, 0 Der PC-Adapter ist an die optische Schnittstelle angeschlossen. In diesem Zustand werden azyklische WRITE-Kommandos ignoriert; es erfolgt keine Fehlermeldung.

0, 1, 1 Der LS4-Daten-FB des Masters bearbeitet gerade ein azyklisches Kommando (READ oder WRITE). Jedes zusätzliche azyklische WRITE- oder READ -Kommando führt zu einem Fehler im Ablauf des LS4-Daten-FB. Diese Fehler können durch Abfrage des FB-Ausgangs FB_BUSY auf dem Master verhindert werden.

1, 0, 0 Normaler Betrieb; Die azyklischen READ- und WRITE-Kommandos können unter Berücksichtigung der Bits 0 und 1 abgesetzt werden.

1, 0, 1 Es ist keine Kommunikationsverbindung aktiv. Das heißt es besteht keine Verbindung zu einem Master Klasse 1 und der PC-Adapter ist nicht an die optische Schnittstelle angeschlossen. Dieser Zustand kann nur einem Master Klasse 2 angezeigt werden.

7 0 reserviert

Tabelle 5.2-2: Struktur des Datenfluss-Steuerbytes

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Die maximal Länge für einen Datensatz beträgt 240 Byte, die minimale Datensatzlängeist 5 Byte. Es ist nur der Slot 0 zu verwenden. Als Index kann 2 oder 3 verwendetwerden, beide werden vom PROFIsafe-Adapter gleich behandelt. Falls im Master nichtmit dynamischer Datensatzlänge gearbeitet werden kann, ist es durch die Verwendungdieser zwei Indizes möglich die Busbelastung niedrig zu halten, indem kurze Nachrich-ten über einen kurzen Datensatz (z. B. DS2 (Index2)) und lange Nachrichten übereinen langen Datensatz (z. B. DS3 (Index3)) übertragen werden.

Welcher Datensatz verwendet wird, bestimmt der Master. Es werden nur die imHeader beschriebenen Datenbytes ausgewertet.

Neben der lokalen Parametrierung über die PC-Schnittstelle RS232 kann die Parame-trierung des LS4 über den PROFIBUS nur durch den LS4-Daten-FB in einem MasterKlasse 1 (automatischer Parameterabgleich) über azyklische READ- und WRITE-Befehle erfolgen.

Nachfolgend wird auf die Struktur von azyklischen Kommandos eingegangen, diedurch den Anwender programmiert werden können. Dabei wird unterschieden inKommandos für den PROFIsafe-Adapter und solchen für den LS4.

Da der LS4 PROFIBUS Kommandos benötigt um LS4-Daten bereit zu stellen, kann einLS4-Datensatz nicht direkt mit einem READ-Kommando abgefragt werden. Einevollständige LS4-Datenabfrage setzt sich deshalb stets zusammen aus

einem WRITE, in dem der Master mit einem Kommando spezifiziert welche Datener lesen will

gefolgt von einem READ, mit dem die angeforderten und zwischenzeitlich bereitgestellten Daten ausgelesen werden.

Hingegen können einige Kommandos an den PROFIsafe-Adapter direkt mit einemWRITE-Kommando gesetzt werden.

Alle nachfolgend beschriebenen LS4 PROFIBUS-Kommando-Telegramme müssenzusätzlich mit dem oben beschriebenen Header (Tab. 5.2-1) versehen werden (Master

LS4 PROFIBUS) oder sind vom PROFIsafe-Adapter mit dem oben beschriebenenHeader versehen (LS4 PROFIBUS Master). Beschrieben werden hier ausschlies-slich die Nutzdaten. Deshalb beginnt die Nummerierung in den nachfolgendenTabellen mit Byte 5, dem ersten Nutzdaten-Byte.

5.2.2 Kommandos für den PROFIsafe-AdapterBei jedem empfangenen Klasse 1- oder Klasse 2-Telegramm wird anhand des erstenBytes ermittelt, ob es für den PROFIsafe-Adapter bestimmt ist oder für den LS4.

Ist das Kommandobyte (Byte 5) keines der unten aufgeführten, so wird das Telegrammohne weitere Überprüfungen an den LS4 weitergeleitet. Ist das Telegramm auch demLS4 nicht bekannt, so wird je nach Zustand des LS4 mit einem Fehlertelegrammgeantwortet (LS4 geht in Fehlerzustand) oder das Telegramm wird ignoriert.

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Ist das Telegramm für den PROFIsafe-Adapter bestimmt, so werden die Telegramm-länge und die Parameterbereichsgrenzen überprüft. Sind diese fehlerhaft, so wird miteinem Fehlertelegramm geantwortet. Der PROFIsafe-Adapter antwortet bei fehlerhaf-ten Master READ-Kommandos mit:

5.2.2.1 Rücksetzen des PROFIsafe-AdaptersDer Master kann mit diesem WRITE-Kommando den PROFIsafe-Adapters zurücksetzen. Anforderung des Masters:

Es erfolgt keine Antwort des PROFIsafe-Adapters. Sofort nach Empfang diesesKommandos wird das Rücksetzen (wie Power-On Reset) des PROFIsafe-Adaptersdurchgeführt. Die PROFIBUS-Verbindung ist dabei ca. 2s unterbrochen. Der LS4 wirdhiervon nicht beeinflusst (Restart LS4 siehe Kap 5.1.2).

5.2.2.2 Weiterleiten von LS4-TelegrammenDer Master definiert mit diesem WRITE-Kommando, welche Daten des LS4 durch denPROFIsafe-Adapter an den Master weiter geleitet werden. Anforderung des Masters:

Byte Beschreibung

5 0x93 = Fehler im Telegramm

6 Fehlerart: 0 = falsche Länge, 1 = falscher Parameter

7 Kommandobyte des fehlerhaften Telegramms

Tabelle 5.2-3: Fehlerantwort des PROFIsafe-Adapters

Byte Beschreibung

5 0x94 = PROFI_CMD_RESET Rücksetz-Kommando an den PROFIsafe-Adapter, keine weiteren Parameter

Tabelle 5.2-4: PROFIsafe-Adapter; Rücksetzen

Byte Beschreibung

5 0x92 = PROFI_CMD_GET_LS4_DATABehandlung von Alive-Telegrammen des LS4

6 Durch die Bitkombination wird bestimmt, welches Telegramm an den Master weiter geleitet wird.

Bit 0 = 1 Messwert-Telegramme werden an den Master weitergeleitet

Bit 1 = 1 Alive-Telegramme werden an den Master weitergeleitet

Bit 2 = 1 Warnungs-Telegramme werden an den Master weitergeleitet

Bit 3 = 1 Fehler-Telegramme werden an den Master weitergeleitet

Ist dieses Byte = 0 wird das Weiterleiten aller Telegramme beendet

Tabelle 5.2-5: PROFIsafe-Adapter; Weiterleiten von LS4-Telegrammen

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Als Antwort wird das oder die ausgewählten Telegramme geschickt. Da der PROFI-safe-Adapter mehrere Telegramme des LS4 zwischen speichert, steht die Antwort,falls das gewünschte Telegramm vorhanden ist, sofort zum Lesen bereit. Erst wenndieses vom Master abgeholt wurde, wird ein neues Telegramm aus den aktuell vomLS4 empfangenen Telegrammen bereit gestellt.

Werden z. B. die Messwert-Telegramme permanent an den Master weiter geleitet undsollte der LS4 ein Fehler- oder Warnungs-Telegramm erzeugen, so wird dieses ineinem zweiten Puffer für den Master abgelegt, sofern auch dieses weiter geleitetwerden soll. Dadurch kann auch ein langsamer Master sowohl alle Messwert-Telegramme auslesen als auch Fehler- oder Warnungs-Telegramme empfangen.

5.2.2.3 Versionsabfrage des PROFIsafe-AdaptersDer Master kann mit diesem WRITE-Kommando die Version des PROFIsafe-Adaptersdurch ein nachfolgendes READ-Kommando abfragen. WRITE-Anforderung desMasters:

Antwort des PROFIsafe-Adapters auf nachfolgendes Master READ-Kommando:

7 0 = nur ein Telegramm wird an den Master weiter geleitet.1 = die oben ausgewählten Telegramme werden permanent an den Master weitergeleitet (bei Messwert-Telegrammen nur verwenden wenn der Master die Telegramm tatsächlich liest, da die Telegramme sonst veralten). Fehler-oder Warnungs-Telegramme werden vom LS4 nur einmal gesendet, so dass diese nur sicher empfangen werden können, wenn Byte 7 = 1 ist.>1 = nicht zulässig

Byte Beschreibung

5 0x90 = PROFI_CMD_GET_VERSION, Versionsabfrage

Byte Beschreibung Antwort des PROFIsafe-Adapters

5 Versionsabfrageantwort 0x90

6 PROFIsafe-Version (high Byte) 1

7 PROFIsafe-Version (low Byte) 0

8 PROFIBUS DP-Version (high Byte) 1

9 PROFIBUS DP-Version (low Byte) 0

Tabelle 5.2-6: PROFIsafe-Adapter; Versionsabfrage

Byte Beschreibung

Tabelle 5.2-5: PROFIsafe-Adapter; Weiterleiten von LS4-Telegrammen

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10 DPV1SL Komponenten (high Byte) 0x11

0x01 = V1SL_COMP_INSTALLED_C2

0x02 = V1SL_COMP_INSTALLED_C2_RQB_IFA

0x04 = V1SL_COMP_INSTALLED_IBC

0x08 = V1SL_COMP_INSTALLED_ASPC2

0x10 = V1SL_COMP_INSTALLED_DPC31

0x20 = V1SL_COMP_INSTALLED_SPC3

0x40 = V1SL_COMP_INSTALLED_DPR

11 DPV1SL Komponenten (low Byte) 0x0D



0x04 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_AL

0x08 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_C1

0x20 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_S7

0x40 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_SC

12 DPV1SL Main Interface 6

13 DPV1SL Funktion 5

14 DPV1SL Bugfix 1

Byte Beschreibung Antwort des PROFIsafe-Adapters

Tabelle 5.2-6: PROFIsafe-Adapter; Versionsabfrage

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5.2.2.4 Letzten Fehler des PROFIsafe-Adapters auslesenDer Master kann nach diesem WRITE-Kommando mit einem nachfolgenden READ-Kommando den letzten Fehler aus dem PROFIsafe-Adapter auslesen. WRITE-Anforderung des Masters:


5.2.2.5 Fehlerspeicher des PROFIsafe-Adapters auslesenDer Master kann mit diesem WRITE-Kommando gefolgt von einem READ-Kommandoden Fehlerspeicher des PROFIsafe-Adapters komplett auslesen. WRITE-Anforderungdes Masters:

Byte Beschreibung

5 0x84 = PROFI_CMD_ERRORAbfrage des letzten aufgetretenen Fehlers im PROFIsafe-Adapter

Byte Beschreibung

5 0x84 = Antwort für letzten Fehler vom Slave

6 high Byte Fehlernummer in µC2

7 low Byte Fehlernummer in µC2

8 high Byte der Anzahl wie oft dieser Fehler seit dem letzten Power-On in µC2aufgetreten ist

9 low Byte der Anzahl wie oft dieser Fehler seit dem letzten Power-On in µC2aufgetreten ist

10 high Byte Fehlernummer in µC1

11 low Byte Fehlernummer in µC1

12 low Byte der Anzahl wie oft dieser Fehler seit dem letzten Power-On in µC1aufgetreten ist

13 high Byte der Anzahl wie oft dieser Fehler seit dem letzten Power-On in µC1aufgetreten ist

Tabelle 5.2-7: PROFIsafe-Adapter; letzten Fehler auslesen

Byte Beschreibung

5 0x91 = PROFI_CMD_GET_ERROR, Abfrage des Fehlerspeichers vom PROFIsafe-Adapter

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Der Inhalt des Fehlerspeichers bleibt beim Restart des System erhalten, geht aberbeim Ausschalten des Gerätes verloren.

Byte Beschreibung

5 0x91 = Antwort für alle Fehler vom PROFIsafe-Adapter

6 Schreibindex des zuletzt in den Ringpuffer eingetragenen Fehlers in µC2

7 0 = Fehler ist beim letzten Zyklus aufgetreten1 = Fehler ist schon älter

8 Fehlernummer (high Byte) Index 0 in Ringpuffer von µC2

9 Fehlernummer (low Byte) Index 0 in Ringpuffer von µC2



... ...

... ...



48 Schreibindex des zuletzt in den Ringpuffer eingetragenen Fehlers in µC1

49 0 = Fehler ist beim letzten Zyklus aufgetreten1 = Fehler ist schon älter





... ...

... ...



Tabelle 5.2-8: PROFIsafe-Adapter; Fehlerspeicher auslesen

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5.2.3 Kommandos für den LS4Die nachfolgend beschriebenen LS4-Kommandos benutzen sog. Optionsbytes, Steu-erflags mit z. B. Statusinformationen, die bei jeder Nachricht mit übertragen werden.Das erste Optionsbyte wird immer übertragen und definiert Protokollinformationen wiez. B. die Anzahl der übertragenen Optionsbytes. Alle anderen Optionszeichen werdennur dann übertragen, wenn die Übertragung notwendig ist, d.h. wenn wenigstens einStatusbit gesetzt ist. Die 3 möglichen Optionsbytes haben nachfolgende Struktur:

Name Beschreibung

Option 1 Option 1 wird immer mit gesendet und besitzt folgenden Aufbau:

Die Anzahl der Optionsbytes ist auf 1-3 (Bit 0 & Bit 1) beschränktDas Feld aktueller Betriebszustand (Bit 2-4) zeigt den Betriebszustand an, welcher im Augenblick aktiv ist, und besitzt folgenden Aufbau:000 – keine Angabe (bei Nachrichten zum LS4)001 – Initialisierung010 – Messbetrieb011 – Konfiguration100 – Fehler/StörungDa die Anzahl der Optionsbytes mindestens 1 ist, besitzt Option 1 niemals den Wert 0x00.

Tabelle 5.2-9: Struktur der Optionsbytes in LS4-Kommandos

Anzahl der Optionsfelder, d. h. mindestens 1

aktueller Betriebszustand

0: ohne Paßwort1: mit Paßwort

0: ohne Paßwort1: mit Paßwort

reserviert

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

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HOption 2 Option 2 überträgt Statusinformationen über die einzelnen Schutzfelder + Störung + Warnung + Wiederanlaufsperre. Es wird nur dann übertragen, wenn wenigstens ein Flag gesetzt ist, d.h. die-ses Bytes kann nicht den Wert 0x00 besitzen. Wenn diese Option übertra-gen wird, so muss die Anzahl der Optionsfelder in Option 1 mindestens 2 betragen. Dieses Optionszeichen besitzt folgenden Aufbau:

Bei Nachrichten zum LS4 hat dieses Optionsbyte keine Bedeutung. Bit 7 ist auf 1 gesetzt, wenn Option 3 übertragen werden muss, damit Option 2 nicht den Wert 0 annehmen kann.

Name Beschreibung


akt. Personenschutzfeld0: frei1: belegt

Warnung

2: Personenschutzfeld0: frei1: belegt

2: Objektschutzfeld0: frei1: belegt

= 1 (für Option 3)

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

akt. Objektschutzfeld0: frei1: belegt

Störung

Wiederanlaufsperre

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Option 3 Option 3 überträgt Statusinformationen über die ausgewählten Schutzfeld-paare. Es wird nur dann übertragen, wenn wenigstens ein Flag gesetzt ist, d.h. dieses Byte kann nicht den Wert 0x00 besitzen. Wenn dieses Options-byte übertragen wird, so muss die Anzahl der Optionsfelder im Byte Option 1 mindestens 3 betragen. Dieses Optionsbyte besitzt folgenden Aufbau:

Da es vorkommen kann, dass während einer Schutzfeldumschaltung zwei Schutzfeldpaare gleichzeitig ausgewählt sind, sind zwei Angaben für das ausgewählte Schutzfeldpaar nötig.Bei den ausgewählten Schutzfeldpaaren bedeutet:0: nichts ausgewählt1-4: Schutzfeldpaar 1-4 ausgewähltBei Nachrichten zum LS4 besitzt dieses Byte keine Bedeutung.

Name Beschreibung


1. ausgewähl-tes Schutzfeld-paar

2. ausgewähl-tes Schutzfeld-paar

reserviert

= 1

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

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5.2.3.1 Alive-TelegrammWenn Alive-Telegramme mit PROFI_CMD_GET_LS4_DATA freigeschaltet sind (sieheKap. 5.2.2.2), kann der Master diese in folgendem Format lesen.

Steht kein Telegramm vom LS4 zur Verfügung so wird ein Block ohne Dateninhaltgeschickt.

5.2.3.2 Fehler-TelegrammTritt im LS4 ein Fehler auf, so wird folgendes Kommando als Alarm (Kap. 5.3.2) oderauch als Antwort auf ein azyklisches READ-Kommando an den Master geschickt.

Byte Beschreibung

5 0x14 = COM_CMD_ALIVE

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

Tabelle 5.2-10: Aufbau des Alive-Telegramms

Byte Beschreibung

5 0x53 = COM_CMD_ERROR_OCCURE

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 Fehler-Nummer (High Byte) des LS4

10 Fehler-Nummer (Low Byte) des LS4

11 Fehler-Parameter (High Byte) des LS4

12 Fehler-Parameter (Low Byte) des LS4

13 Fehler-Funktion (High Byte) des LS4

14 Fehler-Funktion (Low Byte) des LS4

Tabelle 5.2-11: Aufbau des Fehler-Telegramms

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5.2.3.3 Warnungs-TelegrammIst die Scheibe des LS4 zu stark verschmutzt, so wird folgendes Kommando als Alarmoder auch als Antwort auf ein azyklisches READ-Kommando an den Master geschickt.

5.2.3.4 Messwert-TelegrammWenn Messwert-Telegramme mit PROFI_CMD_GET_LS4_DATA freigeschaltet sind,dann kann der Master, wenn der LS4 Messwert-Telegramme schickt, diese infolgendem Format lesen.

Die Anzahl der Nutzdatenbytes ist abhängig von der Parametrierung des LS4. Stehtkein Telegramm vom LS4 zur Verfügung so wird ein Nutzdaten-Block ohne Dateninhaltgeschickt.

Byte Beschreibung

5 0x54 = COM_CMD_WARNING_OCCURE

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 Fehler-Nummer (High Byte) des LS4

10 Fehler-Nummer (Low Byte) des LS4

11 Fehler-Parameter (High Byte) des LS4

12 Fehler-Parameter (Low Byte) des LS4

13 Fehler-Funktion (High Byte) des LS4

14 Fehler-Funktion (Low Byte) des LS4

Tabelle 5.2-12: Aufbau des Warnungs-Telegramms

Byte Beschreibung

5 0x23 = COM_CMD_MESS_16_RT

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 ... Nutzdaten (siehe unten)

Tabelle 5.2-13: Aufbau des Messwert-Telegramms

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Jede gemessene Kontur besitzt 529 Messwerte (Winkel -5.04° - 185.04° mit 0.36°Auflösung). Jeder einzelne Messwert besitzt eine Segment-Nummer beginnend mit 0

der Messwert an der Stelle -5.04° besitzt die Segment-Nummer 0 und der Messwertan der Stelle 0° besitzt die Segment-Nummer 14. Innerhalb einer Messnachrichtmüssen nicht unbedingt alle Werte der gemessenen Kontur übertragen werden (sieheAuflösung, Ausgabe-Start und Ausgabe-Stop). Folgende Daten werden innerhalb einerMesskontur übertragen:

Byte Name Beschreibung Größe

9 Scan-Nummer

Bei jeder Umdrehung des LS4 wird eine Scan-Num-mer inkrementiert. Diese Scan-Nummer kann ver-wendet werden, um den zeitlichen Abstand zwischen zwei ausgegebenen Messkonturen zu ermitteln. Die eigentliche Scan-Nummer ist 32 Bit groß. Damit ein kleiner Wert bei der Übertragung dieser 4 Bytes keine Mehrfach-Null erzeugt, werden zwischen den einzelnen Bytes der Scan-Nummer Füllbytes mit dem Wert 0xFE eingefügt. Somit ergibt sich folgender Auf-bau der Scan-Nummer:Bit 24-310xFEBit 16-230xFEBit 8-150xFEBit 0-70xFE

8 Byte

17 Auflösung Gibt den Abstand in Segmenten (Messpunkten) zwi-schen zwei aufeinander folgenden Messwerten an. Beispiel: Die Messkontur wird beginnend vom Messwert 0 bis 528 ausgegeben und die Auflösung ist auf den Wert 4 gesetzt. Ausgegeben werden die Messwerte an fol-genden Segmenten der gemessenen Kontur:04...524528

1 Byte

18 Ausgabe Start

Gibt an bei welchem Segment (0 .. 528) der gemes-senen Kontur die Ausgabe beginnt.

2 Byte

Tabelle 5.2-14: Struktur der Messdaten im Messwert-Telegramm

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2 Byte-Werte innerhalb des Messwert-Telegramms werden in der Reihenfolge HighByte-Low Byte übertragen.

5.3 AlarmeAlarme werden von PROFIBUS automatisch zum Master übertragen, wenn sie imzyklischen Telegramm im PROFIBUS-Statusbyte beim Master angemeldet werden.Dieser holt sich die eigentliche Alarm-Information mittels eines azyklischen Tele-gramms vom meldenden Slave und schreibt sie in einen für Alarme reserviertenSpeicherbereich (SAP51). Das Applikationsprogramm kann die Alarmmeldung nunauswerten, ohne diese Daten explizit über READ anzufordern.

20 Ausgabe Stop

Gibt an welches Segment (0 .. 528) den letzten Mess-wert liefert. Wenn das Verhältnis zwischen Anzahl der ausgegebenen Messwerten (durch Ausgabe-Start und Ausgabe-Stop) und Auflösung nicht aufgeht, so wird der dem Ausgabe-Stop entsprechende Mess-wert mit ausgegeben.

2 Byte

22 Messwerte Nacheinander werden die einzelnen Messwerte be-ginnend mit dem Messwert entsprechend Ausgabe-Start und endend mit dem Messwert entsprechend Ausgabe-Stop übertragen.Jeder Messwert entspricht hierbei der gemessenen Distanz zwischen LS4-Drehachse und Objekt an der entsprechenden Winkelposition in Millimeter.Das Bit 0 eines jeden Messwertes definiert, ob zwi-schen dem entsprechenden Messwert und dem vor-herigen Messwert die gemessene Kontur ein Schutzfeld verletzt hat bei Auswertung der Mess-werte als Entfernungswert muss Bit 0 ausmaskiert werden.

je nach Aus-gabeStartundStop, je 2 Byte

Byte Name Beschreibung Größe

Tabelle 5.2-14: Struktur der Messdaten im Messwert-Telegramm

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5.3.1 Update-AlarmWenn ein Master Klasse 2 nach einem C2-Initiate erstmalig schreibend auf denPROFIsafe-Adapter zugreift, wird dieses dem Master Klasse 1 über den Update-Alarmmitgeteilt. Die Update-Alarm-PDU ist wie folgt codiert:

5.3.2 Diagnose-AlarmFehler oder Warnungen des LS4 und Fehler im PROFIsafe-Adapter werden über denPROFIBUS als Diagnose-Alarme gemeldet. Jeder neue Fehler wird als neuer kom-mender Alarm gemeldet. Dauerhaft anliegende Fehler werden bei stehender Verbin-dung nur einmal gemeldet. Bei Unterbrechung der Verbindung und erneutem Über-gang in den zyklischen Datenverkehr wird der letzte aufgetretene Fehler, falls er nochanliegt, erneut als kommender Alarm gemeldet. Liegt mindestens 500 ms kein Fehlermehr vor, so wird ein gehender Alarm gesendet. Es wird der Sequenzmode für 8Alarme unterstützt, das heißt bis zu 8 Alarme werden im PROFIsafe-Adapter zwischengespeichert, bis sie vom Master abgeholt werden. Die Diagnose-Alarm-PDU ist wiefolgt codiert:

Byte Bit Beschreibung

7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 0 0 0 1 0 0 Länge der Alarm-PDU (inklusive Header) = 4 Byte

2 0 0 0 0 0 1 1 0 Typ ist Update-Alarm

3 0 0 0 0 0 0 0 0 keine Slots (Slot 0)

4 0 0 Sequ. Nr 1 0 0 keine Alarm Differenzierung, mit Quittung, Sequenznummer 0-7

Tabelle 5.3-1: Aufbau des Update-Alarms


7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 0 0 1 1 0 1 Länge der Alarm-PDU inklusive Header, ab-hängig vom Alarm

2 0 0 0 0 0 0 0 1 Typ ist Diagnose-Alarm

3 0 0 0 0 0 0 0 0 keine Slots (Slot 0)

4 0 0 Sequ. Nr 1 0 0 keine Alarm Differenzierung, mit Quittung, Sequenznummer 0-7

5 1 0 0 0 0 1 0 0 Fehlercode 0x84 = Fehler vom Slave

6 x x x x x x x x high Byte Fehlernummer in µC2

7 x x x x x x x x low Byte Fehlernummer in µC2

Tabelle 5.3-2: Aufbau des Diagnose-Alarms

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Mit dem Fehlercode, der in den Bytes 6 und 7 bzw. 10 und 11 steht, wird der letzteaufgetretene Fehler vom LS4 oder von µC1 oder µC2 im PROFIsafe-Adapter ange-zeigt. Er hat folgende Bedeutung:

8 x x x x x x x x high Byte der Anzahl dieses Fehlers seit dem letzten Power-Up in µC2

9 x x x x x x x x low Byte der Anzahl dieses Fehlers seit dem letzten Power-Up in µC2

10 x x x x x x x x high Byte Fehlernummer in µC1

11 x x x x x x x x low Byte Fehlernummer in µC1

12 x x x x x x x x high Byte der Anzahl dieses Fehlers seit dem letzten Power-Up in µC1

13 x x x x x x x x low Byte der Anzahl dieses Fehlers seit dem letzten Power-Up in µC1

Code Ursache / Bedeutung Maßnahme zur Fehlerbehebung

LED am LS4 leuchten nicht +24 VDC Versorgungsspannung prü-fen (auch auf Verpolung), Anschlus-skabel prüfen, ggf. Gerät tauschen

0x2418 Der PROFIsafe-Treiber kann die zyklischen Outputdaten nicht prü-fen

Ungültiger Betriebszustand; kann bei Störungen am PROFIBUS auftreten.

0x2419 Die Bearbeitung der Outputdaten liefert kein konsistentes Ergebnis

Ungültiger Betriebszustand; kann bei Störungen am PROFIBUS auftreten.

0x2600 Falsche Schutzfeldnummer Nur die Schutzfelder 1 bis 4 anwählen.

0x2A04 PROFIBUS -Telegramm konnte nicht bearbeitet werden

Das Datenfluss-Steuerbyte (Kap. 5.2.1) bei azyklischen WRITE-Kommandos auswerten.

0x2A05 Alle Lesepuffer für PROFIBUS -Te-legramme belegt

Nach jedem WRITE-Kommando muss das vom PROFIsafe-Adapter angeforderte Resultat durch den Ma-ster abgeholt werden.

0x2A06 PROFIBUS-Telegramm zu lang (>=1100 Byte)

Nur gültige azyklisches WRITE-Kom-mandos generieren.

Tabelle 5.3-3: Fehlercodes des PROFIsafe-Adapters


7 6 5 4 3 2 1 0

Tabelle 5.3-2: Aufbau des Diagnose-Alarms

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6 Projektierung des Masters

Während die Parametrierung des Laserscanners LS4 über die PC-Software LS4soft,den PC-Adapter und die optische Schnittstelle am PROFIsafe-Adapter erfolgt, mussder Scanner auf der Seite des Masters, meist eine Sicherheits-SPS mit PROFIsafe-Master, in das Anwenderprogramm eingebunden werden. Nachfolgend wird dieseEinbindung anhand der STEP 7-Software erläutert, mit deren Hilfe Projektierung undProgrammierung der sicheren Steuerungen der Reihen S7-400 und S7-300 erfolgen.

Ein spezieller Funktionsblock für diese Steuerungen, der bereits mehrfach erwähnteLS4-Daten-FB, ermöglicht es, den Parametersatz vollautomatisch zwischen LS4 undSPS auszutauschen. Durch diesen FB wird es möglich, einen sehr schnellen Geräte-tausch im Fehlerfall zu realisieren; am neuen noch nicht parametrierten Scanner musslediglich die PROFIBUS-Adresse eingestellt werden (Kap. 4.5). Nach dem Einschaltender Versorgungsspannung wird der Parametersatz automatisch von der SPS überPROFIBUS in das Austauschgerät geladen. Der LS4-Daten-FB muss dazu wie weiterunten beschrieben in das Anwender-Programm eingebunden werden.

6.1 Hardwarekonfiguration in STEP 7Nach dem Öffnen der Hardwarekonfiguration, werden als erstes die benötigtenBaugruppen per „Drag and Drop“ aus dem Hardware Katalog in das Projekt eingefügt.

Falls der LS4 im Hardware Katalog nicht zu finden ist, sollte vorher die mitgelieferteGSD-Datei in der Hardware Konfiguration neu installiert werden.

0x2A0B Unerwartete Blocknummer in PRO-FIBUS-Telegramm

Die Blöcke der Telegramme müssen sequenziell durchnumeriert werden.

0x2B01 Unbekannter Zustand des LS4-Da-ten-FB

Azyklische READ-und WRITE-Kom-mandos dürfen erst dann bearbeitet werden, wenn der LS4-Daten-FB den Parameterabgleich komplett durch-geführt hat; FB_BUSY beachten (Kap. 6.4).

0x2B09 Fehler bei CRC-Vergleich

0x2B1X Echodaten CRC Nr. x falsch

0x2B2X CRC Nr. x anders bei Lesewieder-holung

Code Ursache / Bedeutung Maßnahme zur Fehlerbehebung

Tabelle 5.3-3: Fehlercodes des PROFIsafe-Adapters

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Als nächstes ist der LS4 als PROFIBUS-Slave zu konfigurieren. In der Hardwarekonfi-guration wird die PROFIBUS-Adresse eingetragen, die auch am LS4 über die Hex-Schalter eingestellt ist. Außerdem werden noch die Anfangsadressen des Ein- und desAusgangsbyte eingestellt. In das Eingangsbyte schreibt PROFIBUS zyklisch das LS4-Eingangsbyte (Kap. 5.1.1) während das Ausgangsbyte zyklisch an den LS4 übertragenwird (Kap. 5.1.2). Ein einfaches Anwenderprogramm kann ausschliesslich mit diesenbeiden Bytes des Prozeßabbilds arbeiten.

6.2 Konfigurierung des PROFIsafe-Treibers in STEP 7PROFIsafe realisiert die Sicherheit aufbauend auf den Standard-PROFIBUS durcheine Software-Funktion, den sog. PROFIsafe-Treiber. Dieser Treiber läuft sowohl aufdem Master als auch auf den sicheren Slaves wie dem LS4 PROFIBUS und istdemzufolge sehr flexibel programmiert. Er muss deshalb durch bestimmte Parameteran das jeweilige Gerät angepasst werden. Diese sicherheitsrelevanten Parameter desPROFIsafe-Treibers sind die sog. F-Parameter, die in der GSD abgelegt sind. Nureinige davon sind tatsächlich für den Anwender des LS4 PROFIBUS einstellbar.Weitere Geräte-abhängige Parameter, die sog. iParameter oder sonstige Anwender-Parameter, werden nicht über die GSD sondern über LS4soft vor Ort in den Scannergeladen. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über die F-Parameter, derenWertebereiche und Bedeutung:

Abb. 6.1-1: Hardwarekonfiguration in STEP 7

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GSD Parameter-name

Erläuterung

F_Check_SeqNr Einstellbar 0 oder 1 (default: 0) 0 - die laufende Nummer wird nicht in die CRC einbezogen 1 - die laufende Nummer wird mit in die CRC einbezogen

F_Check_iPar Nicht einstellbar, fest auf 0 für keine iParameter

F_SIL Nicht einstellbar, fest auf 1 für SIL2

F_CRC_Length Nicht einstellbar, fest auf 1 für 2 Byte CRC

F_Block_ID Nicht einstellbar, fest auf 0

F_Par_Version Nicht einstellbar, fest auf 0

F_Source_Add Einstellbar 1 - 65534 (default 1)Anmerkung: wird vom SIMATIC-Manager automatisch vergeben

F_Dest_Add muss eingestellt werden auf 500 + PROFIBUS-Adresse (Werkeinstellung = 504). Das Gerät verfügt über Hex-Schalter, mit denen die PROFIBUS-Adresse eingestellt werden kann. Die PROFIsafe Destination-Adresse wird aus der 16 Bit Summe von 500 und der PROFI-BUS-Adresse gebildet und ist vom Anwender bei der Projektie-rung anzugeben. Damit ist in einem System mit nur einem PROFIBUS-Strang sicher gestellt, dass die Destination-Adres-se eindeutig ist. Nur diese Destination-Adresse wird vom LS4 PROFIBUS akzeptiert. Bei einem System mit mehreren PROFIBUS-Strängen liegt es in der Verantwortung des Anwen-ders dafür zu sorgen, dass alle im Gesamtsystem vorhandenen LS4 verschiedene PROFIBUS-Adressen erhalten, um die gefor-derte Eindeutigkeit der Destination-Adresse zu erreichen. Das hier beschriebene Gerät ist ein PROFIBUS-Slave mit nur einem PROFIsafe-Modul. Es ist daher kein zusätzlicher Mechanismus erforderlich, um einzelne Module zu unterscheiden.

F_WD_Time Watchdog-Zeit einstellbar in Millisekunden 10 - 65535 (default = 10).

Die F_WD_Time muss bei der Projektierung immer mit größe-ren Werten nach der Gleichung

F_WD_Time = max(10 ms, tscan_rec)*2 + 4 * Bus_Cycle_Time

mit tscan_rec = Zykluszeit des Sicherheits-Programms auf dem Master

gesetzt werden. Für die Systemreaktionszeit muss zu der einge-stellten F_WD_Time noch die Reaktionszeit des LS4 (konfigu-rierbar >= 80ms) hinzugerechnet werden.

Tabelle 6.2-1: Parameter des PROFIsafe-Treibers

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Unter der Rubrik PROFIsafe ist mindestens die Anpassung des ParametersF_WD_Time entsprechend Kap. 6.6 erforderlich. Weicht die PROFIBUS-Adresse vonder Werkeinstellung 4 ab, so muss der Parameter F_Dest_Add ebenfalls angepasstwerden.

F_Par_CRC Muss von PROFIsafe-Projekttiertool mit CRC1 für den F-Para-meterblock richtig belegt werden (default CRC1 für default F-Pa-rameter).

Abb. 6.2-1: F-Parameter des PROFIsafe-Treibers

GSD Parameter-name

Erläuterung

Tabelle 6.2-1: Parameter des PROFIsafe-Treibers

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Der LS4-Daten-FB benötigt 34 remanente Merker. Diese sowie evtl. weitere durch dasAnwenderprogramm benutzte remanente Merker sind hier zu reservieren (z. B. 50).

Jetzt kann die Hardwarekonfiguration übersetzt und in die CPU geladen werden.

6.3 DiagnosedatenAuf die PROFIsafe-Diagnosedaten kann während der Inbetriebnahme vom Projektier-Tool aus zugegriffen werden. Sie betreffen nur Fehler in der Einstellung der Parameterdes PROFIsafe-Treibers. Die Diagnosedaten werden als Status-PDU geliefert, in dernach den ersten 6 Bytes Standard-Diagnose folgende Bytes 7 .. 11 geliefert werden:

Abb. 6.2-2: Setzen der remanenten Merker


7 6 5 4 3 2 1 0

Byte 7 0 0 0 0 0 1 0 1 Länge der Status-PDU ist 5 (inklusive Header)

Byte 8 1 0 0 0 0 0 0 1 Typ ist Status-Message

Byte 9 0 0 0 0 0 0 0 0 keine Slots

Byte 10 0 0 0 0 0 0 0 0 keine Status Differenzierung

Byte 11 x x x x x x x x Fehler in F-Parametern (Fehlernummer), siehe unten

Die Fehlernummer ist folgermaßen codiert:

Byte 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 = Kein Fehler

Byte 11 0 1 0 0 0 0 0 1 65 = Interner Fehler bei F_Dest_Add

Tabelle 6.3-1: Diagnosedaten des PROFIsafe-Treibers

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6.4 LS4-Daten-Funktionsbaustein „FB LS4“

Der LS4-Daten-FB arbeitet als „Stellvertreter“ eines Laserscanners LS4 PROFIBUS ineiner Sicherheits-SPS der Baureihe SIMATIC S7-300F. Er läuft im Standardteil desAnwenderprogramms und verwaltet den Parameterabgleich zwischen einem LS4PROFIBUS und der Master-SPS, so dass eine automatische Parametrierung beimAustausch des LS4 möglich ist. Pro Laserscanner LS4 ist eine Instanz des FB LS4sowie der zugehörigen Datenbausteine vorzusehen.

Da zur Datenverarbeitung auch das Datum und die Uhrzeit herangezogen werden,müssen Datum und Uhrzeit der CPU korrekt eingestellt sein.

Der Parameteraustausch ist in beiden Richtungen möglich, SPS LS4 PROFIBUSoder LS4 PROFIBUS SPS. Der LS4-Daten-FB erwartet folgende Eingangsvariablen(INPUT) bzw. liefert folgende Ausgangsvariablen (OUTPUT):

Byte 11 0 1 0 0 0 0 1 0 66 = Falsche F_Dest_Add

Byte 11 0 1 0 0 0 0 1 1 67 = Falsche F_Source Add

Byte 11 0 1 0 0 0 1 0 0 68 = Falsche F_WD_Time Einstellung

Byte 11 0 1 0 0 0 1 0 1 69 = Falsche SIL Einstellung

Byte 11 0 1 0 0 0 1 1 0 70 = Falsche CRC Länge

Byte 11 0 1 0 0 0 1 1 1 71 = Falsche F_Block_ID oderF_ParVersion

Byte 11 0 1 0 0 1 0 0 0 72 = Falsche CRC1 über die F-Parameter

Parameter Deklaration Datentyp Speicher-Bereich

FIRST_IN_BYTE_LS4 INPUT BYTE E, A, M, D, L

FIRST_OUT_BYTE_LS4 INPUT BYTE E, A, M, D, L

START_ADDRESS_REM_MARKER INPUT INT E, A, M, D, L, Konstr.

DB_MMC_LS4_CONFIG INPUT INT E, A, M, D, L, Konstr.

DB_LS4_CONFIG INPUT INT E, A, M, D, L, Konstr.

DB_MMC_LS4_DATA INPUT INT E, A, M, D, L, Konstr.

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 INPUT WORD E, A, M, D, L, Konstr.

ERROR_NUMBER_FB OUTPUT WORD E, A, M, D, L

ERROR_CODE_SFC OUTPUT WORD E, A, M, D, L

Tabelle 6.4-1: Ein- und Ausgangsvariablen des LS4-Daten-FB „FB LS4“


7 6 5 4 3 2 1 0

Tabelle 6.3-1: Diagnosedaten des PROFIsafe-Treibers

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FIRST_IN_BYTE_LS4 empfängt das zyklischen Eingangsbyte vom LS4. Das darinenthaltenen Bit 2 (Proxy-Request) wird ausgewertet, um ggf. den LS4-Daten-FB zuaktivieren, d.h. den Parameterabgleich zwischen LS4 und Master durchzuführen. DerFB LS4 bekommt die Information, in welche Richtung die Parameter übertragenwerden müssen oder ob sich der LS4 im Werkauslieferungszustand befindet vom LS4PROFIBUS. Während des Parameterabgleichs wird der Ausgang FB_BUSY gesetzt.Nach erfolgreichem Parameterabgleich liest der LS4-Daten-FB die LS4-Identifikations-daten vom Scanner aus, um so eindeutig einen zukünftigen Gerätewechsel erkennenzu können.

Tritt während der Parameterübertragung ein Fehler auf (z. B.: Negative Quittung,Abbruchkommando usw.), unterbricht der FB LS4 den Vorgang und wartet erneut aufdas Proxy-Request-Bit.

FIRST_OUT_BYTE_LS4 wird mit dem zyklischen Ausgangsbyte verbunden. Es hatzur Zeit keine Funktion und ist für eventuelle spätere Anwendungen vorgesehen.

START_ADDRESS_REM_MARKER zeigt auf den Start des Blocks aus mindestens34 remanenten Merkerbytes. Diese Bytes werden für interne Zwecke benötigt undenthalten keine für das Anwenderprogramm relevante Datenstruktur. Die Anfangs-adresse dieses remanenten Merkerbereiches kann von der SIMATIC-Software nichtautomatisch, sondern muss in der S7-Hardwarekonfiguration manuell eingestelltwerden (Kap. 6.2).

DB_MMC_LS4_CONFIG, DB_LS4_CONFIG und DB_MMC_LS4_DATA werden mitder jeweiligen Datenbaustein-Nummer versorgt. Während DB_MMC_LS4_CONFIGund DB_MMC_LS4_DATA Datenblöcke auf der Micro-Memory-Card adressieren, liegtder mit DB_LS4_CONFIG adressierte Datenblock im Arbeitsspeicher.

Die Datenbausteine mit der Abkürzung MMC (Micro-Memory-Card) tauschen ihreDaten ausschließlich mit den dazugehörigen SFC´s aus (SFC 83 "READ_DBL" undSFC 84 "WRIT_DBL").

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 enthält die PROFIBUS-Diagnoseadresse des LS4PROFIBUS. Unter S7-HW–Konfig kann sie über die Menufolge „..Eigenschaften /Allgemein / Diagnoseadresse“ erfragt werden.

CONFIG_SET_TO_DEFAULT kommt direkt vom Scanner und signalisiert dem Anwen-derprogramm, dass der LS4 PROFIBUS auf die Werkeinstellung zurück gesetzt istbzw. wurde. Dieser Ausgang ist „1“ beim erstmaligen Anschalten eines LS4 PROFI-BUS an die sichere Steuerung, wenn der LS4-Daten-FB noch keinen gültigenDatensatz vom LS4 gelesen und im SPS-Speicher abgelegt hat.

CONFIG_SET_TO_DEFAULT OUTPUT BOOL E, A, M, D, L

FB_BUSY OUTPUT BOOL E, A, M, D, L

ERROR_NUMBER_LS4 OUTPUT BYTE E, A, M, D, L

Parameter Deklaration Datentyp Speicher-Bereich

Tabelle 6.4-1: Ein- und Ausgangsvariablen des LS4-Daten-FB „FB LS4“

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Nach einem fehlgeschlagenen Parameterabgleich in beide Richtungen. Schlägt entwe-der der Upload oder der Download fehl, so wird der LS4 PROFIBUS auf seineWerkeinstellung zurück gesetzt. Dieses wird an den LS4-Daten-FB gemeldet. DerAnwender muss den LS4 PROFIBUS über LS4soft neu parametrieren.

FB_BUSY signalisiert, dass der LS4-Daten-FB gerade einen Parameterabgleich mitdem ihm zugeordneten LS4 durchführt. Dazu benutzt er azyklische READ- bzw.WRITE-Befehle. Da diese Befehle die Zykluszeit des Anwenderprogramms verlängern,sind weitere azyklische READ- und WRITE-Kommandos an die selbe oder eine anderePROFIBUS-Adresse durch das Anwenderprogramm während eines Parameterab-gleichs zu vermeiden.

Sind mehrere LS4 PROFIBUS in einem PROFIBUS-System installiert, werden alsomehrer LS4-Daten-FBs in der Master-SPS verwendet, so sollten diese miteinandersynchronisiert werden, um bei gleichzeitiger Aktivierung mehrerer Parameterabgleich-Vorgänge Überläufe der Zykluszeit des Anwenderprogramms zu verhindern. Das kannz. B. dadurch geschehen, dass das zyklische Eingangsbyte nicht direkt aufFIRST_IN_BYTE_LS4 geschaltet wird, sondern über ein Merkerbyte. Sollte einer derLS4-Daten FBs seinen FB_BUSY-Ausgang setzen (der Parameterabgleich läuft), sowerden die Merkerbytes der anderen LS4 PROFIBUS temporär nicht auf deren LS4-Daten FB durchgeschaltet oder das Proxy-Request-Bit wird ausmaskiert.

ERROR_NUMBER_LS4 ist für Ferndiagnose mit dem Hersteller-Service vorgesehenund liefert den Fehlercode des LS4.

Der LS4-Daten-FB benutzt SFCs für die Kommunikation über PROFIBUS. Fehlermel-dungen dieser SFCs sowie Fehlercodes des LS4-Daten FB werden überERROR_NUMBER_FB und ERROR_CODE_SFC dem Anwenderprogramm zur Verfü-gung gestellt. Die folgende Tabelle enthält Fehlernummern vom LS4-Daten FB, dieüber den Parameter ERROR_NUMBER_FB ausgegeben werden können. Wenn derParameter ERROR_CODE_SFC ungleich Null ist, kann anhand dieser Tabelle derentsprechende SFC ermittelt werden. Die Entschlüsselung des SFC-Fehlercodes istmit dem SIMATIC Referenzhandbuch „Systemsoftware für S7-300/400 System- undStandardfunktionen“ möglich.

Bei erneutem Bearbeiten des LS4-Daten FB werden ERROR_NUMBER_FB,ERROR_CODE_SFC und ERROR_NUMBER_LS4 auf den Wert Null zurückgesetzt.

Fehler-nummer

SFC Position Erläuterung

0x0101 83 01 Kopierfehler von Datenbaustein (Ladespeicher) nach Datenbaustein (Arbeitsspeicher)

0x0201 58 02 Fehler beim Datensatz schreiben: Funktions-baustein nach LS4 PROFIBUS

0x0301 59 03 Fehler beim Datensatz lesen: LS4 PROFIBUS nach Funktionsbaustein

0x0302 03 Fehler im Datensatz vom LS4 PROFIBUS

Tabelle 6.4-2: Fehlercodes des LS4-Daten FB

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0x1301 84 13 Kopierfehler von Datenbaustein (Arbeitsspei-cher) nach Datenbaustein (Ladespeicher)







0x2501 83 25 Kopierfehler von Datenbaustein (Ladespeicher) nach Datenbaustein (Arbeitsspeicher)

Fehler-nummer



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0x4201 84 42 Kopierfehler von Datenbaustein (Arbeitsspei-cher) nach Datenbaustein (Ladespeicher)



Fehler-nummer



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6.5 AnwenderprogrammZur Einbindung in Ihr Anwenderprogramm kopieren Sie bitte die Bausteine:

- FB LS4 (FB 10)

- DB LS4 CONFIG (DB 101)

- DB MMC LS4 CONFIG (DB 100)

- DB MMC LS4 DATA (DB 102)

vom mitgelieferten Beispiel-Projekt „LS4“ in Ihr eigenes Sicherheitsprogramm.

Der Instanz-DB „DB LS4“ (DB 10) muss nicht mitkopiert werden, weil dieser beimAufruf des „FB LS4“ generiert wird.

Die Nummer der Bausteine kann nach Belieben verändert werden, z. B.:

- FB LS4 (FB 30)

- DB MMC LS4 CONFIG (DB 32)

- DB LS4 CONFIG (DB 33)

- DB MMC LS4 DATA (DB 34)

Abb. 6.5-1: Einbindung des FB LS4

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Vor dem Aufruf muss das Bit „Proxy-Enable“ (Bit 6 des zyklischen Ausgangsbytes,Kap. 5.1.2) des LS4 PROFIBUS durch das Anwenderprogramm permanent auf „1“gesetzt werden, damit der LS4 PROFIBUS im Bedarfsfall das Proxy-Request-Bit imzyklischen Eingangsbyte (Kap. 5.1.1) des LS4 sendet.

Transferieren Sie das Ein- und das Ausgangsbyte des LS4 auf interne Merkerbytesund übergeben diese dem FB LS4. Dadurch ist es möglich das Proxy-Request-Bitggf. solange auszublenden, bis ein laufender Parameterabgleich mit einem anderenLS4 beendet ist (Auswertung von FB_BUSY aller FB LS4) um dadurch nur einenParameterabgleich zu einem bestimmten Zeitpunkt laufen zu lassen und die Zyklus-zeit des Anwenderprogramms nicht unnötig zu verlängern.

Ein Instanz-DB muss beim Aufruf des FB`s mit angegeben werden.

Beispiel: CALL "FB LS4" , DB10

CALL "FB LS4" , "DB LS4"

FIRST_IN_BYTE_LS4 :="FIRST IN BYTE LS4"

FIRST_OUT_BYTE_LS4 :="FIRST OUT BYTE LS4"

START_ADDRESS_REM_MARKER :=10 // start address (34 Byte remanent Marker) !!!

DB_MMC_LS4_CONFIG :=100

DB_LS4_CONFIG :=101

DB_MMC_LS4_DATA :=102

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 :=W#16#3FE // DP diagnosis address LS4: 1022 (hex: 3FE)

ERROR_NUMBER_FB :="ERROR NUMBER FB"

ERROR_CODE_SFC :="ERROR CODE SFC"

CONFIG_SET_TO_DEFAULT :="CONFIG SET TO DEFAULT"

FB_BUSY :="FB_BUSY"

ERROR_NUMBER_LS4 :="ERROR NUMBER LS4"

Nachdem die Bausteine in die CPU übertragen wurden, kann die CPU in „RUN“geschaltet werden. Jetzt ist der FB LS4 für die Kommunikation mit dem LS4 PROFI-BUS bereit.

Es findet keine Kommunikation statt, solange der optische PC-Adapter am LS4PROFIBUS angebracht ist.

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6.6 ReaktionszeitDie gesamte Reaktionszeit eines Sicherheitssystems auf Basis LS4 PROFIBUS setztsich zusammen aus

der Reaktionszeit des LS4 einschließlich PROFIsafe-Adapter

der Übertragungszeit vom LS4 PROFIBUS zum Programm im Master

der Zykluszeit des PROFIsafe-Programms im Master

der Zeit bis zum Abschalten des Sicherheitskreises, ggf. mit Ausgabe überPROFIBUS

der Stoppzeit der Maschine

Für die Reaktionszeit bis zur erfolgten Auswertung des OSSD-Bits im Sicherheitspro-gramm des Masters gilt:

TR ist die Zeit bis zum Abschalten des SPS-Ausgangs. Zusätzlich ist die Zeit bis zumÖffnen des Leistungs-Schaltkreises und die Stoppzeit der Maschine zu beachten.

Prinzipiell ist zu beachten, dass infolge der Verlängerung der Reaktionszeiten gegen-über einem LS4 ohne PROFIsafe-Adapter größere Sicherheitsabstände einzuhaltensind.

7 Inbetriebnahme und Gerätetausch

Vor der Inbetriebnahme des LS4 PROFIBUS sind folgende Tätigkeiten durchzuführen:

Einstellen der Adresse des LS4 PROFIBUS-Adapters

Herstellen der korrekten physikalischen Einbindung in das PROFIBUS-Netzwerk

Einbinden in die STEP 7 Hardware-Konfiguration

Setzen der PROFIsafe-Parameter des Masters

Programmieren, Laden und Starten des Anwenderprogramms

Parametrieren des LS4 mit LS4soft über den optischen PC-Adapter

TR = TScanner + TWD

TR Reaktionszeit von einer Schutzfeldverletzung bis zur Auswertung des OSSD-Bits im Master

TScanner Reaktionszeit des LS4 (minimal 80ms, einstellbar in 40ms Schritten)

TWD Watchdog-Zeit = max (10 ms, tscan_rec) * 2 + 4 * Bus_Cycle_Time

mit tscan_rec = Zykluszeit des PROFIsafe-Teils auf dem Master

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Die Einbindung des LS4-Daten-FB „FB LS4“ (Kap. 6.2) ist optional und ermöglichteinen einfachen und schnellen Gerätetausch im Fehlerfall. Für die Übertragung derzyklischen Echtzeitdaten ist er nicht notwendig. Im einfachsten Fall liest das Anwen-derprogramm im Sicherheits-Teil der SPS lediglich das OSSD-Bit der zyklischenEingangsdaten und beschreibt das zyklische Ausgangsbyte (siehe Beispiel in 5.1.1).

Bei Änderung der Paramaterdaten des LS4 über die optische Schnittstelle sowie beierfolgtem, automatischen Datenaustausch nach einem Gerätewechsel ist dieWirksamkeit der Abschaltfunktion entlang der definierten Schutzfeld-Konturen zuüberprüfen.

7.1 EinschaltverhaltenDurch die optische PC-Schnittstelle wird das Verhalten beim Einschalten bzw. beimVerbindungsaufbau über PROFIBUS wesentlich beeinflusst. Es sind zwei Fälle zuunterscheiden.

7.1.1 PC-Adapter nicht angeschlossenDies ist der normale Betriebsfall. Der PROFIsafe-Adapter ist nach einer kurzenInitialisierungsphase nach dem Einschalten und dem Verbindungsaufbau mit demPROFIBUS-Master bereit für den zyklischen PROFIsafe-Datenverkehr. Das OSSD-Bit(Bit 7) in den zyklischen Eingangsdaten ist zunächst auf 0 (aus) gesetzt.

Der LS4 selbst ist erst nach ca. 30 Sekunden im Betriebszustand. Dann wird in denzyklischen Eingangsdaten das Proxy-Request-Bit (Bit 2) gesetzt. Ab jetzt werden2 Fälle unterschieden:

1. Das Proxy-Enable-Bit im zyklischen Ausgangsbyte ist nicht gesetzt, d.h. = 0:

Es wird angenommen, dass für den LS4 PROFIBUS kein LS4-Daten-FB im Masterinstalliert wurde. Die Freigabe des OSSD-Bits erfolgt sofort. Es folgt den OSSD-Ausgängen des LS4.

2. Das Proxy-Enable-Bit im zyklischen Ausgangsbyte ist permanent auf 1 gesetzt:

Erst wenn der LS4-Daten-FB im PROFIBUS-Master den automatische Parameter-abgleich erfolgreich durchgeführt hat, wird das OSSD Bit entsprechend den OSSD-Ausgängen des LS4 gesetzt. Sind die Daten im Master konsistent und es wurdekein neuer LS4 erkannt, so erfolgt die Freigabe des OSSD-Bits sofort. Die Parame-ter werden im Hintergrund verifiziert. Müssen Parameter in den LS4 geschriebenwerden, so erfolgt die Freigabe erst nach erfolgreicher Übertragung des Parameter-satzes in den LS4.

7.1.2 PC-Adapter angeschlossenDies sollte nur in der Installationsphase oder zu Kontrollzwecken vorkommen. DerPROFIsafe-Adapter ist nach kurzer Initialisierungsphase und PROFIBUS-Verbin-dungsaufbau bereit für den zyklischen PROFIsafe-Datenverkehr. Der LS4 gelangtnach ca. 30 Sekunden in den Betriebszustand. Das OSSD-Bit der zyklischen Ein-gangsdaten entspricht dem Zustand der OSSDs des LS4, ist bis zur Aufnahme desnormalen Betriebszustandes des LS4 also 0 (aus) und anschließend abhängig von derVerletzung des aktiven Schutzfeldes.

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Das Proxy-Request-Bit wird nicht gesetzt solange der PC-Adapter angeschlossenbleibt. Es erfolgt deshalb auch kein automatischer Parameterabgleich mit demPROFIBUS-Master. Erst wenn der PC-Adapter abgenommen wird, setzt der PROFI-safe-Adapter das Proxy-Request-Bit und der Parameterabgleich mit dem Mastererfolgt, wenn im Master dem LS4 PROFIBUS ein LS4-Daten-FB „FB LS4“ zugeordnetwurde.

Ist die Verbindung zwischen der optischen PC-Schnittstelle und dem LS4 einmaldurchgeschaltet, so werden alle azyklischen Kommandos vom PROFIBUS mit einerFehlermeldung quittiert. Der zyklische Datenverkehr wird nicht unmittelbar beeinflusst.Natürlich schaltet das OSSD-Signal während eines Downloads über diese Schnittstelleaus, wenn der Datensatz im LS4 verändert wird.

Abnehmen und wieder Aufsetzen des optischen PC-Adapters während des Betriebsbeeinflusst nur das Proxy-Request-Bit. Beim Abnehmen wird immer der automatischeParameterabgleich angefordert. Das OSSD-Bit wird davon nicht beeinflusst solangebei dem Parameterabgleich keine Fehler auftreten.

Der optische PC-Adapter darf nicht dauerhaft angeschlossen sein, da derPROFIBUS-Master in diesem Fall den Parametersatz des LS4 nicht übernimmt. Zubeachten ist außerdem, dass bei angeschlossenem PC-Adapter nicht alle Alarmeam PROFIBUS zur Verfügung gestellt werden können.

7.2 SzenarienIst der LS4-Daten-FB in den nicht sicheren Teil des Anwenderprogramms eingebun-den worden, so ergeben sich die folgenden möglichen Betriebs-Szenarien:

Erster Start mit angeschlossenem LS4 PROFIBUS; erstmalige Inbetriebnahmeeiner neuen Anlage

Ändern der Parametrierung eines dem Master bekannten LS4 PROFIBUS

Normaler Start mit einem korrekt parametrierten LS4 PROFIBUS

Erster Start, nachdem ein defekter LS4 PROFIBUS gegen ein Ersatzgerät aus-getauscht wurde

Das Verhalten von LS4-Daten-FB und LS4 PROFIBUS wird für diese vier Fällenachfolgend erläutert.

7.2.1 ErstinbetriebnahmeIm PROFIBUS-Master steht kein gültiger Parametersatz zur Verfügung. Im LS4 stehtzunächst die Werkseinstellung des Parametersatzes. Der LS4 PROFIBUS geht in dennormalen Betriebsmodus über; alle Parameter stehen auf Werkeinstellung. Außerdemwird der Ausgang CONFIG_SET_TO_DEFAULT des FB LS4 gesetzt. Da die sichereWerkeinstellung meist nicht den Erfordernissen des Einsatzortes entspricht, wird derAnwender den LS4 PROFIBUS am Einsatzort über den optischen PC-Adapterparametrieren; Fall 2 liegt vor.

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7.2.2 Änderung der ParametrierungAm Anbauort wird der Parametrier-PC über den optischen PC-Adapter an dieParametrierschnittstelle des LS4 PROFIBUS angeschlossen. Nachdem mit LS4softsämtliche Parameter am LS4 eingestellt und überprüft wurden, geht er unmittelbarnach erfolgreicher Parametrierung in den normalen Betriebsmodus mit zyklischemDatenaustausch über.

Erst durch das Entfernen des PC-Adapters von der Schnittstelle wird dem PROFIsafe-Adapter mitgeteilt, dass er den neuen Parametersatz an den LS4-Daten-FB imPROFIBUS-Master schicken soll. Dieser Parameterabgleich erfolgt automatisch imHintergrund, ein evtl. bereits im LS4-Daten-FB gespeicherter Parametersatz wirdüberschrieben.

7.2.3 Einschalten eines parametrierten GerätJe nachdem, ob an die optische PC-Schnittstelle der PC-Adapter angeschlossen istoder nicht, wird entsprechend 7.1.1 oder 7.1.2 verfahren. Der LS4 PROFIBUS geht inden normalen Betriebsmodus über.

7.2.4 GerätetauschAnhand der im LS4 und im LS4-Daten-FB gespeicherten Seriennummer wird derScanner identifiziert und ein Gerätetausch automatisch erkannt. Der im PROFIBUS-Master gespeicherte Parametersatz wird in den LS4 PROFIBUS automatisch ohneweitere Programmierung in der SPS übertragen. Der LS4-Daten-FB speichert die neueSeriennummer und der LS4 PROFIBUS geht in den normalen Betriebsmodus über.

Der automatische Parameterabgleich zwischen PROFIBUS-Master und LS4PROFIBUS kann bis zu 3 Minuten dauern.

Hat ein LS4-Daten-FB einmal den Parametersatz eines LS4 PROFIBUS gelesen, sowird ein neuer LS4 PROFIBUS vom LS4-Daten-FB immer mit dem Parametersatz desalten LS4 PROFIBUS geladen, da er für ein Austauschgerät gehalten wird.

Wenn tatsächlich mit einem neuem LS4 PROFIBUS und neuen Parametern auf derbereits vergebenen PROFIBUS-Adresse gearbeitet werden soll, dann muss zunächstder LS4 PROFIBUS dem LS4-Daten-FB bekannt gemacht werden, indem er an denPROFIBUS angeschlossen wird; automatisch wird zunächst der alte Parametersatz inden neuen LS4 PROFIBUS übertragen.

Anschließend wird der LS4 PROFIBUS über den optischen PC-Adapter umparame-triert. Ist die Parametrierung beendet, werden die neuen Parameter automatisch anden LS4-Daten-FB übertragen.

Die Benutzerkennwörter werden durch den Daten-FB beim Parameter-Download nichtüberschrieben. Sie müssen deshalb manuell durch den Anwender geändert werden,entweder vor dem Einbau oder danach.

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7.3 Programmierbeispiele

7.3.1 HW-Konfig Einstellung des Laserscanners LS4PROFIsafe-Destinationadresse:Der LS4 PROFIBUS leitet seine PROFIsafe-Destinationadresse aus der PROFIBUS-Adresse ab:

F_Dest_Add = 500 + PROFIBUS-Adresse

Die default Einstellung für die PROFIBUS-Adresse ist 4 (Hexschalter unter Kunststoff-deckel) und der default Wert für die F_Dest_Add ist laut GSD 504, so dass inSystemen mit nur einem LS4 PROFIBUS normalerweise nichts verändert werdenmuss.

Watchdog-Zeit:Die Watchdog-Zeit muss auf Werte >60ms eingestellt werden.

Da sich bei Änderungen an den F-Parametern der Startwert für die CRC-Berechnungder zyklischen PROFIsafe-Daten ändert, muss danach immer der ganze Sicherheitsteilneu übersetzt werden.

Abb. 7.3-1: Programmierbeispiel, HW-Konfig

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7.3.2 AnwenderprogrammDie beiliegenden Funktionsbausteine sind Beispiele, wie der Scanner in ein Anwen-dungsprogramm eingebunden werden kann. Zur Einbindung in Ihr Anwenderpro-gramm kopieren Sie bitte die Bausteine:

LS4 Wiederanlaufsperre oder

LS4 Automatischer Start

LS4 Feldpaarumschaltung

Wenn Sie den Laserscanner LS4 einsetzen, sollten Sie eine Depassivierung für denScanner im Sicherheitsprogramm, wie für andere F-Peripherie auch, durchführen.Wenn z. B. ein Fehler in der Kommunikation des LS4 mit der SPS auftritt wird derScanner passiviert. Das heißt er gibt den Ersatzwert 0 aus. Somit wird die Funktion dieer überwacht stillgesetzt.

Wenn der Fehler behoben wird, wird das ACK_REQ Bit gesetzt und der Scanner kanndurch ACK_REI wieder in das System eingegliedert werden. Er gibt jetzt wieder seineaktuellen Daten aus. Die Parameter ACK_REQ/ACK_REI findet man im Instanz-DBdes Scanners.

Abb. 7.3-2: Programmierbeispiel, ACK_REI-Auswertung

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7.3.2.1 Baustein LS4 WiederanlaufsperreDieser Baustein sorgt dafür, dass beim Abschalten des Laserscanners durch eineSchutzfeldverletzung die Anlage nicht automatisch wieder anläuft sondern erst quittiertwerden muss. Auch enthält dieser Baustein eine Schützkontrolle. Wenn Sie diesenBaustein in Ihr fehlersicheres Anwenderprogramm integrieren, müssen folgendeParameter beschrieben werden.

Quittierung: Dieser Parameter muss mit dem Eingang des Quittierungsta-sters beschalten werden.

Schützkontrolle: Dieser Parameter wird mit der Rücklesung der Schütze zum Schalten der Sicherheitsfunktion belegt.

OSSD: Auf diesem Eingang wird das OSSD-Bit des Laserscanners LS4 gelegt.

Abschaltung: Dieser Ausgang steuert die Schütze zum Schalten der Sicher-heitsfunktion.

Abb. 7.3-3: Programmierbeispiel, LS4 Wiederanlaufsperre

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7.3.2.2 Baustein LS4 Automatischer StartMit Hilfe dieses Bausteins kann die Anlage sofort wieder in Betrieb gehen, nachdemdas Schutzfeld des Scanners wieder frei ist. Diese Funktion kann z. B. für fahrerloseTransportsysteme eingesetzt werden.

Wenn Sie diesen Baustein in Ihr fehlersicheres Anwenderprogramm integrieren,müssen folgende Parameter beschrieben werden.

OSSD: Auf diesem Eingang wird das OSSD-Bit des Laserscanners LS4 gelegt.

Schützkontrolle: Dieser Parameter wird mit der Rücklesung der Schütze zum Schalten der Sicherheitsfunktion belegt.

Abschaltung: Dieser Ausgang steuert die Schütze zum Schalten der Sicher-heitsfunktion.

Abb. 7.3-4: Programmierbeispiel, LS4 Automatischer Start

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7.3.2.3 Baustein LS4 Feldpaarumschaltung Mit Hilfe dieses Bausteins könne Sie die Schutzfelder des Laserscanners LS4umschalten. Dabei brauchen Sie sich nicht um das Zeitverhalten bei der Umschaltungzu kümmern. Dies wird durch den LS4 gehandhabt.

Wenn Sie diesen Baustein in Ihr fehlersicheres Anwenderprogramm integrieren,müssen folgende Parameter beschrieben werden.

Umschaltung_FP_1: Dieser Eingang muss mit dem Sensor beschalten werden der für die Aktivierung des 1. Feldpaares zuständig ist.

Umschaltung_FP_2: Dieser Eingang muss mit dem Sensor beschalten werden, der für die Aktivierung des 2. Feldpaares zuständig ist.



Feldpaarbit_0: Zyklische Ausgangsdaten des Scanners: Bit x.0



Abb. 7.3-5: Programmierbeispiel, LS4 Feldpaarumschaltung

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8 Prüfungen

8.1 Prüfungen vor der ersten InbetriebnahmeDie Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme durch fachkundige Personen soll sicher-stellen, dass die optische Schutzeinrichtung und evtl. weitere Sicherheitsbauteile sowiedas Sicherheits-Programm in der Master-SPS gemäß den örtlichen Bestimmungen,insbesondere nach der Maschinen- und Arbeitsmittelbenutzungs- Richtlinie und dar-über hinaus in Deutschland die Betriebssicherheitsverordung richtig ausgewählt sindund bei bestimmungsgemäßem Betrieb den geforderten Schutz bieten.

Prüfen Sie die Schutzeinrichtung nach örtlichen Vorschriften den ordnungsgemäßenAnbau der Schutzeinrichtungen, deren elektrische Einbindung in die Steuerung undderen Wirksamkeit in allen Betriebsarten der Maschine.

Die gleichen Prüfanforderungen sind gegeben, wenn die betreffende Maschine längereZeit stillsteht, nach größeren Umbauten oder Reparaturen, wenn diese die Sicherheitbetreffen können.

Beachten Sie die Bestimmungen über die Einweisung des Bedienpersonals durchfachkundige Personen vor Aufnahme ihrer Tätigkeit. Unterweisungen liegen im Verant-wortungsbereich des Maschinenbetreibers.

8.2 Regelmäßige PrüfungenRegelmäßige Prüfungen richten sich ebenfalls nach den örtlichen Bestimmungen. Siehaben den Zweck, Veränderungen (z. B. Nachlaufzeiten) oder Manipulationen an derMaschine oder an Schutzeinrichtungen aufzudecken.

Lassen Sie die Wirksamkeit der Schutzeinrichtung innerhalb der geforderten Fristendurch fachkundiges Personal sicherstellen.

8.3 Reinigen der ScheibeDie Scheibe des LS4 ist je nach Verschmutzungsgrad regelmäßig zu reinigen. Eineblinkende gelbe LED5 zeigt „Fensterverschmutzung“ an; eine Reinigung ist dannerforderlich. Falls mit dem Reinigen keine Verbesserung eintritt, ist evtl. die Scheibe zuwechseln. Für die Reinigung der kratzfesten Scheibe wird das als Zubehör erhältlicheReinigungsset (3RG7838-7RS) empfohlen. Die Scheibe ist gut beständig gegenverdünnte Säuren oder Alkalien und begrenzt beständig gegen organische Lösungs-mittel (siehe Technische Anleitung LS4).

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9 Technische Daten und Maßzeichnungen

Weitere technische Daten siehe Technische Anleitung SIGUARD LaserscannerLS4.

Sicherheitskategorie Typ 3 nach EN IEC 61496

Versorgungsspannung Uv + 24 V DC, + 20 % / - 30%, externes Netz-teil mit sicherer Netztrennung und Aus-gleich bei 20 ms Spannungseinbruch erforderlich, Stromreserve 1 A, Schutz-klasse 2, einseitig geschirmtes Kabel, Schirm am Schaltschrank aufgelegt

Restwelligkeit der Versorgungsspannung ± 5 % innerhalb der Grenzen von Uv

Stromaufnahme 320 mA (Uv = 28,8V; +20%) 350 mA (Uv = 24V) 500 mA (Uv= 16,8V; -30%)

externe Sicherung 1,25 A

Schutzart IP65

Umgebungstemperatur, Betrieb 0 ... +50 °C

Umgebungstemperatur, Lagerung -20 ... +60 °C

relative Luftfeuchte 15 ... 95 %, ohne Kondensation

Abmessungen H x B x T 167 mm x 141 mm x 168 mm

Gewicht 2,25 kg

Datenrate PROFIBUS 9,6 kBd .. 12 MBd

Anschluss PROFIBUS M12-Stecker b-codiert

Reaktionszeit PROFIsafe-Adapter 10 ms

Leitungslänge Versorgungsleitung 50 m

Leitungslänge Restart-Leitung 25 m

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Abb. 9.0-1: Maßzeichnung LS4 PROFIBUS

a = Drehspiegelachse b = Scanebene

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10 Lieferumfang und Bestellhinweise

10.1 LieferumfangZum Lieferumfang gehören

der SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUS

CD-ROM mit der Software LS4softund mit zusätzlichen Komponenten für die PROFIBUS-Einbindung

die Technische Anleitung LS4

das Benutzerhandbuch LS4soft

diese Technische Anleitung mit Zusatzinformation LS4 PROFIBUS

10.2 Bestellhinweise LS4 PROFIBUS und Zubehör LS4 PROFIBUS

Beschreibung Bestell-Nr.

SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUS 3SF7834-6PB00

Optisches PC-Adapterkabel 3RG7838-1DC

PROFIBUS M12 Steckleitung 0,5 m 6XV1830-3DE50

PROFIBUS M12 Steckleitung 1,5 m 6XV1830-3DH15



PROFIBUS M12 Steckleitung 10,0 m 6XV1830-3DN10

PROFIBUS M12 Steckleitung 15,0 m 6XV1830-3DN15

PROFIBUS M12 Anschlussstecker Stifteinsatz (5 Stück) 6GK1905-0EA00

PROFIBUS M12 Anschlussstecker Buchseneinsatz (5 Stück) 6GK1905-0EB00

PROFIBUS M12 Abschlussstecker (5 Stück) 6GK1905-0EC00

Montagesystem für die Anbringung und Justage des LS4 PROFIBUS

3RG7838-1AA

Adapterplatte bei bereits bestehenden Montagesystemen 3RG7838-1AB

LS4 Reinigungsset 3RG7838-7RS

Testkörper, Zylinder, 500 mm Länge, 70 mm Durchmesser, Remissionsgrad ca. 1,8 %

3RG7838-7GB

Testkörper, Zylinder, 1000 mm Länge, 200 mm Durchmesser, Remessionsgrad ca. 1,8 %

3RG7838-7GD

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11 Anhang

11.1 EG Konformitätserklärung

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About the Instruction Manual

The Instruction Manual for the SIGUARD LS4 PROFIBUS Laser Scanner contain allthe information you need for the correct use, project configuration, assembly, electricalinstallation and commissioning of scanners with a PROFIBUS connection. Additionalinformation will be found in the LS4soft User Manual. Both these documents, as well asthe LS4soft software, form part of the standard delivery, and are intended for the use ofplanners, operators and maintenance personnel of systems which are protected withthe SIGUARD LS4 PROFIBUS Laser Scanner.

It is essential that all the instructions given in the Instruction Manual and in the UserManual be observed, especially those relating to safety.

The Instruction Manual and the User Manual should be carefully looked after. Theymust be available at all times throughout the period when the scanner is in use.

Safety instructions and warnings are indicated with the symbol .

Instructions relating to the safety of laser equipment are indicated with the

symbol .

indicates information without any safety implications.

Siemens AG will not admit liability for damages that occur through an inappropriate useof the equipment.

Familiarity with this manual is a condition of appropriate use.

Version: V1.0

Copyright Siemens AG 2003. All rights reserved

Passing on this document to others or reproducing it, exploiting its contents orcommunicating the contents to others, is not permitted, unless specific authorisationshould be granted in this respect. Contravention of this point will give rise to a liabilityfor indemnification. All rights reserved, especially in the event of the grant of a patent orthe registration of a utility model or design.

We reserve the right to make technical modifications.

Technical assistance:Telephone: +49 (0) 9131-7-43833 (8.00 am – 5.00 pm Central European Time)Fax: +49 (0) 9131-7-42899e-mail: [email protected]: www.siemens.de/lowvoltage/technical-assistance

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Contents

1 General remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

1.1 Certification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731.2 Symbols and terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

2 System architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2.1 PROFIBUS DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.2 PROFIsafe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.3 The LS4 Laser Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.4 The PROFIsafe adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3 Safety instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.1 Hazardous consequences of failure to observe the safety instructions . . . . . . . . . . . . . 803.2 Conditions and specifications of use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.3 Areas of use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4 Organisational measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4.1 Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4.2 Safety prescriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4.3 Qualified personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4.4 Repairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.4.5 Disposal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4 Design, assembly and connection to the power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.1 Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.2 Mounting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.3 Connecting the device to power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844.4 Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864.5 PROFIBUS address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

5 Data structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

5.1 Cyclic data exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885.1.1 Cyclic input data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885.1.2 Cyclic output data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.2 Acyclic data exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925.2.1 Header for acyclic commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935.2.2 Commands to the PROFIsafe adapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955.2.3 Commands to the LS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015.3 Alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075.3.1 Alarm update messages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085.3.2 Diagnosis alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

6 Project configuration of the master . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.1 Hardware configuration by means of STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.2 Configuration of the PROFIsafe driver by means of STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116.3 Diagnosis data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146.4 The LS4 data functional block (“FB LS4”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1156.5 The user program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206.6 Response time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

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7 Putting the system into operation, and replacing components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

7.1 Behaviour of the system when switching on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.1.1 PC adapter not connected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.1.2 PC adapter connected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.2 Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.2.1 Putting the system into operation for the first time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247.2.2 Changing the parameterisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257.2.3 Switching on a parameterised device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257.2.4 Device replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257.3 Examples of system programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1267.3.1 Setting up the hardware configuration of the LS4 laser scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1267.3.2 The user program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

8 Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

8.1 Tests before the system is first put into operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1318.2 Regular testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1318.3 Cleaning the window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

9 Technical specifications and dimensional drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

10 Standard delivery and order details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

10.1 Standard delivery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13410.2 Order details LS4 PROFIBUS and accessories LS4 PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

11 Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

11.1 Declaration of conformity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

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1 General remarks

The LS4 safety surface scanner is an active opto-electronic protective device or AOPDof type 3 as defined by EN/IEC61496-1 and (pr)EN/IEC61496-3. The PROFIsafeadapter is an accessory to the LS4 which serves for the safe connection of the deviceto PROFIBUS-DP.

1.1 Certification

The SIGUARD laser scanner LS4 PROFIBUS was developed and manufactured withregard to the applicable European guidelines and standards. An EC prototype testcertificate as specified in EN IEC 61496 parts 1 and 3 has been conferred by:

Product

1.2 Symbols and terms

The following symbols are used in this document, and these are some of the terms thatoccur:

TÜV Süddeutschland Group1

ZertifizierstelleRidlerstr. 65,D-80339 MunichGERMANY

Instructions relating to specific actions, informing the user of procedures to be followed / settings to be made

C1, C2 Class 1 or class 2: classification of PROFIBUS masters based on their support of different telegram formats

CPU Central Processing Unit

CRC Cyclic Redundancy Check, the check sum in a data telegram

DB Data block

Download Transfer of parameters from the master to a slave

DPV0,DPV1

Functional versions of PROFIBUS

DRa Data record

F-CPU Failsafe CPU

1. Technischer Überwachungsverein: authority responsible for maintaining industrial standards.

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F-device Failsafe device (when a malfunction is detected, it automatically goes into safe mode)

F-system Fail-safe system consisting of F-devices and other components

FB Functional block

GSD Electronic datasheet relating to a device that includes the device’s com-munication parameters

LS Laser scanner

Master Control unit in a bus system, gives permission to slaves to access bus

MMC Micro memory card

OSSD Output signal switching device (safety-related switch output)

PC adapter Cable connection between the optical parameterisation and diagnosis in-terface of the LS4 PROFIBUS and the RS232 interface of a PC

PDU Protocol data unit

PROFIsafe Application profile of PROFIBUS safety devices, realised by means of a safety software component, the PROFIsafe driver

LS4 data FB

Functional block in the S7 master, which carries out automatic parameter adjustment by referring to the LS4 PROFIBUS

PF Protective field

SFC System function call

Slave Unit subordinated to the master for communication purposes. The only messages it sends on the bus are answers to requests from the master.

PLC Programmable logic control

Upload Transfer of parameters from a slave to a master

WF Warning field

µC1, µC2 Abbreviations referring to the two micro-controllers in the PROFIsafe adapter

a German: DS = Datensatz.

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2 System architecture

2.1 PROFIBUS DP

PROFIBUS is a manufacturer-independent, open field bus standard, with a wide areaof application in manufacturing and process automation context. Independence of themanufacturer and openness are guaranteed by the international EN 50170 and IEC61158. PROFIBUS makes it possible for the devices of different manufacturers tocommunicate with each other without any specially adapted interfaces, and is suitableboth, rapid applications where time is a critical factor and for complex communicationtasks. Continuous technical improvement means that PROFIBUS will continue to bethe ultimately reliable industrial communications system of the future.

PROFIBUS offers the functionally graduated communication protocols (communica-tion profiles) DP and FMS. Depending on the area of application, RS-485, IEC 1158-2or optical fibre cables are available as physical profiles to facilitate the transfer ofinformation.

Up to 126 stations can be connected to PROFIBUS DP. These divide up the transfermedium on a time-share basis. The configurable data transfer rate is 9.6 KBd to12 MBd, the maximum possible rate being limited by the length of the cable. TheRS485 cables that are most frequently used must have their ends terminated with abus terminator(see the section on accessories, section 10.2, M12 terminal plugs).

Fig. 2.1-1: The functional principle of PROFIBUS

Master-Token Transfer

Slave 1 Slave 2 Slave n

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Access to the bus is controlled by means of a master-slave protocol, with overridingtoken passing. What happens is that a master station generates a request to one of theslave stations that are subordinate to it for communication purposes, and the latterreacts to the master’s request by sending a response telegram. Only the master that iscurrently in possession of the token is allowed to generate request telegrams. Passingthe token brings it about that bus control rights are switched cyclically between themaster stations. As well as peer to peer communication between a master and a slave,a master can also generate what are known as broadcast telegrams (which are sent tothe address 127): these will be received and evaluated by all slaves simultaneously,but not acknowledged. With what are known as modular slaves, the PROFIBUStelegram may carry information on the slot and the channel as well as the slaveaddress.

PROFIBUS DP incorporates two classes of master.

The class 1 master is the central component responsible for the polling/bus accessprocedure, and carries out data exchange with the input/output devices (slaves). Itdefines the data transfer rate, to which the slaves will normally adapt automatically, andcontrols the exchange of the token with other masters. Several class 1 masters mayoperate in the PROFIBUS DP system simultaneously. Typical class 1 masters areprogrammable logical controls (PLCs) and PCs responsible for system control.

Class 2 masters are generally used as project configuration or visualisation devices,and serve as auxiliary tools when starting up the system or for diagnosis.

Data exchange between the class 1 master and the slave may be cyclic or acyclic.

Cyclic data are read into the process imaging memory of the master in each bus cycle,or written from there to the slaves. Normally no programming is required: all that isneeded here is a project configuration, that is to say, the allocation of the data of themaster process image to the corresponding data in the PROFIBUS slaves. The PLCprogram simply accesses the data in the process imaging memory without “knowing”whether these data are being input/output locally in the context of the PLC, or by way ofa PROFIBUS slave. PROFIBUS is responsible for the automatic cyclic exchange ofinformation.

Acyclic exchange of data can be carried out by the master that has parameterised theslave. This uses the READ and WRITE functions. Acyclic data transfer is used, forexample, in the transfer of parameter records from the master to the LS4 PROFIBUS(download) or from the LS4 PROFIBUS to the master (upload).

Alarms represent a special case. The master will be notified of these in the context ofcyclic data transfer through the PROFIBUS status byte; the master then gets the actualalarm information from the slave that has signalled by means of an acyclic telegram.This information will then be written by the master to a memory area reserved foralarms (SAP51) and can be subsequently evaluated by the application program.

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For the project configuration of every PROFIBUS DP class 1 master and of everyslave, what is known as a an electronic data sheet GSD is required. This will besupplied by the manufacturer of the master or the slave, and describes its propertiesfrom the point of view of PROFIBUS. As well as including such PROFIBUS data as e.g.

the data transfer rate supported

the telegram length supported

the quantity of input and output data

this file contains information about diagnosis signalling and specific device parameters.

2.2 PROFIsafe

PROFIsafe is a functional extension of PROFIBUS DP, and makes it possible tooperate safety bus components along with non-safety-related standard components onthe same bus. PROFIsafe devices do not call for any kind of modification to the existinghardware components, and can be integrated with existing systems without anyproblem.

The PROFIsafe driver is a software component that carries a TÜV1 certification. Abovethe communication layers, it makes use of the functions of the PROFIBUS DP stack.Safety of data transfer is achieved by means of the special structure of the user data aswell as including the actual safety data, these also incorporate a control byte, a serialnumber and a further check sum. The destination address makes it possible to addressa PROFIsafe device uniquely, even in systems with several PROFIBUS lines, that iswith multiple slave addresses for similar devices. Only cyclic data are transmittedsafely, i.e. are processed by the PROFIsafe driver before transmission.

2.3 The LS4 Laser Scanner

The LS4 surface scanner is an opto-electronic protective device (AOPD) of type 3. Ittransmits very short laser impulses, and measures the time until the impulse impactson an object and until the reflection reaches the LS4 receiver. The length of timeenables the device to calculate the distance between the object and the LS4. Thescanning unit in the LS4 rotates, and transmitts/receives a laser pulse at every 0.36°.This enables it to scan a sector of up to 190°, with the LS4 situated at the midpoint.

The protective field that is to be monitored is limited by a user-defined curve around thescanner, the maximum distance from this to the midpoint of the scanner being 4metres. If an object is detected between this boundary line and the scanner, thusviolating the protective field, the scanner will switch off its safety-related OSSD output,bringing the hazardous movement to a standstill. While the device is operating, one ofa maximum of 4 protective fields can be selected, by enabling one of 4 outputs.

1. German: Technischer Überwachungsverein: Technical Inspection Authority.

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Without reference to the parameters, the scanner may put out a warning signal that isnot safety-related, if a warning field defined by the user should be violated. Thiswarning field is coupled to the protective field in a fixed pairing. All protective field pairs,together with the permissible switchings, will be adapted to the given application whenthe equipment is first put into operation.

2.4 The PROFIsafe adapter

The LS4 PROFIBUS consists of two components, the LS4 and the PROFIsafe adapter.The PROFIsafe adapter is responsible for the connection to PROFIBUS, and isdesigned as shown below:

Fig. 2.4-1: Design of the PROFIsafe adapter

µC1 µC1

Restart Warn OSDD1 SF1 .. 4 OSDD2 RS232

Restart PROFIBUS-DP 24VDC PC-Adapter

DPC31

PWR

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The safety-related output signals OSSD1 and OSSD2 and the warning signal of theLS4 is communicated to the PROFIBUS master (generally speaking a safety PLC) asone bit of a safety telegram. The program of this safety interface must bring about theswitching-off of the hazardous movement (see section 7.3). The switching of theprotective field pairs during operation is managed by output bits of the safety PLC,which are transmitted via PROFIBUS and the PROFIsafe adapter to the LS4(protective fields 1 to 4). The restart signal for the LS4 can be given either by means ofa button that is locally linked to socket 1 (section 4.3) or via PROFIBUS in the form of abit of the cyclic output byte (section 5.1.2).

The optical PC adapter is connected with the PROFIsafe adapter via the infraredinterface. The adapter forwards the telegrams to the RS232 of the LS4, so long as aparameter matching with the LS4 data FB on the master is not currently running(section 5.1.2).

Although the data transfer is safe, the warning signal must not be used in a safety-related manner, as it is not delivered by the scanner as a safe signal.

For the LS4 PROFIBUS, this document replaces the description of the connectionto the machine interface given in the LS4-4 Instruction Manual.

In sizing the dimensions for your application, it is essential that you take into accountthe longer response time of the LS4 PROFIBUS as compared with an LS4 that doesnot have a PROFIBUS connection (section 6.6)

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3 Safety instructions

3.1 Hazardous consequences of failure to observe the safety instructions

The products of SIEMENS AG are developed and manufactured through the carefulapplication of the recognised rules of technology. The protective function of theequipment can however be impaired if it is inappropriately used or used otherwise thanin the manner specified. In this case it may no longer be possible to protect dangerareas, or protection will be less than adequate. This may result in danger to life andlimb for personnel who are in close proximity to the machine or plant.

Warning: laser beam!The LS4 laser scanner is a laser device of laser class 1. Please have regard to theapplicable statutory and local regulations for the operation of laser systems. Avoidpositioning the scanner at eye level.

3.2 Conditions and specifications of use

Use of the LS4 PROFIBUS surface scanner is governed by the relevant Europeanprescriptions relating to plant safety, in particular:

Machinery Directive 98/37/EC and

Directive on the Use of Working Equipment 89/655/EEC

as well as the corresponding national laws that have been implemented in the variousmember states of the EU. In the Federal Republic of Germany the laws that apply arethe Plant Safety Act1 and the Ordinance on the Use of Working Equipment2, inassociation with the Working Conditions Act3, statutory prescriptions for the avoidanceof accidents, safety regulations and any other relevant safety prescriptions andstandards.

Observation of these regulations is obligatory for the manufacturer and operator of themachine or equipment to which the opto-electronic protective device is attached. Forthe clarification of safety issues the responsible local authorities (e.g. industrial controlauthorities, professional trade associations or factory inspectorates) may be consulted.In general terms the conditions of use to be observed are as given below.

The equipment may be set up and connected to the power supply only by qualifiedpersonnel. The same goes for the testing that must be carried out before theequipment is put into operation, and for regular testing subsequently. Knowledge of thesafety instructions contained in this Instruction Manual forms part of the qualificationsthat the personnel are required to have. Special safety instructions relating to electricalconnection may be found in section 4.

The LS4 PROFIBUS conforms to safety category 3 as defined by EN954-1. In order tomaintain this level of safety, all elements in the safety chain that are installed on thedownstream side, right up to the stopping of the hazardous movement, must alsoconform at least to the requirements of safety category 3.

1. German: Gerätesicherheitsgesetz.2. German: Arbeitsmittel-Benutzungsverordnung.3. German: Arbeitsschutzgesetz.

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The use of the LS4 PROFIBUS Laser Scanner is subject to the relevant prescriptionsof plant safety. For the clarification of safety issues the responsible authorities (e.g.professional trade associations, OSHA etc.) may be consulted. In general terms theconditions of use to be observed are as given below.

If the scanner is equipped with a protective housing, there should not be any furtherwindow materials (plastic, glass etc.) in the path of the scanning beam.

Avoid touching the scanner window and the six scattered light panes.

The LS4 PROFIBUS Laser Scanner is not suitable as a protective facility in situationswhere the overspill of dangerous liquids is a possibility, or where there are objects withlong machine braking times (max. depth of protective field 4 m). In cases like theseSiemens AG can provide suitable door bolts (safety switches), either with or withoutguard interlocking.

The 24 V DC power supply (which may vary from +20% to -30%) must be by means ofa safety transformer as defined by IEC 742. the same requirements apply to allincoming or outgoing power circuits that are connected to the system.

The scanner is to be connected to the power supply by way of a separate branch andby means of a 1.25 amp middle time-lag fuse installed in the switch cabinet.

The complete system (comprising scanner, machine, control and switching compo-nents) may only be tested when no hazards to personnel will result from this.

Interfering with or modifying the LS4 PROFIBUS Laser Scanner can lead to a loss of itssafety functionality.

Putting the machine into operation, maintenance, setting of the parameters andconfiguration of the protective field are only to be carried out by properly qualifiedpersonnel. Knowledge of the safety instructions of this Instructions Manual and of theUser Manual contained in the LS4soft program forms part of the qualifications thatpersonnel are required to have.

The password required for the configuration of safety-related settings is to be keptsecret by the safety officer. Information about password levels will be found in theLS4soft User Manual

The use of the scanner for monitoring the passage of persons (vertical protective field)as defined by IEC 61496-3 is not permitted.

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3.3 Areas of use

SIGUARD LS4 Laser Scanners are primarily intended for the protection of dangerareas. To do this, for the most part horizontal scanning serves to check for thepresence of persons in the protective field at any time. When the LS4 is in use, accessto the danger zone should only be possible by passing through the protective field.Between the protective field and the danger zone a defined safety distance must bemaintained. This may be calculated from the formulas in the specific machine-relatedEuropean ‘C’ standards or in the general ‘B1’ standard EN 999. The LS4 is absolutelynot suitable as a protective facility when there is a risk that objects may be violentlyexpelled or that hot or hazardous fluids may spurt out. Nor is it suitable for machineswith long overtravel times. In cases like these Siemens AG can provide suitable doorbolts (safety switches), either with or without guard interlocking.

When using the LS4 PROFIBUS, please be aware that the response time is higherthan that given in the SIGUARD LS4 Laser Scanner Instruction Manual, and this willhave implications for the permitted distance from the danger zone (see also section6.6).

3.4 Organisational measures

3.4.1 Documentation

It is essential that all the instructions of this Instruction Manual be observed, especiallythose given in chapters 2 and 7. Keep this Instruction Manual in a safe place. It shouldbe available at all times.

Regard must also be had to the SIGUARD LS4 Laser Scanner Instruction Manual,which describe the function of the laser scanner.

3.4.2 Safety prescriptions

You should have regard to the statutory regulations that apply locally and to theprescriptions of professional trade associations.

3.4.3 Qualified personnel

The equipment should be installed, put into operation and maintained only byprofessionally qualified personnel. Electrical work may only be carried out by qualifiedelectricians, who must also have the required familiarity with the LS4soft software.

3.4.4 Repairs

Repair work, especially involving the opening of the housing, may only be carried outby the manufacturer or by a person acting with the manufacturer’s authorisation. Anexception to this is the setting of the PROFIBUS address with the rotary control switch(see section 4.5).

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3.4.5 Disposal

Electronic scrap is special category waste! Please observe the locally valid prescrip-tions for the disposal of such waste! Neither the LS4 PROFIBUS Laser Scanner northe PROFIsafe adapter contain any batteries or other materials that need to be re-moved before the equipment is disposed of.

4 Design, assembly and connection to the power supply

4.1 Design

The LS4 PROFIBUS consists of two components, the LS4 laser scanner and thePROFIsafe adapter. These have already been assembled together at the factory. ThePROFIsafe adapter manages the processing of standard LS4 data for PROFIBUS.

4.2 Mounting

To mount the LS4 PROFIBUS you should use rather long fastening screws, with alength of at least 50 mm and a diameter of 5 mm; in other respects the mountinginstructions for the LS4 PROFIBUS. The borehole measurements may be seen fromthe scale drawings in section 9.

Fig. 4.1-1: Design of the LS4 PROFIBUS

1 PROFIsafe adapter2 LS4 laser scanner

1

2

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4.3 Connecting the device to power supply

Fig. 4.3-1: Connecting the LS4 PROFIBUS to the power supply

Socket/plug

Function Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5

X1 Restart button n.c. +24 V DC n.c. Restart n.c.

X2 PROFIBUS output VP RxD/TxD-N DGND RxD/TxD-P Shield

X3 PROFIBUS input n.c. RxD/TxD-N n.c. RxD/TxD-P Shield

X4 Power supply +24 V DC

n.c. 0 V DC n.c. n.c.

Table 4.3-1: Terminal assignment of the LS4 PROFIBUS

X1 Restart button connectionX2 PROFIBUS output cableX3 PROFIBUS input cableX4 Power supplyX5 Optical PC interface

X1 X2

X5

X4X3

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The LS4 PROFIBUS requires to be supplied with 24 V DC (which may vary between+20 and -30%) from a mains source conforming to protective class 2 by way of aunilaterally shielded supply line that should not exceed 50 m in length. The shield is tobe placed at the cabinet. Power is supplied to the LS4 laser scanner via the PROFIsafeadapter.

Shielded standard PROFIBUS cables, with the matching M12 PROFIBUS plug/socket,are screwed onto plug 2 and socket 3. If the LS4 PROFIBUS is the last deviceconnected to PROFIBUS, a matching bus terminatormust be connected to socket 3(see section 10.2).

Socket 1 of the PROFIsafe adapter serves for the connection of a restart button. Thisbutton serves first of all to unblock the startup/restart interlock that is internal to thescanner, if this has been activated; in addition this button is responsible for theacknowledgement of error messages. This is necessary if the scanner shouldmalfunction.

When the restart button is activated, the safety outputs OSSD 1 and OSSD 2 of theLS4 are switched off, and the display on the scanner (LED 3) lights up red. Theduration of the reset signal must be from two to three seconds. The length of the restartcable must not exceed 25 metres.

For parameterisation purposes, and for local diagnosis of the LS4, a PC with theLS4soft parameterisation and diagnosis software is connected to the top side of thePROFIsafe adapter by way of an RS232 interface, the programming cable and theoptical interface. The cable exit of the PC adapter on the LS4 PROFIBUS thus points inthe direction of the protective field. A powerful magnet in the PC adapter not only bringsabout a mechanical halt but at the same time informs a reed contact in the device thatthe PC adapter is connected. The interface will only be linked to the LS4 if at the timeno automatic parameter matching with the optional LS4 data FB in the master is beingcarried out (section 6.4).

The PROFIsafe adapter does read the stream of data, but does not modify it in anyway. This interface thus corresponds in functional terms to the RS232 interfacecomprising SUB-D plugs in the LS4.

As the power supply for the PC adapter comes through the PC’s COM port, the lattermust be “RS232 compliant”, that is, with a load of 3 kohm it must still be able to supplya voltage of 5 V. The claim to be “RS232 compatible” that is occasionally found withNotebook PCs is not sufficient here.

A complete description of the software may be found in the LS4soft User Manual.

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4.4 Display

Below the surface on which the PC adapter is situated an LED is located, whichdisplays the status of the PROFIBUS connection. When the power is switched on, thePROFIsafe adapter runs through an initialisation procedure, in the course of which theLED will give off continuous light for two to three seconds. Rapid flashing (at afrequency of ca. 5 Hz) indicates that the adapter is ready to set up the PROFIBUSconnection. If the LED lights up continuously for longer than 3 seconds, or if theflashing frequency is less than 5 Hz, this indicates a malfunction. The varying flashingfrequencies are intended to facilitate remote diagnosis by the service technician.

If there is a malfunction but the LED does not indicate an error, the power supplyshould be checked.

Fig. 4.3-2: Connecting PC and LS4 PROFIBUS with optical PC adapter

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4.5 PROFIBUS address

After removing the 6 screws on the top of the PROFIsafe adapter, the lid of the adaptermay be taken off. This makes it possible to access the two hex switches which areused to set the PROFIBUS address. Hex L sets the lower-value four bits, and hex Hthe higher-value four bits of the PROFIBUS address. Addresses greater than decimal126 (hex 7E) are not allowed. This is ensured by not evaluating the highest value bit 7.The settings 127 (hex 7F) and 255 (hex FF) must not be used. The factory setting isaddress 4.

What is known as the F_Dest_Add, which is necessary for the PROFIsafe protocol,does not need to be set separately, as it results from the simple addition of 500 tothe PROFIBUS address. It is therefore only necessary, when configuring the sys-tem, to ensure that in each of the PROFIBUS lines that are linked in a system eachLS4 PROFIBUS has a unique PROFIBUS address.

Fig. 4.5-1: PROFIBUS address switches

1 HexL2 HexH

1

2

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5 Data structure

The LS4 PROFIBUS supports both cyclic and acyclic data transfer. In cyclic operation,that is to say, in each bus cycle, what are referred to as the cyclic input and output dataare exchanged between the master and the LS4 PROFIBUS. The terms “input andoutput data” have reference to the master’s point of view. Thus -

Input data are read by the master, are therefore data output by the LS4 PROFIBUS

Output data are written by the master, and are the control signals for the LS4PROFIBUS.

The system supports the acyclic commands READ and WRITE, so that on the requestof a master large blocks of data can be transferred, either for parameterisationpurposes or to give a read-out of measurement data, without having a long-termadverse impact on cyclic real-time operations.

5.1 Cyclic data exchange

After the parameters have been successfully set, cyclic data transfer will be started,irrespective of the status of the LS4. The input data will be set to safe values, untilthe LS4 has started up, after which its set of parameters may be checked by the LS4data FB.

5.1.1 Cyclic input data

The device supplies the safety master with input data of the length of 1 byte, having thefollowing structure:

Bit Designation Value Significance

7 OSSD Indicates the status of the LS4’s OSSDs

0 At least one of the two OSSDs of the LS4 is off, or its signal could not be properly registered. It is pos-sible to find out the cause for the signal OSSD = 0 from bits 1 to 5.

1 Both OSSDs of the LS4 are switched on.

6 Warning output

Replicates the status of the warning output of the LS4. In the course of the parameterisation of the LS4 the warning “dirty screen” should be assigned to the warning output.

0 The warning output has been set.

1 The warning output has not been set.

Table 5.1-1: Cyclic input data

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CH5 Error Indicates whether an error has occurred

(OSSD = 0 in case of error).Information on the nature of the error will be found in section 5.3.2.

0 No error has occurred in the LS4 or in the PROFIsafe adapter.

1 An error has occurred in the LS4 or in the PROFIsafe adapter.

4 Operating status

Displays the operating status of the device The LS4 may be parameterised either by way of PROFIBUS (C1 or C2 service) or by using the PC interface and the PC adapter.

0 Normal protective operation

1 LS4 parameterisation status, LS4 initialisation phase, or the automatic parameter monitoring has not yet taken place or has not yet been completed; OSSD = 0.

3 RS232 active Shows whether the optical PC adapter is connected to the RS232.When the signal switches from 1 to 0, that is to say, when the PC adapter is uncoupled, the Proxy Request bit (bit 2) will al-ways be set, so that the LS4 data FB can update its param-eter settings in the master if necessary.

0 No PC adapter is connected.

1 The optical PC adapter is connected. No LS4 pa-rameterisation can be carried out by way of PROFI-BUS; C1 and C2 services will be acknowledged with an error message.

2 Proxy Request

In the first setting of parameters, and during subsequent pa-rameter adjustment, the OSSD bit is set to 0. If during param-eter adjustment the optical PC adapter is connected, the RS232 and bit 3 will only be activated when the parameter adjustment has been completed. While this is going on, the LS4soft program on the PC cannot set up any connection to the LS4.

0 Monitoring of the parameter settings by the LS4 data FB need not be carried out. At the start of parameter checking this bit is set to 0. If during the parameter checking an error occurs, it will be reset to 1.

1 The LS4 PROFIBUS indicates to the LS4 data FB in the master that it must request or supply the LS4 PROFIBUS’s parameters and validate them.



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The cyclic input data are transferred as PROFIsafe data with 16 bit CRC.

Bits 0-6 must not be used for decisions that have safety implications. The failsafe PLCmust only evaluate bit 7 to release the machine that is connected on the outgoing sideif necessary.

5.1.2 Cyclic output data

The LS4 PROFIBUS expects to receive output data from the safety master (PLC) withthe length of 1 byte, having the following structure:

1 Protective field

Shows that the protective field has been violated. This bit must not be used for decisions with safety implications!

0 The protective field has not been violated.

1 The protective field has been violated.

0 Warning field Shows if the warning field has been violated. This bit must not be used for decisions with safety implications!

0 The warning field has not been violated.

1 The warning field has been violated.


7 Restart Generates a restart signal on the restart line of the LS4The timing that is defined for the LS4 must be guaranteed by the PLC or by external sensors.

0 No restart pulse, line set to 0

1 The restart input of the LS4 is switched to 1 (re-start activated).

Table 5.1-2: Cyclic output data



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6 Proxy Enable This bit determines whether, when the scanner is switched on or when the scanner parameters are modified by way of the optical PC interface, an automatic adjustment by the LS4 data FB will be carried out. This bit will be evaluated when the PROFIBUS starts up and when the optical PC adapter is un-coupled. In the user program it should be definitely assigned either to 1 or to 0.

0 The OSSD bit is released without the LS4 data FB having run. The Proxy Request bit in the cy-clic input byte (see section 5.1.1) will nonethe-less be set, but the master will not necessarily take this into account. No automatic parameter adjustment is possible when LS4 PROFIBUS is replaced.

1 The LS4 data FB is activated; automatic match-ing of parameters between the master and the LS4 PROFIBUS will take place.

5 reserved Expects the value 0



210

Protective field number

Selects a protective field / warning field pairing on the LS4The number of the protective field to be called up is expected to lie in the range 1 to 4. Any other number would generate a switching error, and will not be forwarded to the LS4. If an invalid protective field number is supplied, the OSSD bit will be set to 0. Approximately 500 ms after a valid protective field number has been subsequently supplied, the OSSD bit will be released again. This does not mean that absolutely any protective fields from 1 to 4, as well as any kind of protective field switchings, are permitted, as additional restrictions may be made by way of the LS4 parameterisation. The LS4soft software defines for the LS4 which protective fields may be switched on and in what order, and which protective field may be activated when the system is switched on. The PROFIsafe adapter ensures that correct timing will be observed when switching. This means that the PLC program can – by contrast with the description given in connection with the LS4 – switch directly from one to another permissible protective field, without activating both protective fields to-gether for more than one second at most. The protective field number is coded as follows:

Protective field number Bit 2 Bit 1 Bit 0

1 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0


Table 5.1-2: Cyclic output data

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The cyclic output data are transferred as PROFIsafe data with 16 bit CRC.

As the PROFIsafe adapter always selects protective field 1 when PROFIBUS isstarting up, if you want to be able to start up (after occurrence of an error, or whenswitching on the system) with any protective field, then in setting the LS4 parame-ters you must at least authorise the switching sequences that follow from protectivefield 1.

5.2 Acyclic data exchange

Acyclic data exchange is advantageous if relatively large quantities of data have to betransferred rather infrequently. The overall load on the bus can in this way be keptcomparatively low, which ensures that the real-time functioning of the cyclic telegramscan be maintained. The READ and WRITE commands enable you to transfer acyclicPROFIBUS data, for instance in order to make a comparative adjustment of parametersettings, to read out measurement data from the scanner or to transmit controlcommands.

Class 1 master commandsThe LS4 PROFIBUS requires the acyclic class 1 READ and WRITE commands forautomatic parameter matching, which is managed by the LS4 data FB (section 5.1.1). Itis also possible to generate LS4 commands using the safety master PLC and to sendthese to the scanner (section 5.2.3), having regard to the communication protocol andthe safety prescriptions. In addition to this, control commands for the PROFIsafeadapter can be generated. These have the same format as LS4 commands (section5.2.2).Please be aware that acyclic communication based on the PLC user program is onlypossible when the following conditions are fulfilled:

The LS4 PROFIBUS must be in a normal state of operation.

No PC adapter may be connected to the optical interface (reed contact not activated).

The LS4 data FB has concluded its data adjustment procedure.

So long as the PC adapter is connected to the optical interface, all acyclic WRITEcommands will be ignored. If the LS4 data FB has not yet finished its data adjustmentprocedure, an acyclic command to the LS4 PROFIBUS that is generated by the userprogram will result in the termination of the LS4 data FB’s processing, along with thedelivery of an error message. These commands, consequently, have to be synchro-nised with the LS4 data FB (see section 5.2.2, FB_BUSY).

A faulty command to the LS4 in the course of normal operations can trigger an errorin the LS4, so that this will be put into safe mode (OSSD = 0).

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Class 2 master commandsAll LS4 commands may be used as class 2 master commands (section 5.2.3), but notthe special commands for the PROFIsafe adapter that are designed to control theautomatic configuration (section 5.2.2). All commands are transmitted to and from theRS232 of the LS4 transparently. Communication by means of class 2 commands isonly permitted for one master at any given time.

5.2.1 Header for acyclic commands

Commands that are to be relayed to the LS4 on an acyclic basis may need more than240 bytes, so that they must be broken up into several blocks. To ensure a consistenttelegram format, every data block that is transmitted acyclically (including those that donot need as many as 240 bytes) will be introduced by a header. This header (see tablebelow) replaces, in an LS4 command, all RS232-specific formattings (starting identifier,terminal identifier, labelling of two consecutive zeroes by means of subsequent 0xffand the check character).

As the LS4 needs up to 2 minutes to process data, the data flow control byte for theREAD command will be set by the LS4 PROFIBUS and must be evaluated by themaster. With the WRITE command the master sets this byte to zero.

Byte Description

1 Data flow control byte (see table 5.2-2)

2 Block length in bytes, including header

3 Higher-value byte (most significant byte) of the number of the data block, be-ginning with zero; the last block is always assigned the number 0xff (even when the first and the last block are identical).

4 Low-value byte (least significant byte) of the number of the block, beginning with zero; the last block is always assigned the number 0xff (even when the first and the last block are identical).

5 - 196 User data

Table 5.2-1: Header for acyclic command telegrams

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Both for READ and for WRITE, the individual bits in the data flow control byte will beset by the LS4 PROFIBUS as follows:

Bit Value Significance

0 0 The LS4 PROFIBUS cannot handle WRITE commands. If a WRITE command is sent to the LS4 PROFIBUS all the same, it will not be processed; instead an error signal will be entered in the error buffer and an alarm sent to the master.

1 The PROFIsafe adapter is ready to write the first or the next data block.

1 0 This data block contains no user data.

1 This data block contains user data.

2 0 Reserved

3 0 Reserved

6, 5, 4 The communication status of the PROFIsafe adapter is displayed in these bits in the form of a number.

0, 0, 1 It has not proved possible so far to set up a path of communication.Can only be received by a class 2 master, if the PROFIsafe adapter has not yet concluded the startup procedure.

0, 1, 0 The PC adapter is connected to the optical interface. In this mode acyclic WRITE commands will be ignored; no error message will be given.

0, 1, 1 The LS4 data FB of the master is currently processing an acyclic command (READ or WRITE). Any additional acyclic WRITE or READ command will result in an error in the LS4 data FB’s process sequence. These errors can be prevented by checking the FB output FB_BUSY on the master.

1, 0, 0 Normal operation: acyclic READ and WRITE commands can be transmitted, having regard to bits 0 and 1.

1, 0, 1 There is no active communication link in place. That is to say, there is no link to a class 1 master and the PC adapter is not connected to the optical interface. This status report can only be given to a class 2 master.

7 0 Reserved

Table 5.2-2: Structure of the dataflow control byte

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The maximum length for a data record is 240 bytes, the minimum length is 5 bytes.Only slot 0 should be used. Either 2 or 3 may be used as an index; they will be treatedin the same way by the PROFIsafe adapter. If the master is not capable of handlingdynamic data record length, it is possible nonetheless by using these two indices tominimise the load on the bus, inasmuch as short messages will be transmitted througha short data record (e.g. DR2 (index 2)) and long messages through a long data record(e.g. DR3 (index 3)).

Which data record will be used is determined by the master. Only the data bytesdescribed in the header will be evaluated.

Apart from local parameterisation by way of the PC RS232 interface, PROFIBUSparameterisation of the LS4 by means of the LS4 data FB of a class 1 master (withautomatic parameter adjustment) can only be carried out on the basis of acyclic READand WRITE commands.

In a later section the structure of acyclic commands will be examined in more detail.This can be defined by the user. A distinction must be made here between commandsfor the PROFIsafe adapter and commands for the LS4.

As the LS4 PROFIBUS requires commands in order to supply LS4 data, an LS4 datarecord cannot be called up directly by means of a READ command. A complete LS4data query therefore consists of

a WRITE, in which the master specifies which data it wants to read

followed by a READ, through which the requested data, that have in the mean timebeen supplied, will be read out.

On the other hand, some commands to the PROFIsafe adapter can be directlyimplemented with a WRITE command.

All the LS4 PROFIBUS command telegrams described below must in addition bestarted by the header (table 5.2-1) described earlier (master LS4 PROFIBUS) or willhave a header supplied by the PROFIsafe adapter (LS4 PROFIBUS master). Onlythe user data will be described here. For this reason the numbering starts, in the tablesbelow, with byte 5, which is the first byte of user data.

5.2.2 Commands to the PROFIsafe adapter

When any class 1 or class 2 telegram is received, the first byte will indicate whether it isintended for the PROFIsafe adapter or for the LS4.

If the command byte (byte 5) is not one of those shown below, the telegram will beforwarded, without any further checking, to the LS4. If the LS4 does not recognise thetelegram either, depending on the status of the LS4 either an error telegram will be theresponse (LS4 goes into error mode), or the telegram will be simply ignored.

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If the telegram is intended for the PROFIsafe adapter, the length of the telegram andthe parameter area limits will be checked. If these are in error, an error telegram will besent in response. In case of erroneous master READ commands, the PROFIsafeadapter response is :

5.2.2.1 Resetting the PROFIsafe adapter

Using the WRITE command shown below, the master can reset the PROFIsafeadapter. Here is the request the master needs to make:

There will not be any response from the PROFIsafe adapter. Immediately on receptionof this command the resetting of the PROFIsafe adapter (in the form of a power-onreset) will be executed. This means that the PROFIBUS connection will be interruptedfor approximately two seconds. The LS4 will not be affected by this (for LS4 restart, seesection 5.1.2).

5.2.2.2 Forwarding LS4 telegrams

On the basis of this WRITE command the master prescribes which LS4 data are to beforwarded to the master by the PROFIsafe adapter. Here are the master’s requestoptions:

Byte Description

5 0x93 = error in the telegram

6 Error specification : 0 = incorrect length, 1 = incorrect parameters

7 Command byte of the faulty telegram

Table 5.2-3: Response of the PROFIsafe adapter in case of error

Byte Description

5 0x94 = PROFI_CMD_RESETReset command to the PROFIsafe adapter, no additional parameters

Table 5.2-4: PROFIsafe adapter – resetting

Byte Description

5 0x92 = PROFI_CMD_GET_LS4_DATAProcessing of the LS4’s telegrams

6 The bit combination determines what telegrams will be forwarded to the master.

Bit 0 = 1 Measurement value telegrams will be forwarded to the master

Bit 1 = 1 Alive telegrams will be forwarded to the master

Bit 2 = 1 Warning telegrams will be forwarded to the master

Bit 3 = 1 Error telegrams will be forwarded to the master

If this byte = 0, no further telegrams will be forwarded.

Table 5.2-5: PROFIsafe adapter – forwarding LS4 telegrams

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In response the selected telegram or telegrams will be dispatched. As the PROFIsafeadapter can put a number of LS4 telegrams into intermediate storage, if the requestedtelegram is found, a response will be immediately provided and can be read out. Onlyafter this has been downloaded by the master will a new telegram be supplied, on thebasis of the telegrams that have been received from the LS4 at the present time.

If measurement value telegrams are to be forwarded to the master on an ongoingbasis, and if the LS4 should generate an error or a warning message by telegram, thiswill be stored in a second buffer for the master, if this also needs to be forwarded. Thismeans that even a slow master can both read out all measurement value telegramsand also receive error and warning telegrams.

5.2.2.3 Determining the version of the PROFIsafe adapter

With this WRITE command, followed by a subsequent READ command, the mastercan find out what version of the PROFIsafe adapter is in use. Here is the WRITErequest of the master:

Response of the PROFIsafe adapter to the following master READ command:

7 0 = only one telegram will be forwarded to the master.1 = the telegrams selected above will continue to be forwarded to the master (in the case of measurement value telegrams, only use this facility if the mas-ter will really read the telegram, otherwise the telegrams become obsolete.) Error – or warning – telegrams will be sent by LS4 once only, so that these can only be reliably received if byte 7 = 1. >1 = not permissible.

Byte Description

5 0x90 = PROFI_CMD_GET_VERSION, version determination

Byte Description Response from the PROFIsafe adapter

5 Version query response 0x90

6 PROFIsafe version (high byte) 1

7 PROFIsafe version (low byte) 0

8 PROFIBUS DP version (high byte) 1

9 PROFIBUS DP version (low byte) 0

Table 5.2-6: PROFIsafe adapter: version determination

Byte Description

Table 5.2-5: PROFIsafe adapter – forwarding LS4 telegrams

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10 DPV1SL components (high byte) 0x11



0x04 = V1SL_COMP_INSTALLED_IBC

0x08 = V1SL_COMP_INSTALLED_ASPC2

0x10 = V1SL_COMP_INSTALLED_DPC31

0x20 = V1SL_COMP_INSTALLED_SPC3

0x40 = V1SL_COMP_INSTALLED_DPR

11 DPV1SL components (low byte) 0x0D



0x04 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_AL

0x08 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_C1

0x20 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_S7

0x40 = V1SL_COMP_INSTALLED_SUB_SC

12 DPV1SL main interface 6

13 DPV1SL function 5

14 DPV1SL bugfix 1

Byte Description Response from the PROFIsafe adapter

Table 5.2-6: PROFIsafe adapter: version determination

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5.2.2.4 Reading out the most recent error of the PROFIsafe adapter

With this WRITE command, followed by a subsequent READ command, the mastercan read out the most recent error from the PROFIsafe adapter. Here is the WRITErequest of the master:

Response of the PROFIsafe adapter to the master’s subsequent READ command:

5.2.2.5 Reading out the error register of the PROFIsafe adapter

With this WRITE command, followed by a subsequent READ command, the mastercan obtain a complete read-out of the error register of the PROFIsafe adapter. Here isthe WRITE request of the master:

Byte Description

5 0x84 = PROFI_CMD_ERRORQuerying the fault that most recently occurred in the PROFIsafe adapter

Byte Description

5 0x84 = response for last error from slave

6 high byte error number in µC2

7 low byte error number in µC2

8 high byte of the number of times this error has occurred in µC2 since the pow-er was last turned on

9 low byte of the number of times this error has occurred in µC2 since the power was last turned on

10 high byte error number in µC1

11 low byte error number in µC1

12 low byte of the number of times this error has occurred in µC1 since the power was last turned on

13 high byte of the number of times this error has occurred in µC1 since the pow-er was last turned on

Table 5.2-7: PROFIsafe adapter – reading out the most recent error

Byte Description

5 0x91 = PROFI_CMD_GET_ERROR, querying the error register of the PROFIsafe adapter

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Response of the PROFIsafe adapter to the master’s subsequent READ command:

The content of the error register is maintained intact when the system is restarted, butis lost when the device is switched off.

Byte Description

5 0x91 = response for all errors from the PROFIsafe adapter

6 Write index of the most recent error in µC2 that has been entered in the ring buffer

7 0 = error occurred in the most recent cycle1 = error occurred earlier

8 Error number (high byte) for index 0 in ring buffer of µC2

9 Error number (low byte) for index 0 in ring buffer of µC2



... ...

... ...



48 Write index of the most recent error in µC1 that has been entered in the ring buffer

49 0 = error occurred in the most recent cycle1 = error occurred earlier





... ...

... ...



Table 5.2-8: PROFIsafe adapter – reading out data from the error register

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5.2.3 Commands to the LS4

The LS4 commands described below use so called option bytes, that is to say controlflags carrying e.g. status information, which are transmitted along with each message.The first option byte is always transmitted, and defines protocol information, such as forinstance the number of option bytes that are being transmitted. All the other optionalcharacters will only be transmitted when this is necessary, i.e. when at least one statusbit is set. The three possible option bytes have the following structure:

Name Description

Option 1 Option 1 is always sent, and has the following layout:

The number of option bytes can only lie between 1 and 3 (bit 0 & bit 1).The current operating status field (bits 2-4) shows the current operating sta-tus, and has the following layout:000 – no information (with messages to the LS4)001 – initialisation010 – measurement operations011 – configuration100 – error/malfunctionAs the number of option bytes has to be at least 1, option 1 can never have the value 0x00.

Table 5.2-9: Structure of the option byte in LS4 commands

number of optional fields, i.e. at least 1

current operating status

0 = without password1 = with password

0 = without acknowledgement1 = with acknowledgement

reserved

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

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Option 2 Option 2 transmits status information about the individual protective fields + malfunction + warning + restart interlock. It will only be transmitted if at least one flag is set, i.e. this byte can never have the value 0x00. If this option is transmitted, the number of optional fields in option 1 must be at least two. This optional character has the fol-lowing layout:

With messages to the LS4 this option byte has no significance. Bit 7 will be set to 1 if option 3 has to be transmitted, so as to make it impossible for op-tion 2 to have the value 0.

Name Description


currently active protective field 0 = free1 = occupied

warning

2nd protective field 0 = free1 = occupied

2nd warning field 0 = free1 = occupied

= 1 (for option 3)

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

currently active warning field 0 = free1 = occupied

malfunction

restart interlock

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CHOption 3 Option 3 transmits status information about the selected protective field

pairs. It will only be transmitted if at least one flag is set, i.e. this byte can never have the value 0x00. If this option is transmitted, the number of op-tional fields in the option 1 byte must be at least three. This option byte has the following layout:

As it can happen that when the protective fields are being switched two pro-tective field pairs may be selected simultaneously, it is necessary to give two specifications for the selected protective field pair.For the selected protective field pairs,0 means that no selection has been made,1-4 indicates selection of protective field pairs 1-4.With messages to the LS4 this byte has no significance.

Name Description


1st selected pro-tective field pair

2nd selected pro-tective field pair

reserved

= 1

7 6 5 4 3 2 1 0 Bit

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5.2.3.1 Alive telegrams

When alive telegrams are enabled with PROFI_CMD_GET_LS4_DATA (see section5.2.2.2), the master can read these in the following format:

If no LS4 telegram is available, a block without data content will be sent.

5.2.3.2 Error telegrams

If an error occurs in the LS4, the following command will be sent as an alarm (section5.3.2) or else sent to the master in response to an acyclic READ command.

Byte Description

5 0x14 = COM_CMD_ALIVE

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

Table 5.2-10: Structure of the alive telegram

Byte Description

5 0x53 = COM_CMD_ERROR_OCCURRED

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 LS4 error number (high byte)

10 LS4 error number (low byte)

11 LS4 error parameter (high byte)

12 LS4 error parameter (low byte)

13 LS4 error function (high byte)

14 LS4 error function (low byte)

Table 5.2-11: Structure of the error telegram

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5.2.3.3 Warning telegrams

If the window of the LS4 becomes too dirty, the following command will be sent as analarm (section Diagnosis alarms) or else sent to the master in response to an acyclicREAD command.

5.2.3.4 Measurement value telegrams

When alive telegrams are enabled with PROFI_CMD_GET_LS4_DATA, if the LS4sends measurement value telegrams the master can read these in the following format:

The number of bytes of user data is dependent on the parameterisation of the LS4. Ifno LS4 telegram is available, a user data block without data content will be sent.

Byte Description

5 0x54 = COM_CMD_WARNING_OCCURRED

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 LS4 error number (high byte)

10 LS4 error number (low byte)

11 LS4 error parameter (high byte)

12 LS4 error parameter (low byte)

13 LS4 error function (high byte)

14 LS4 error function (low byte)

Table 5.2-12: Structure of the warning telegram

Byte Description

5 0x23 = COM_CMD_MESS_16_RT

6 Option 1

7 Option 2

8 Option 3

9 ... User data (see below)

Table 5.2-13: Structure of the measurement value telegram

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Every outline measured has 529 measurement values (angle of -5.04° to +185.04° with0.36° resolution). Every individual measurement value has a segment number begin-ning with 0. This means that the measurement value at the -5.04° point has thesegment number 0, and the measurement value at the 0° point has the segmentnumber 14. Within a measurement message it is not necessarily the case that allvalues of the outline measured will be transmitted (see resolution, output start andoutput stop below). The following data will be transmitted within a measured outline:

Byte Name Description Sizes

9 Scan number

With every revolution of the LS4, the scan number will be incremented. This scan number can be used to de-termine the distance in time between two measure-ment contours that have been output. The actual scan number has a size of 32 bits. So as to rule out the possibility of a small value producing a multiple zero in the transmission of these 4 bytes, filler bytes are inserted between the individual bytes of the scan number. This results in the scan number having the following structure: Bits 24-310xFEBits 16-230xFEBits 8-150xFEBits 0-70xFE

8 bytes

17 Resolution Gives the distance in segments (measurement points) between two consecutive measurement val-ues. For example, the measurement outline is output, starting from measurement value 0 through to 528, and the resolution is set to 4. Measurement values will be output for the following segments of the outline measured:04...524528

1 byte

18 Output start Indicates at which segment (between 0 and 528) the measured outline of the output starts.

2 bytes

Table 5.2-14: Structure of the measurement data in the measurement value telegram

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2-byte values within the measurement value telegram are transmitted with the highbyte coming first and the low byte second.

5.3 Alarms

Alarms will be automatically transmitted by PROFIBUS to the master, if they arereported to the master in the cyclic telegram in the PROFIBUS status byte. The masterwill then get the actual alarm information from the slave that has reported it by meansof an acyclic telegram, and write it to a storage area reserved for alarms (SAP51). Theapplication program can then evaluate the alarm report, without having to call up thesedata by means of an explicit READ command.

20 Output stop Indicates which segment (between 0 and 528) sup-plies the last measurement value. If the relation be-tween the number of measurement values output (resulting from output start and output stop) and the resolution is not exact, then the measurement value corresponding to output stop will be output as well.

2 bytes

22 Measure-ment val-ues

In succession, the individual measurement values are transmitted, starting with the measurement value that corresponds to output start and ending with the meas-urement value that corresponds to output stop.Each measurement value here corresponds to the distance measured between the LS4’s rotational axis and object at the given angular position, in millime-tres.Bit 0 of each measurement value indicates whether between the given measurement value and the previ-ous one the measured outline has violated a protec-tive field. This means that when the measurement values are evaluated as a value of distance, bit 0 has to be masked out.

De-pend-ing on outputstart andoutputstop, 2 bytes in each case

Byte Name Description Sizes

Table 5.2-14: Structure of the measurement data in the measurement value telegram

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5.3.1 Alarm update messages

If after a C2-initiate a class 2 master accesses the PROFIsafe adapter in order to writefor the first time, this will be communicated to the class 1 master by means of the alarmupdate facility. The alarm update PDU is coded as follows:

5.3.2 Diagnosis alarms

Errors and warnings of the LS4, as well as errors in the PROFIsafe adapter, will bereported as PROFIBUS diagnosis alarms. Each new error will be reported as a newincoming alarm. Errors that persist with a standing connection will be reported onlyonce. If the connection is broken off and cyclic data traffic is later resumed, the lasterror that has occurred, if it is still found to be present, will be reported once more as anincoming alarm. If no error is found for a minimum of 500 ms, an outgoing alarm will besent. A sequential modality for 8 alarms is supported, that is to say that up to 8 alarmscan be held on the PROFIsafe adapter’s intermediate storage before being fetched bythe master. The diagnosis alarm PDU is coded as follows:

Byte Bit Description

7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 0 0 0 1 0 0 Length of the alarm PDU (including header) = 4 bytes

2 0 0 0 0 0 1 1 0 Type = alarm update

3 0 0 0 0 0 0 0 0 No slots (slot 0)

4 0 0 Sequ. no. 1 0 0 No alarm differentiation, with acknowledge-ment, sequential numbers 0-7

Table 5.3-1: Structure of the alarm update message


7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 0 0 1 1 0 1 Length of the alarm PDU including header, dependent on the alarm

2 0 0 0 0 0 0 0 1 Type = diagnosis alarm

3 0 0 0 0 0 0 0 0 No slots (slot 0)

4 0 0 Sequ. no. 1 0 0 No alarm differentiation, with acknowledge-ment, sequential numbers 0-7

5 1 0 0 0 0 1 0 0 Error code 0x84 = error from slave

6 x x x x x x x x High byte of µC2 error number

7 x x x x x x x x Low byte of µC2 error number

Table 5.3-2: Structure of the diagnosis alarm

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The error code contained in bytes 6 to 7 and 10 to 11 respectively displays on thePROFIsafe adapter the most recent error occurring in the LS4 or in the µC1 or µC2. Ithas the following significance:

8 x x x x x x x x High byte of the frequency of this error in µC2 since the system was last started up

9 x x x x x x x x Low byte of the frequency of this error in µC2 since the system was last started up

10 x x x x x x x x High byte of µC1 error number

11 x x x x x x x x Low byte of µC1 error number

12 x x x x x x x x High byte of the frequency of this error in µC1 since the system was last started up

13 x x x x x x x x Low byte of the frequency of this error in µC1 since the system was last started up

Code Cause/significance Measures to be taken to rectify error

LED on the LS4 does not light up Check the +24 V DC power supply (also check for polarity reversal), check the connection lead, if necessary replace faulty equipment.

0x2418 The PROFIsafe driver cannot check the cyclic output data

Invalid operating status; can occur in case of PROFIBUS malfunctions.

0x2419 The processing of the output data yields no consistent results

Invalid operating status; can occur in case of PROFIBUS malfunctions.

0x2600 Incorrect protective field number Only select protective fields 1 to 4.

0x2A04 PROFIBUS telegram could not be processed

Evaluate the data flow control byte (sec-tion 5.2.1) in acyclic WRITE commands.

0x2A05 All reading buffers for PROFIBUS telegrams are occupied

After each WRITE command the result requested by the PROFIsafe adapter must be fetched by the master.

0x2A06 PROFIBUS telegram is too long (>=1100 Byte)

Only generate valid acyclic WRITE commands.

Table 5.3-3: Error codes of the PROFIsafe adapter


7 6 5 4 3 2 1 0

Table 5.3-2: Structure of the diagnosis alarm

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6 Project configuration of the master

While the parameterisation of the LS4 laser scanner is being effected by means of theLS4soft PC software, the PC adapter and the optical interface on the PROFIsafeadapter, the scanner on the master side (this will generally be a safety PLC systemincorporating a PROFIsafe master) must be linked in with the user program. Later onthis linking-in will be explained in detail. It is carried out by means of the STEP 7software, which makes possible the project configuration and programming of thesafety controls of the S7-400 and S7-300 series.

A special functional block for these controls – the LS4 data FB, which has already beenmentioned a number of times – makes it possible for the parameter settings to beexchanged in a completely automatic way between the LS4 and the PLC. As a result ofthis FB it is possible for equipment to be immediately replaced if a fault occurs; on thescanner, which has not yet been parameterised, only the PROFIBUS address requiresto be set (section 4.5). When the power is switched on, the parameter settings will beautomatically loaded to the new hardware by the PLC, by way of PROFIBUS. For thisthe LS4 data FB must be linked into the user program, as described below.

6.1 Hardware configuration by means of STEP 7

When the hardware configuration program is opened, as a first step the componentsthat are needed must be inserted in the project by dragging and dropping from thehardware catalogue.

If the LS4 cannot be found in the hardware catalogue, the GSD file that forms partof the standard delivery should first be reinstalled in the hardware configuration pro-gram.

0x2A0B Unexpected block number in PROFIBUS telegram

The blocks of the telegrams must be numbered in continuous sequence.

0x2B01 Unknown status of the LS4 data FB

Acyclic READ and WRITE commands can only be processed when the LS4 data FB has finished executing param-eter adjustment; watch for the FB_BUSY signal (section 6.4).

0x2B09 Error in CRC comparison

0x2B1X Echo data for CRC no. x are incorrect

0x2B2X CRC no. x is different on the sec-ond reading

Code Cause/significance Measures to be taken to rectify error

Table 5.3-3: Error codes of the PROFIsafe adapter

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In the next step the LS4 has to be configured as a PROFIBUS slave. The PROFIBUSaddress should be entered in the hardware configuration program (this has also beendefined on the LS4 by means of the hex switches). In addition, the starting addressesof the input and output bytes will be set. PROFIBUS writes the LS4 input byte (section5.1.1) to the input byte cyclically, while the output byte is cyclically transmitted to theLS4 (section 5.1.2). A simple user program is only able to work with these two bytes ofthe process image.

6.2 Configuration of the PROFIsafe driver by means of STEP 7

PROFIsafe carries out its safety measures in reliance on the PROFIBUS standard bymeans of a software function that is referred to as the PROFIsafe driver. This driverruns both on the master and on safety slaves like the LS4 PROFIBUS, and isconsequently programmed with extreme flexibility. It therefore only requires to beadapted to the equipment in question by means of a few defined parameters. Thesesafety-relevant parameters of the PROFIsafe driver are known as the F-parameters,and they are contained in the GSD-file. Only some of these parameters can actually beset by the user of the LS4 PROFIBUS. Further device-dependent parameters, thoseknown as the i-parameters and other user parameters, are loaded directly to thescanner without any recourse to the GSD. The following table gives an overview of theF-parameters, their ranges of values and their significance:

Fig. 6.1-1: Hardware configuration by means of STEP 7

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GSD parameter name

Explanation

F_Check_SeqNr Can be set to 0 or 1 (default = 0)0 – the current number is not taken into account by the CRC1 – the current number is taken into account by the CRC

F_Check_iPar Cannot be adjusted, is preset to 0 for no i-parameters

F_SIL Cannot be adjusted, is preset to 1 for SIL2

F_CRC_Length Cannot be adjusted, is preset to 1 for 2-byte CRC

F_Block_ID Cannot be adjusted, is preset to 0

F_Par_Version Cannot be adjusted, is preset to 0

F_Source_Add Can be set in a range between 1 and 65534 (default = 1)Note: this is automatically allocated by the SIMATIC Manager.

F_Dest_Add This must be set to 500 + the PROFIBUS address (factory setting = 504). The device incorporates hex switches by means of which the PROFIBUS address can be set. The PROFIsafe destination ad-dress is formed from the 16-bit sum of 500 and the PROFIBUS address, and should be defined by the user as part of the project configuration. In this way it can be ensured, in systems that have only one PROFIBUS line, that the destination address is unique. Only this destination address will be accepted by the LS4 PROFIBUS. In systems that have more than one PROFIBUS line, it is the responsibility of the user to ensure that all LS4s that form part of the entire system have different PROFIBUS ad-dresses, so as to bring about the required uniqueness of the des-tination address. The device described here is a PROFIBUS slave with just one PROFIsafe module. Consequently there is no need for any further mechanism to distinguish the individual modules from one another.

F_WD_Time Watchdog time, can be set in a range between 10 and 65535 mil-liseconds (default = 10).

In the project configuration the value of F_WD_Time must al-ways be set higher on the master, in accordance with the equation

F_WD_Time = max(10 ms, tscan_rec) * 2 + 4 * Bus_Cycle_Time

where tscan_rec = the cycle time of the safety program on the PLC.

To obtain the system response time, the response time of the LS4 (which can be configured to a value >= 80 ms) must be add-ed to the value to which F_WD_Time has been set.

Table 6.2-1: Parameters of the PROFIsafe driver

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Under the heading ‘PROFIsafe’, the minimum requirement is the adjustment of theF_WD_Time parameter in keeping with section 6.6. If the PROFIBUS address deviatesfrom the factory setting of 4, the F_Dest_Add parameter must be adjusted as well.

F_Par_CRC Must be correctly set by the PROFIsafe project configuration tool to CRC1 for the F-parameter block (default = CRC1 for default F-parameters).

Fig. 6.2-1: F-parameters of the PROFIsafe driver

GSD parameter name

Explanation

Table 6.2-1: Parameters of the PROFIsafe driver

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The LS4 data FB requires 34 remanent markers. These, as well as any furtherremanent markers that may be used by the user program, should be reserved here (50in the example shown).

Now the hardware configuration can be converted and loaded to the CPU.

6.3 Diagnosis data

While the system is being put into operation it is possible for the project configurationtool to access the PROFIsafe diagnosis data. These relate only to errors in the settingof the parameters for the PROFIsafe driver. The diagnosis data are supplied as a PDUindicative of status, in which, after the first 6 bytes of standard diagnosis, the followingbytes 7 to 11 are supplied:

Fig. 6.2-2: Setting the remanent markers


7 6 5 4 3 2 1 0

Byte 7 0 0 0 0 0 1 0 1 Length of the PDU indicating status is 5 (including header)

Byte 8 1 0 0 0 0 0 0 1 Type = status message

Byte 9 0 0 0 0 0 0 0 0 No slots

Byte 10 0 0 0 0 0 0 0 0 No status differentiation

Byte 11 x x x x x x x x Error in F-parameters (error number), see below

The error number is coded in the following way:

Byte 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 = no errors

Table 6.3-1: Diagnosis data of the PROFIsafe driver

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6.4 The LS4 data functional block (“FB LS4”)

The LS4 data FB works as the “deputy” of an LS4 PROFIBUS laser scanner in a safetyPLC system of the SIMATIC S7-300F series. It runs in the standard part of the userprogram, and manages the mutual adjustment of parameters between the LS4PROFIBUS and the master PLC, so that automatic parameterisation can take place ifthe LS4 is replaced. It is recommended that one FB LS4 is used for each LS4 LaserScanner that forms part of the system.

For the data processing date and time are used. Therefore the CPU date and timehas to be set correctly.

Parameter exchange is possible in both directions – either PLC LS4 PROFIBUS orLS4 PROFIBUS PLC. The LS4 data FB expects the following input variables(INPUT) and supplies the following output variables (OUTPUT):

Byte 11 0 1 0 0 0 0 0 1 65 = internal error in F_Dest_Add

Byte 11 0 1 0 0 0 0 1 0 66 = incorrect F_Dest_Add

Byte 11 0 1 0 0 0 0 1 1 67 = incorrect F_Source_Add

Byte 11 0 1 0 0 0 1 0 0 68 = incorrect F_WD_Time setting

Byte 11 0 1 0 0 0 1 0 1 69 = incorrect SIL setting

Byte 11 0 1 0 0 0 1 1 0 70 = incorrect CRC length

Byte 11 0 1 0 0 0 1 1 1 71 = incorrect F_Block_ID or F_ParVersion

Byte 11 0 1 0 0 1 0 0 0 72 = incorrect CRC1 by way of the F-parameters

Parameter Declaration Data type

Storage area

FIRST_IN_BYTE_LS4 INPUT BYTE I, O, M, D, L

FIRST_OUT_BYTE_LS4 INPUT BYTE I, O, M, D, L

START_ADDRESS_REM_MARKER INPUT INT I, O, M, D, L, Constr.

DB_MMC_LS4_CONFIG INPUT INT I, O, M, D, L, Constr.

DB_LS4_CONFIG INPUT INT I, O, M, D, L, Constr.

DB_MMC_LS4_DATA INPUT INT I, O, M, D, L, Constr.

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 INPUT WORD I, O, M, D, L, Constr.

ERROR_NUMBER_FB OUTPUT WORD I, O, M, D, L

Table 6.4-1: Input and output variables of the “FB LS4” LS4 data functional block


7 6 5 4 3 2 1 0

Table 6.3-1: Diagnosis data of the PROFIsafe driver

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FIRST_IN_BYTE_LS4 is allocated the value of the LS4’s cyclic input byte. Bit 2 of this(Proxy Request) will be evaluated, so as to activate the LS4 data FB if required, i.e. tocarry out parameter matching between the LS4 and the master. The FB LS4 will beinformed in which direction the parameters are to be transmitted, or whether the LS4status is that defined by LS4 PROFIBUS when it was delivered from the factory. Whilethe parameters are being adjusted, the output signal FB_BUSY will be set. After theparameters have been successfully adjusted, the LS4 data FB reads the LS4identification data from the scanner, so that in future it can recognise what is happeningwhen a device is replaced without any possibility of mistake.

If an error occurs while the parameters are being transmitted (e.g. negative acknowl-edgement, the command to cancel being given etc.), the FB LS4 will terminate theprocedure and wait until it is called up again.

FIRST_OUT_BYTE_LS4 is associated with the cyclic output byte. At present it has nofunction, though it may be used in subsequent applications.

START_ADDRESS_REM_MARKER points to the start of the block consisting of themarker bytes (of which there must be a minimum of 34). These bytes are required forinternal purposes, and do not have a data structure that has any relevance to the userprogram. The starting address of this remanent marker area cannot be set by theSIMATIC software automatically, but must be set manually in the course of the S7hardware configuration (section 6.2).

DB_MMC_LS4_CONFIG, DB_LS4_CONFIG and DB_MMC_LS4_DATA are suppliedwith the relevant data component number. Whereas DB_MMC_LS4_CONFIG andDB_MMC_LS4_DATA are addressed to data blocks on the micro memory card, thedata block addressed by DB_LS4_CONFIG is located in working storage.

The data components that fall under the acronym MMC (micro memory card) ex-change their data only with the associated SFCs (SFC 83 "READ_DBL" and SFC84 "WRIT_DBL").

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 contains the PROFIBUS diagnosis address of theLS4 PROFIBUS. In the S7 hardware configuration program it can be brought up bymeans of the menu sequence “Properties / General / Diagnosis address”.

CONFIG_SET_TO_DEFAULT comes directly from the scanner, and indicates to theuser program that the LS4 PROFIBUS is reset or has been reset to the factory setting.The output here is a “1” when the LS4 PROFIBUS is linked for the first time to thesafety controls if the LS4 data FB has not yet read a valid data record from the LS4 andsaved it on the PLC system.

ERROR_CODE_SFC OUTPUT WORD I, O, M, D, L

CONFIG_SET_TO_DEFAULT OUTPUT BOOL I, O, M, D, L

FB_BUSY OUTPUT BOOL I, O, M, D, L

ERROR_NUMBER_LS4 OUTPUT BYTE I, O, M, D, L

Parameter Declaration Data type

Storage area

Table 6.4-1: Input and output variables of the “FB LS4” LS4 data functional block

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After an unsuccessful parameter adjustment (in either direction) – that is, if either theupload or the download fails – the LS4 PROFIBUS will be returned to the factorysettings. The LS4 data FB will be notified of this. The user then has to parameterise theLS4 PROFIBUS once again, using the LS4soft software.

FB_BUSY indicates that the LS4 data FB is currently carrying on a parameteradjustment with the LS4 with which it is associated. To do this it uses acyclic READand WRITE commands. As these commands extend the cycle time of the userprogram, further acyclic READ or WRITE commands by the user program – to thesame, or to a different PROFIBUS address – should be avoided while parameteradjustment is being carried on.

If several LS4 PROFIBUSs are installed on a PROFIBUS system – that is to say, ifseveral LS4 data FBs are being used on the master PLC – these should besynchronised with one another, so that if several parameter adjustment operations arelaunched simultaneously an overflow of the cycle time of the user program will beprevented. This can happen, for instance, if the cyclic input byte is not switched directlyto FIRST_IN_BYTE_LS4 but is set by means of a marker byte. If one of the LS4 dataFBs has set its FB_BUSY output signal (indicating that parameter adjustment is beingcarried on), the marker bytes of the other LS4 PROFIBUS will for a temporary periodnot be switched to the respective LS4 data FBs, or the Proxy Request bit will bemasked out.

ERROR_NUMBER_LS4 is intended for remote diagnosis by the manufacturer’sservices. It supplies the error code of the LS4.

The LS4 data FB uses SFCs to communicate via PROFIBUS. Error messages relatingto these SFCs, as well as error codes of the LS4 data FB, will be made available to theuser program under ERROR_NUMBER_FB and ERROR_CODE_SFC. The tablebelow contains the error numbers of the LS4 data FB that may be output by way of theERROR_NUMBER_FB parameter. If the ERROR_CODE_SFC is not equal to zero,this table makes it possible to determine the corresponding SFC. The SFC error codecan be decoded with the SIMATIC reference manual “System software for S7/300/400system functions and standard functions”.

If LS4 data FB processing is resumed, ERROR_NUMBER_FB, ERROR_CODE_SFCand ERROR_NUMBER_LS4 will be reset to the value zero.

Error number

SFC Item no. Explanation

0x0101 83 01 Error copying data component from upload area to data component in working storage

0x0201 58 02 Error in writing data record – functional block to LS4 PROFIBUS

0x0301 59 03 Error in reading data record – LS4 PROFIBUS to functional block

0x0302 03 Error in LS4 PROFIBUS data record

Table 6.4-2: Error codes of the LS4 data FB

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0x1301 84 13 Error copying data component in working stor-age to data component in upload area







0x2501 83 25 Error copying data component from upload area to data component in working storage

Error number



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0x4201 84 42 Error copying data component in working stor-age to data component from upload area



Error number



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6.5 The user program

So as to link them into your user program, please copy the following elements:

- FB LS4 ( FB 10 )

- DB LS4 CONFIG ( DB 101 )

- DB MMC LS4 CONFIG ( DB 100 )

- DB MMC LS4 DATA ( DB 102 )

from the sample LS4 project that forms part of the standard delivery into your ownsafety program.

The DB instance “DB LS4“ (DB 10) need not be copied, because this will beautomatically generated when the FB LS4 is called up.

The number of the elements may be altered at will, e.g.:

- FB LS4 ( FB 30 )

- DB MMC LS4 CONFIG ( DB 32 )

- DB LS4 CONFIG ( DB 33 )

- DB MMC LS4 DATA ( DB 34 )

Fig. 6.5-1: Linking in the FB LS4

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Before calling them up, the bit “Proxy Enable“ (bit 6 of the cyclic output byte, section5.1.2) must be set by the user program to the fixed value “1”, so that in case of needthe LS4 PROFIBUS will send the “Proxy Request“ bit in the cyclic input byte (section5.1.1) of the LS4.

Transfer the input and output bytes of the LS4 to internal marker bytes, and commu-nicate these to the FB LS4. In this way it is possible, if necessary, to mask out the“Proxy Request“ bit until such time as the current parameter adjustment with anotherLS4 has been concluded (evaluation of FB_BUSY signals of all FB LS4). Thismakes it possible to ensure that only one parameter adjustment operation will berunning at any given time, thus avoiding unnecessarily extending the cycle time ofthe user program.

A DB instance must be supplied when the FB is called up.

For example: CALL "FB LS4" , DB10

CALL "FB LS4" , "DB LS4"

FIRST_IN_BYTE_LS4 :="FIRST IN BYTE LS4"

FIRST_OUT_BYTE_LS4 :="FIRST OUT BYTE LS4"

START_ADDRESS_REM_MARKER :=10 // start address (34 bytes of remanent markers)!!!

DB_MMC_LS4_CONFIG :=100

DB_LS4_CONFIG :=101

DB_MMC_LS4_DATA :=102

DP_DIAGNOSIS_ADDRESS_LS4 :=W#16#3FE // DP diagnosis address LS4: 1022 (hex: 3FE)

ERROR_NUMBER_FB :="ERROR NUMBER FB"

ERROR_CODE_SFC :="ERROR CODE SFC"

CONFIG_SET_TO_DEFAULT :="CONFIG SET TO DEFAULT"

FB_BUSY :="FB_BUSY"

ERROR_NUMBER_LS4 :="ERROR NUMBER LS4"

After these elements have been transferred to the CPU, the CPU can then be switchedto “RUN”. Now the FB LS4 is ready to communicate with the LS4 PROFIBUS.

No communication can take place when the optical PC adapter is attached to theLS4 PROFIBUS.

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6.6 Response time

The overall response time for a safety system based on LS4 PROFIBUS is composedof:

the response time of the LS4, including the PROFIsafe adapter,

the time taken to transmit data from the LS4 PROFIBUS to the master program,

the cycle time of the master’s PROFIsafe program,

the time taken for the safety circuit to cut out, possibly involving an output by way ofPROFIBUS and

the time the machine takes to come to a standstill.

The response time up to the completed evaluation of the OSSD bit in the master’ssafety program is determined by the following equation:

TR is the time taken until the PLC output switches off. The time taken till the powerswitching circuit is broken and the time taken for the machine to come to a standstillmust also be taken into account.

As a fundamental principle it should be noted that the extension of response time ascompared with an LS4 without a PROFIsafe adapter means that the safety distances tobe maintained must likewise be higher.

7 Putting the system into operation, and replacing components

Before putting the LS4 PROFIBUS into operation, you must carry out the followingoperations:

set the address of the LS4 PROFIBUS adapter,

create the correct physical link to the PROFIBUS network,

create a link to the STEP 7 hardware configuration,

set the PROFIsafe parameters of the master,

program, load and start the user program and

parameterise the LS4 with LS4soft by means of the optical PC adapter.

TR = TScanner + TWD

where

TR response time from the moment when a protective field is violated until the evaluation of the OSSD bit on the master,

TScanner response time of the LS4 (minimum of 80 ms, can be set in 40ms steps/decrements) and

TWD watchdog time = max (10 ms, tscan_rec) * 2 + 4 * Bus_Cycle_Time

where tscan_rec = the cycle time of the PROFIsafe part on the master.

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The linking-in of the LS4 data FB “FB LS4” (see section 6.2) is optional. This makes itpossible to replace faulty equipment simply and quickly in case of a malfunction. It isnot required for the transmission of cyclic real time data. In the simplest case, the userprogram will just read the OSSD bit of the cyclic input data in the safety part of the PLCprogram, and will then write the cyclic output byte (see example in section 5.1.1).

After alterations of the LS4 parameters using the optical adapter cable or afterautomatic data exchange the effectiveness of the switch-off function must be testedalong the defined contour of the detection zones.

7.1 Behaviour of the system when switching on

The optical PC interface has important implications for the system properties when thesystem is switched on, or when a connecting to PROFIBUS.

7.1.1 PC adapter not connected

This is the normal operating situation. After a short initialisation phase when the systemis switched on, in which the connection with the PROFIBUS master will be established,the PROFIsafe adapter is ready for cyclic PROFIsafe data operations. The OSSD bit(bit 7) in the cyclic input data is set to 0 (off) in the first instance).

The LS4 itself will only be operationally ready after about 30 seconds. Then the “ProxyRequest“ bit (bit 2) will be set in the cyclic input data. From this point we mustdistinguish between two possible continuations:

1. The “Proxy Enable“ bit in the cyclic output byte is not set, i.e. = 0.

It is assumed that no LS4 data FB has been installed on the master for the LS4PROFIBUS. The release of the OSSD bit will take place immediately, in depend-ence on the OSSD outputs of the LS4.

2. The “Proxy Enable“ bit in the cyclic output byte is set permanently to 1.

Only when the LS4 data FB in the PROFIBUS master has successfully carried outthe automatic parameter adjustment operation will the OSSD bit be set, in keepingwith the OSSD outputs of the LS4. If the data on the master are consistent and nonew LS4 has been recognised, the release of the OSSD bit will take place immedi-ately. The parameters will be verified in the background. If parameters have to bewritten to the LS4, the release of the OSSD bit only takes place after the parametersettings have been successfully transmitted to the LS4.

7.1.2 PC adapter connected

This situation should only occur in the installation phase or for control purposes. After ashort initialisation phase, in which the connection with the PROFIBUS master will beestablished, the PROFIsafe adapter is ready for cyclic PROFIsafe data operations. TheLS4 will be operationally ready in about 30 seconds. The OSSD bit of the cyclic inputdata corresponds to the status of the OSSD of the LS4: until the LS4 reaches the stateof operational readiness it will therefore be 0 (off), and subsequently it will bedependent on the violation of the currently active protective field.

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The “Proxy Request“ bit will not be set as long as the PC adapter remains connected.Consequently there will not be any automatic parameter adjustment with the PROFI-BUS master either. Only when the PC adapter is removed does the PROFIsafe adapterset the “Proxy Request“ bit, and the parameter adjustment with the master follows, if anLS4 data FB (“FB LS4” functional block) on the master has been allocated to the LS4PROFIBUS.

If the connection between the optical PC interface and the LS4 has once beenswitched through, all acyclic PROFIBUS commands will be acknowledged with an errormessage. Cyclic data operations will not be directly affected by this. Of course theOSSD signal switches off during a download by way of this interface, if the data set onthe LS4 is changed.

Removing or replacing the optical PC adapter in the course of active operations onlyhas an effect on the “Proxy Request“ bit. When the adapter is removed, there is anautomatic request for parameter adjustment. The OSSD bit will not be affected by this,so long as no errors occur in the course of the parameter adjustment operation.

The optical PC adapter must not be left permanently connected, as in that case thePROFIBUS master will not take on the parameter settings of the LS4. Please noteas well that when the PC adapter is connected, some of the PROFIBUS alarmscease to be available.

7.2 Scenarios

If the LS4 data FB functional block has been linked into the non-safety part of the userprogram, the following possible operating scenarios result:

First start-up with LS4 PROFIBUS connected; a new system is put into operationfor the first time.

Changing the parameterisation of an LS4 PROFIBUS that is known to the master.

Normal start-up with a correctly parameterised LS4 PROFIBUS.

First start-up after a defective LS4 PROFIBUS has been replaced by a new device.

The behaviour of the LS4 data FB and the LS4 PROFIBUS in each of these four caseswill be described below.

7.2.1 Putting the system into operation for the first time

On the PROFIBUS master no valid parameter settings are available. On the LS4 theparameters are in the first instance those that were set at the factory. The LS4PROFIBUS goes into normal operating mode; all parameters conform to the factorysettings. In addition, the output CONFIG_SET_TO_DEFAULT of the FB LS4 is set. Asthe factory safety settings generally do not correspond to the requirements of thesituation of use, the user will need to parameterise the LS4 PROFIBUS in the situationof use by means of the optical PC adapter. This gives us our second scenario.

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7.2.2 Changing the parameterisation

At the site where the equipment is installed, the parameterising PC is connected to theparameterising interface of the LS4 PROFIBUS by way of the optical PC adapter. Afterall the parameters on the LS4 have been set and checked with LS4soft, onceparameterisation has been successfully concluded the PC goes directly into normaloperating mode, with cyclic exchange of data.

Only when the PC adapter is removed from the interface is the PROFIsafe adapterinformed that it should send the new parameter settings to the LS4 data FB on thePROFIBUS master. This parameter adjustment takes place automatically in thebackground; if parameter settings have already been saved on the LS4 data FB, thesewill be overwritten.

7.2.3 Switching on a parameterised device

Depending on whether the PC adapter is connected to the optical PC interface or not,the system will operate as described in 7.1.1 or 7.1.2. The LS4 PROFIBUS goes intonormal operating mode.

7.2.4 Device replacement

The serial number that is saved on the LS4 and in the LS4 data FB enables the systemto identify the scanner, so that it will automatically recognise when a device has beenreplaced. The parameter settings saved on the PROFIBUS master will be automaticallytransferred to the LS4 PROFIBUS without need of any further programming. The LS4data FB saves the new serial number, and the LS4 PROFIBUS goes into normaloperating mode.

The automatic parameter adjustment between the PROFIBUS master and the LS4PROFIBUS can take up to 3 minutes.

If an LS4 data FB has once read the parameter settings of an LS4 PROFIBUS, a newLS4 PROFIBUS will always be loaded with the parameter settings of the old LS4PROFIBUS by the LS4 data FB, as it takes this to be a device replacement.

If it is really the case that you want to work with a new LS4 PROFIBUS and newparameters on the PROFIBUS address that has already been defined, first of all theLS4 PROFIBUS must be introduced to the LS4 data FB, by being connected toPROFIBUS; automatically, in the first instance the old parameter settings will betransferred to the new LS4 PROFIBUS.

Subsequently the LS4 PROFIBUS parameters will be changed via the optical PCadapter. When the parameterising is concluded, the new parameters will be automati-cally transferred to the LS4 data FB.

When the parameters are downloaded, the user passwords will not be overwritten bythe LS4 data FB. Consequently they must be manually altered by the user, eitherbefore setting the system or at a later stage.

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7.3 Examples of system programming

7.3.1 Setting up the hardware configuration of the LS4 laser scanner

PROFIsafe destination address:The LS4 PROFIBUS derives its PROFIsafe destination address from the PROFIBUSaddress according to the following formula:

F_Dest_Add = 500 + PROFIBUS address

The default setting for the PROFIBUS address is 4 (hex switches underneath plasticcover) and the default value for F_Dest_Add, in accordance with the GSD, is 504, sothat in systems with just one LS4 PROFIBUS in normal circumstances there is no needto change anything.

Watchdog time:The watchdog time must be set to values > 60ms.

As when changes are made to the F-parameters the starting value for the CRCcalculation of the cyclic PROFIsafe data changes as well, after any such change all thesafety elements must be reconverted.

Fig. 7.3-1: Example of system programming, hardware configuration

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7.3.2 The user program

Please copy the following components, so as to link them into your user program:

LS restart inhibition

LS4 automatic start

LS4 field pair switching

When you wish to use the LS4 Laser Scanner, you should carry out an operation in thesafety program to cancel the scanner’s passivity. This applies to the other F-peripherals as well. If, for example, an error occurs in communication between the LS4and the PLC the scanner will be put into passive mode. That is, it returns the substitutevalue 0. As a result the function that it monitors is suspended.

When the error has been rectified, the ACK_REQ bit will be set, and the scanner canbe reintegrated with the system by means of ACK_REI. It will now return its currentdata once more. The parameters ACK_REQ and ACK_REI are to be found in thedatabase instance of the scanner.

Fig. 7.3-2: Example of system programming: evaluation of ACK_REI signal

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7.3.2.1 The component LS4 restart inhibition

This component ensures that when the laser scanner is switched off as a result of theprotective field being violated, the system will not automatically start up again withoutprior acknowledgement. This component also includes electronic device monitoring.When you incorporate this component in your fail-safe user program, the followingparameters need to be defined:

Restart: This parameter must be connected to the input coming from the restart button.

Electronic device monitoring (EDM):

This parameter is assigned the value of the contactor feedback that is responsible for the switching of the safety function.

OSSD: This input receives the laser scanner’s OSSD bit.

Switch_off: This output controls the contactor that is responsible for the switching of the safety function.

Fig. 7.3-3: Example of system programming: restart inhibition

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7.3.2.2 The component LS4 automatic start

This component makes it possible for the system to resume operations immediately,once the protective field of the scanner is clear again. This function can be used inconnection with driverless transport systems, for example.

When you incorporate this component in your fail-safe user program, the followingparameters need to be defined:

OSSD: This input receives the laser scanner’s OSSD bit.

Electronic device monitoring (EDM):

This parameter is assigned the value of the contactor feedback that is responsible for the switching of the safety function.

Switch_off: This output controls the contactor that is responsible for the switching of the safety function.

Fig. 7.3-4: Example of system programming: LS4 automatic start component

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7.3.2.3 The component LS4 field pair switching

This component enables you to switch the protective fields of the LS4 Laser Scanner.Here you do not need to bother about the timing, as this will be managed by the LS4itself.

When you incorporate this component in your fail-safe user program, the followingparameters need to be defined:

Changeover_FP_1: This input must be connected with the sensor that is responsible for activating the first pair of fields.

Changeover_FP_2: This input must be connected with the sensor that is responsible for activating the second pair of fields.

Changeover_FP_3: This input must be connected with the sensor that is responsible for activating the third pair of fields.

Changeover_FP_4: This input must be connected with the sensor that is responsible for activating the fourth pair of fields.

Field_Pair_Bit_0: Cyclic output data of the scanner: bit x.0



Fig. 7.3-5: Example of system programming – switching the protective fields

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8 Testing

8.1 Tests before the system is first put into operation

The tests that precede the system’s first being put into operation should be carried outby qualified personnel, and must ensure that the automatic optoelectronic protectivedevice, the safety program on the master PLC and any other safety components thatare present have been properly selected in conformity with the local regulations,particularly as specified by the Machine Safety Directive and the Directive on the Useof Working Equipment, and in Germany the Operational Safety Ordinance1, and thatthey afford the required level of protection when operating in the manner prescribed.

You should test the protective device in accordance with local prescriptions, makingsure that the protective equipment has been properly assembled, that it is electricallyconnected to the controls and that it is effective in all operational modes of themachine.

The same testing requirements apply if the machine is out of action for any length oftime, after large-scale modifications of the equipment or after repairs, if these couldhave implications for safety.

Please have regard to the requirement that operating personnel should be instructedby qualified persons before taking up their duties. Training of personnel is theresponsibility of the company operating the machine.

8.2 Regular testing

Regular testing should be carried out, again in keeping with local requirements. Theobject of these is to detect changes (e.g. with reference to overtravel times) ormodifications to the machine or protective equipment.

You should have the effectiveness of the protective equipment checked by qualifiedpersonnel at the prescribed intervals.

8.3 Cleaning the window

The window of the LS4 should be cleaned regularly, depending on how dirty it hasbecome. A flashing yellow LED 5 indicates “Dirty window”; the window must then becleaned. If the situation is not improved by cleaning, it may be necessary to replace thewindow. You are recommended to use the cleaning set that is obtainable as anaccessory (3RG7838-7RS) in order to clean the scratch-proof window. The windowhas good resistance properties against diluted acids or alkalis, and is resistant to someextent to organic solvents (see the LS4’s Instruction Manual).

1. German: Betriebssicherheitsverordnung.

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9 Technical specifications and dimensional drawings

Further technical data see “Technical description“ SIGUARD Laserscanner LS4.

Safety category Type 3 as defined by EN IEC 61496

Us power supply + 24 V DC (+ 20 % / - 30%), external pow-er supply unit, must be reliably independ-ent of mains and able to compensate for a 20 ms power failure, current reserve 1 A, protection class 2, unilaterally shielded cable, shield placed on switch cabinet

Residual ripple of power supply ± 5% within the Us limits

Power consumption 320 mA (Us = 28.8 V; +20%) 350 mA (Us = 24 V) 500 mA (Us= 16.8 V; -30%)

External fuse 1,25 A

Protection category IP65

Ambient operating temperature 0 ... +50° C

Ambient temperature for storage -20 ... +60° C

Relative humidity 15 ... 95%, without condensation

Dimensions (height x width x depth) 167 mm x 141 mm x 168 mm

Weight 2.25 kg

PROFIBUS data rate 9.6 kBd ...12 MBd

PROFIBUS connection M12 plug, b-coded

Response time of PROFIsafe adapter 10 ms

Length of power supply lead 50 m

Length of restart lead 25 m

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Fig. 9.0-1: Dimensional drawing LS4 PROFIBUS

a = Axis of the rotating mirrorb = Scanning plane

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10 Standard delivery and order details

10.1 Standard delivery

The following form part of the standard delivery:

SIGUARD Laser Scanner LS4 PROFIBUS

CD ROM containing the LS4soft software and additional components for linking to PROFIBUS

LS4 Instruction Manual

LS4soft User Manual

this Instruction Manual with additional information to LS4 PROFIBUS

10.2 Order details LS4 PROFIBUS and accessories LS4 PROFIBUS

LS4 PROFIBUS Order no.

SIGUARD Laserscanner LS4 PROFIBUS 3SF7834-6PB00

Optical PC adapter cable 3RG7838-1DC

PROFIBUS M12 0.5 m drop cable 6XV1830-3DE50

PROFIBUS M12 1.5 m drop cable 6XV1830-3DH15



PROFIBUS M12 10.0 m drop cable 6XV1830-3DN10

PROFIBUS M12 15.0 m drop cable 6XV1830-3DN15

PROFIBUS M12 pin insert connecting plugs (x 5) 6GK1905-0EA00

PROFIBUS M12 socket insert connecting plugs (x 5) 6GK1905-0EB00

PROFIBUS M12 terminal plugs (x 5) 6GK1905-0EC00

Mounting system for setting up and adjusting the LS4 PROFIBUS 3RG7838-1AA

Adapter plate for already existing mounting systems 3RG7838-1AB

LS4 cleaning set 3RG7838-7RS

Test body, cylindrical, 500 mm in length, diameter 70 mm, reflect-ance factor ca. 1.8%

3RG7838-7GB

Test body, cylindrical, 1000 mm in length, diameter 200 mm, reflectance factor ca. 1.8%

3RG7838-7GD

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11.1 Declaration of conformity

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Änderungen vorbehaltenAll rights for alterations reservedSiemens Aktiengesellschaft

Bestell-Nr./Order No.:3ZX1012-0RG78-1FN1

BereichAutomatisierungs- und AntriebstechnikGeschäftsgebietNiederspannungs-Schalttechnik92220 Amberg

Automation and DrivesLow Voltage Controls and DistributionD-92220 Amberg

10/2003

Documents

LS4 Laser Scanner 3SF7834-6PB00