Bedienungsanleitung EtherCAT - Kübler

Technisches Handbuch 

Absoluter Single/Multiturn 

Drehgeber 

Serie 58X8


Absoluter Single/Multiturn Drehgeber EtherCAT 

© Fritz Kübler GmbH 

Urheberrechtschutz 

Für diese Dokumentation besteht Urheberrechtschutz durch die Firma Fritz Kübler GmbH. Diese Dokumentation 

darf ohne vorherige schriftliche Zustimmung der Firma Fritz Kübler GmbH weder abgeändert, erweitert oder 

vervielfältigt noch an Dritte weitergegeben werden. 

Änderungsvorbehalt 

Technische Änderungen der in dem vorliegenden Dokument enthaltenen technischen Informationen, die aus dem 

stetigen Bestreben zur Verbesserung unserer Produkte resultieren, behalten wir uns jederzeit vor. 

Verzicht auf Garantie 

Die Fritz Kübler GmbH übernimmt in Bezug auf das gesamte Handbuch keine Garantie, weder stillschweigend 

noch ausdrücklich und haftet weder für direkte noch indirekte Schäden. 

Dokumenteninformation 

Ausgabestand 11-2012 

verwendete Bildschirmausdrucke 

TwinCAT Manager Software ©Beckhoff 

EtherCAT® 

EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert durch die Beckhoff Automation 

GmbH, Deutschland. 

Fritz Kübler GmbH Schubertstr.47 

78054 VS-Schwenningen / Germany 

Tel. +49 (0) 7720-3903-0 

Fax +49 (0) 7720-21564 

E-Mail: info@kuebler.com 

Internet: www.kuebler.com 

1-2 von 38



Inhaltsangabe 

1 ETHERCAT - ALLGEMEINES .................................................... 1-5 

2 ALLGEMEINE INSTALLATIONSHINWEISE ................................ 2-6 

VERBINDUNGSKABEL PORT B POWER PORT A ................................................................................................2-6 

M12 ETHERCAT-STECKERBELEGUNG PORT A UND PORT B......................................................................................2-6 

3 GRUNDLAGEN VON ETHERCAT ................................................ 3-6 

MULTIPROTOKOLLFÄHIGKEIT – CANOPEN IMPLEMENTIERT ........................................................................................3-6 

CANOPEN OVER ETHERCAT ....................................................................................................................................3-7 

TELEGRAMM-VERARBEITUNG ....................................................................................................................................3-7 

AKTIVE TERMINIERUNG UND ZUSTÄNDE DER ETHERCAT-SLAVES. .............................................................................3-8 

4 ETHERCAT STATE MACHINE ..................................................... 4-9 

5 ETHERCAT KONFIGURATION MIT BECKHOFF TWINCAT © -MANAGER 5-9 

ANFÜGEN EINES E/A-GERÄTES .................................................................................................................................5-9 

6 ANFÜGEN VON EIN-/ AUSGABE-MODULEN (BOXEN) .......... 6-10 

ALLGEMEINES VERHALTEN UND GRUNDEINSTELLUNGEN ......................................................................................... 6-11 

DISTRIBUTED CLOCK EINSTELLUNGEN ................................................................................................................... 6-12 

AKTUELLE PROZESSDATEN EINSTELLUNGEN .......................................................................................................... 6-12 

PROZESSDATEN (PDO’S) ...................................................................................................................................... 6-13 

KOMMANDOS WÄHREND DER STARTUP PHASE: ...................................................................................................... 6-13 

WICHTIG - NEULADEN DER E/A GERÄTE ................................................................................................................ 6-14 

PARAMETRIERUNG ................................................................................................................................................. 6-14 

DIE COE – OBJEKTTABELLE EINLESEN .................................................................................................................. 6-14 

ONLINE DATEN .................................................................................................................................................... 6-15 

ÜBER DIE STATUSMASCHINE .................................................................................................................................. 6-15 

7 IMPLEMENTATION CANOPEN COMMUNICATION PROFIL DS 301 7-16 

DATENÜBERTRAGUNG ........................................................................................................................................... 7-16 

8 PDO MAPPING ............................................................................ 8-18 

9 SKALIERUNG.............................................................................. 9-19 

KONFIGURATION .................................................................................................................................................... 9-19 

10 PROZESSDATEN MIT SDO-SERVICE .................................... 10-19 

11 SPEICHERN DER KONFIGURATIONSDATEN ....................... 11-19 

12 STANDARD-WERTE LADEN ................................................... 12-19 

13 DISTRIBUTED CLOCK ............................................................. 13-20 

WÄHLBARE EINSTELLUNGEN ÜBER DEN TWINCAT-MASTER: ................................................................................ 13-20 

14 CANOPEN OVER ETHERCAT (COE) OBJEKT TABELLE .... 14-21 

15 DEFAULTEINSTELLUNGEN BEI AUSLIEFERUNG ............... 15-22 

ENCODER PROFIL ................................................................................................................................................ 15-22 

16 FEHLERCODES FÜR SDO-SERVICES ................................... 16-23 

17 SDO OBJEKTE IM DETAILS - ENCODER PROFIL DS 306 V3.117-24 

OBJEKT 6000H OPERATING PARAMETERS ........................................................................................................... 17-24 

OBJEKT 6001H: MESSSCHRITTE PRO UMDREHUNG (MUR) (AUFLÖSUNG) ............................................................. 17-24 

OBJEKT 6002H: GESAMTANZAHL DER MESSSCHRITTE.......................................................................................... 17-25 

OBJEKT 6003H: PRESET-WERT ........................................................................................................................... 17-27 

OBJEKT 6004H: POSITIONSWERT ......................................................................................................................... 17-27 

OBJEKT 6030H: SPEED VALUE ............................................................................................................................ 17-28 

OBJEKT 6040H: ACCELERATION VALUE ............................................................................................................... 17-28 

OBJEKT 6500H: OPERATING STATUS ANZEIGEN ................................................................................................... 17-29 

1-3 von 38



OBJEKT 6502H: ANZAHL MULTITURN-UMDREHUNGEN ......................................................................................... 17-29 

OBJEKT 6503H: ALARMS..................................................................................................................................... 17-29 

OBJEKT 6504H: SUPPORTED ALARMS ................................................................................................................. 17-30 

OBJEKT 6505H: WARNINGS ................................................................................................................................. 17-30 

OBJEKT 6506H: SUPPORTED WARNINGS ............................................................................................................. 17-30 

OBJEKT 6400H: WORKING AREA STATE REGISTER 2 WERTE .............................................................................. 17-31 

OBJEKT 6401H: WORKING AREA LOW LIMIT 2 WERTE ........................................................................................ 17-31 

OBJEKT 6402H: WORKING AREA HIGH LIMIT 2 WERTE ........................................................................................ 17-31 

OBJEKT 2103H: FIRMWARE FLASHVERSION ......................................................................................................... 17-31 

OBJEKT 2110H: SENSOR CONFIGURATION DATA.................................................................................................. 17-31 

OBJEKT 2120H: ACTUAL TEMPERATURE POSITION-SENSOR * ............................................................................... 17-32 

OBJEKT 2121H: ACTUAL TEMPERATURE LOWER LIMIT POSITION-SENSOR ............................................................. 17-32 

OBJEKT 2122H: ACTUAL TEMPERATURE UPPER LIMIT POSITION-SENSOR .............................................................. 17-32 

OBJEKT 2140H: ELECTRONIC FINGERPRINT [32 BYTES]........................................................................................ 17-33 

18 KONFIGURATION DER GESCHWINDIGKEITSAUSGABE .... 18-33 

OBJEKT 2130H: SPEED ADJUSTMENTS* ............................................................................................................... 18-33 

19 EMERGENCY NACHRICHTEN................................................. 19-34 

EMERGENCY-NACHRICHTEN BEIM ZUSTANSDSWECHSEL DER ETHERCAT STATE-MACHINE ................................... 19-34 

EMERGENCY NACHRICHTEN BEI GERÄTESTÖRUNG ............................................................................................... 19-35 

TABELLE DER MÖGLICHEN FEHLERCODES BEI EINER GERÄTESTÖRUNG: ................................................................ 19-36 

20 LED-ANZEIGEN WÄHREND DES BETRIEBES ...................... 20-37 

GELBE LEDS = LINK A/LINK B ............................................................................................................................. 20-37 

GRÜNE LED = RUN (STATE MACHINE) ................................................................................................................. 20-37 

ROTE LED = ERROR .......................................................................................................................................... 20-37 

ERROR LED-KOMBINATIONEN WÄHREND DES BETRIEBES ..................................................................................... 20-38 

21 DEFINITIONEN .......................................................................... 21-38 

1-4 von 38



1 EtherCAT - Allgemeines 

Aus Ethernet-Sicht ist ein EtherCAT-Bus nichts anderes als ein einzelner, großer Ethernet-Teilnehmer. Dieser„Teilnehmer“ 

empfängt und sendet Ethernet-Telegramme (Bild 1). Innerhalb des „Teilnehmers“ befindet sich aber kein Ethernet-Controller 

mit nachgeschaltetem Mikroprozessor, sondern eine Vielzahl von EtherCAT-Slaves. Diese verarbeiten die einlaufenden 

Telegramme im Durchfluss und nehmen die für sie bestimmten Nutzdaten heraus bzw. blenden sie ein und leiten das 

Telegramm an den nächsten EtherCAT-Slave weiter. Der letzte EtherCAT-Slave schickt das bereits vollständig verarbeitete 

Telegramm zurück, so dass es vom ersten Slave – quasi als Antwort-Telegramm – zur Steuerung zurückgeschickt wird. Es wird 

dabei ausgenutzt, dass Ethernet eine getrennte Übertragung in Hin- und Rück-Richtung (Tx- und Rx- Leitungen) besitzt und im 

Vollduplex-Modus arbeitet. Natürlich kann, wie bei jedem anderen Ethernet-Teilnehmer auch, eine direkte Kommunikation 

ohne Switch mit einem „gedrehten“ Ethernet-Kabel aufgebaut werden, wodurch ein reines EtherCAT-System entsteht 

Bild 1 

Die Topologie eines Kommunikationssystems ist mit ausschlaggebend für den erfolgreichen Einsatz in der 

Automatisierungsindustrie. Die Topologie hat großen Einfluss auf den Aufwand bei der Verkabelung, für die Diagnose- 

Eigenschaften, die Möglichkeiten zur Einführung von Redundanzen und die „Hot Plug and Play“-Eigenschaften. 

Die bei Standard-Ethernet (100Base-TX) übliche Sternverkabelung hat zwar Vorteile bezüglich des „Hot Plug and Play“ und 

der Redundanz, der Aufwand für die Verkabelung und die Zahl der erforderlichen Switches sind aber in verteilten 

Anwendungen mit vielen Teilnehmern kaum akzeptabel. Bei EtherCAT stellen die Slaves logisch gesehen einen offenen 

Ringbus dar. Am offenen Ende schickt der Master, entweder direkt oder über Standard-„Ethernet Switches“, Telegramme 

hinein unterhält sie am anderen Ende bearbeitet wieder zurück. Alle Telegramme werden vom ersten Teilnehmer an die 

nächsten weitergeleitet, vom letzten wird das Telegramm wieder zurück zum Master gesendet. Da ein normales Ethernet- 

Kabel bidirektional aufgebaut ist (getrennte Tx- und Rx-Leitungen) und auch alle EtherCAT-Slaves in der Rückrichtung 

übertragen können, ergibt sich ein physikalischer Strang. 

Durch Abzweigungen, die prinzipiell an jeder Stelle möglich sind, kann aus der Strangstruktur eine flexible Baumstruktur 

aufgebaut werden. Eine Baumstruktur ermöglicht einfachste Verkabelungen; so können einzelne Äste z.B. in Schaltschränke 

oder Maschinenmodule verzweigen, während der Hauptstrang von einem Modul zum nächsten läuft (Bild 1). 

1-5 von 38



2 Allgemeine Installationshinweise 

Verbindungskabel Port B Power Port A 

Als Verbindungskabel sind EtherNet –Patchkabel oder 

Crossoverkabel in der Qualität CAT5e in Verbindung mit 

einem M12 Stecksystem (D-type) geeignet. 

Kabeltyp: Shielded Twisted Pair Standard 

Leitung : Übertragungseigenschaften nach ISO/IEC 11801 

Steckgeometrie: M12 D-kodiert gemäß IEC 61076-2-101 

Schutzart: IP 65/67 (im gesteckten Zustand) 

M12 EtherCAT-Steckerbelegung Port A und Port B 

3 Grundlagen von EtherCAT 

Multiprotokollfähigkeit – CANopen implementiert 

Weitere wichtige Kriterien eines Feldbussystems zur Unterstützung der Antriebstechnik sind die verwendeten Geräteprofile. 

Diese sorgen für die Kompatibilität und den effizienten Datenaustausch zwischen Steuerung und Antrieb. Statt hier das Rad 

neu zu erfinden, setzt EtherCAT auf bewährte Technik. Die Kommunikationsanforderungen moderner Feldbusse (Prozess-, 

Parameterdaten, paralleles TCP/IP, Firmware-Updates, Routing zu unterlagerten Bussystemen, etc.) werden von keinem 

verfügbaren Protokoll alleine unterstützt. 

Daher setzt EtherCAT auf Multiprotokollfähigkeit und führt die unterschiedlichen Protokolle in einer einheitlichen Mailbox 

zusammen. Dies erleichtert u. a., bestehende Geräte schnell und vollständig auf EtherCAT umzusetzen. Für die 

Antriebstechnik relevant z.B ist CANopen over EtherCAT (CoE) . 

3-6 von 38



Protokolle wie Ethernet over Ether-CAT (EoE) und File Access over EtherCAT (FoE) ermöglichen optional, z. B. einen 

Webserver im Encoder zu integrieren oder die Firmware effizient über den Bus zu erneuern. 

CANopen over EtherCAT 

Das CoE-Protokoll ermöglicht die Nutzung aller CANopen-Profile – und damit auch das Encoderprofils DS 406. Das SDO- 

Protokoll ist direkt übernommen, so dass bestehende CANopen-Stacks und darauf basierende Geräte quasi ohne Änderung in 

EtherCAT verwendet werden können. 

Optional sind Erweiterungen definiert, die 

einerseits die 8-Byte- Beschränkung aufheben 

und andererseits die vollständige 

Auslesbarkeit des Objekt-verzeichnisses 

ermöglichen. Die EtherCAT-Slave-State- 

Machine entspricht bis auf wenige Details der 

CANopen-State-Machine, so dass auch hier 

die notwendigen Änderungen überschaubar 

bleiben. Um ein eindeutigeres Anlaufverhalten 

zu ermöglichen, ist ein weiterer State namens 

„Safe-Operational“ definiert, in den bereits 

gültige Eingänge (hier Position) übertragen 

werden, während die Ausgänge noch im 

sicheren Zustand verbleiben. 

Telegramm-Verarbeitung 

Die Verarbeitung der Telegramme findet im 

Durchlauf statt. Während die Telegramme – nur um wenige Bits verzögert – bereits weitergeschickt werden, erkennt der 

Slave die für ihn bestimmten Kommandos 

und führt sie entsprechend aus. Die 

Verarbeitung findet in Hardware statt und 

ist daher unabhängig von den 

Reaktionszeiten eventuell ange-schlossener 

Mikroprozessoren. Jeder Teilnehmer besitzt 

dabei einen adressierbaren Speicherbe-reich 

von 64 Kbyte, innerhalb dessen gelesen, 

geschrieben oder gleichzeitig geschrieben 

und gelesen werden kann. 

In einem Ethernet-Telegramm können 

mehrere EtherCAT- Kommandos eingebettet 

werden, die jeweils individuelle Teilnehmer und/oder Speicherbereiche ansprechen. Die EtherCAT- Kommandos werden im 

Datenbereich eines Ethernet-Telegramms transportiert und können entweder über einen speziellen „Ether Type“ oder per 

UDP/IP codiert sein (Bild 3).Die erste Variante mit speziellem EtherType ist zwar auf ein Ethernet-Subnetz begrenzt, d.h., 

entsprechende Telegramme werden von Routern nicht weitergeleitet, für Steuerungsaufgabenstellt dies in der Regel jedoch 

keine Einschränkung dar. Als Adressierung wird die „Ethernet MAC“-Adresse des ersten Teilnehmers genutzt. Hierbei wird 

ein spezieller erster EtherCAT-Teilnehmer benötigt, der im Falle einer direkten Ansteuerung ohne Switch entfallen kann. 

3-7 von 38



Aktive Terminierung und Zustände der EtherCAT-Slaves. 

Ein an der Hin-Leitung empfangenes Telegramm wird bearbeitet und weitergereicht (a). Umschalter zwischen den Rx- und 

Tx-Schnittstellen erlauben das Rangieren der Telegramme (b). Bei einer Unterbrechung schließt der letzte „intakte“ 

EtherCAT-Slave den Kommunikationsring, indem er die Tx-Schnittstelle seiner HinLeitung mit der Rx-Schnittstelle der Rück- 

Leitung kurzschließt (c). Liegt an der Rx-Schnittstelle der Hin-Leitung kein Signal an, wird die Tx-Schnittstelle der Rück-Leitung 

mit der Rx-Schnittstelle der Hin-Leitung kurzgeschlossen (d). 

Zustandsdiagramm – Umschaltung und Closed-Loop 

3-8 von 38



4 EtherCAT State machine 

INIT – Encoder startet und die 

gespeicherten Werte werden 

geladen. 

Pre-Operational - der Encoder 

ist bereit für die Parametrierung. 

SDO Transfer kann stattfinden. 

Safe-Operational – EtherCAT 

Master liest Positionswerte vom 

Encoder. 

Operational - 

EtherCAT Master liest die 

Positionswerte vom Encoder in 

Echtzeit. 

5 EtherCAT Konfiguration mit Beckhoff TwinCAT © -Manager 

Bevor die EtherCAT Geräte konfiguriert werden können, sind die XML-Dateien und die EDS-Dateien in das Verzeichnis des 

Beckhoff-TwinCAT Manager zu kopieren. 

Beispiel: (C:\Programme\TwinCAT\IO\EtherCAT) :Nach dem Kopieren ist das TwinCAT-System neu zu starten. 

Anfügen eines E/A-Gerätes 

Durch rechten Mausklick auf E/A-Geräte öffnet sich folgendes Kontextmenü: 

5-9 von 38



6 Anfügen von Ein-/ Ausgabe-Modulen (Boxen) 

Unterhalb der konfigurierten Feldbuskarten werden nun die verschiedenen Ein- und Ausgabemodule (Boxen) angefügt und 

konfiguriert, bzw. mit den Variablen der SPS-Projekte oder anderen Laufzeitsystemen (z.B. einer Zusätzlichen Task) 

verknüpft. 

Durch einen rechten Mausklick auf das konfigurierte E/A-Gerät öffnet sich ein Kontextmenü. Wie der Name sagt, ist dieses 

Menü kontextabhängig, d.h. für unterschiedliche Feldbuskarten sind oft auch unterschiedliche Kontextmenüs vorhanden. 

Danach stehen alle gerätespezifischen Parameter des Gerätes zur Verfügung. 

Folgende Einstellungen sind anzuwählen: 

Kuebler GmbH -> Kuebler 5868 Multiturn -> Kuebler 5868DC IP (o.ä.) 

Die XML-Datei enthält alle relevanten Voreinstellungen für das entsprechende Gerät. 

6-10 von 38



Markieren der neu angefügten Box mit der Maus und Auswählen des Registers 

„EtherCAT“ -> Erweiterte Einstellungen 

Allgemeines Verhalten und Grundeinstellungen 

Die Grundeinstellungen sind in der XML-File hinterlegt und können verändert werden. 

Für einen fehlerfreien Betrieb sind aber keine Änderungen notwendig. 

6-11 von 38



Distributed Clock Einstellungen 

Aktuelle Prozessdaten Einstellungen 

6-12 von 38



Folgende Prozessdaten Objekte sind voreingestellt: (PDO Mapping) 

• Position Value 32 Bit 

• Speed Value 32 Bit mit Vorzeichen 

• Working State Area 8 Bit 

• Temperature Sensor 8 Bit 

• Error Register 8 Bit 

Prozessdaten (PDO’s) 

Kommandos während der Startup Phase: 

Während der Startup Phase werden vom Master bestimmte Konfigurationen wie Mapping, Setzen der Sync Manager und 

andere Initialisierungen vorgenommen. 

6-13 von 38



Wichtig - Neuladen der E/A Geräte 

Sind Änderungen durchgeführt worden oder nach einer Erstinstallation, müssen die E/A Geräte neu geladen und initialisiert 

werden. 

Parametrierung 

Die CoE – Objekttabelle einlesen 

Wird die gesamte CoE Objekt-tabelle 

online eingelesen, so sollte „All 

Objects“ ausgewählt sein. 

Alternative: 

Es ist auch möglich, über die 

mitgelieferte EDS-Datei die Objekte 

Offline einzulesen. Dazu muß der 

Pfad und die EDS-Datei ausgewählt 

werden. 

Danach werden alle Objekte über die 

Offline EDS-Datei eingelesen. 

Auszug aus dem aktuellen Encoderprofil zur Parametrierung 

6-14 von 38



ONLINE Daten 

Der DLL-Status zeigt den 

aktuellen Zustand der 

angeschlossenen Ports. 

Über Port B: wird momentan 

kommuniziert, 

aktiver Datenverkehr 

Port A ist terminiert und als 

Closed loop geschlossen. 

Über die Statusmaschine 

INIT – Encoder startet und die gespeicherten Werte werden aus dem EEprom geladen. 

Bootstrap – wird dieser Modus unterstützt, kann hier ein File-transfer (Bootstraploader) stattfinden. 

Pre-Operational - der Encoder ist bereit für die Parametrierung. SDO Transfer kann stattfinden. 

Safe-Operational – EtherCAT Master liest Positionswerte vom Encoder. Ausgänge sind hier im Safe-Modus. 

Operational - EtherCAT Master liest Positionswerte vom Encoder. 

6-15 von 38



7 Implementation CANopen Communication Profil DS 301 

CANopen stellt eine einheitliche Anwenderschnittstelle dar und ermöglicht dadurch einen vereinfachten 

Systemaufbau mit unterschiedlichsten Geräten. CANopen ist optimiert für den schnellen Datenaustausch in 

Echtzeitsystemen und verfügt über verschiedene Geräteprofile ,die standardisiert wurden. Der CAN in 

Automation (CiA) Hersteller- und Anwenderverein ist zuständig für die Erstellung und Normung der 

entsprechenden Profile. 

CANopen over EtherCAT bietet hier 

• komfortablen Zugriff auf alle Geräteparameter. 

• gleichzeitiges Einlesen oder Ausgeben von Daten 

CANopen nutzt vier Kommunikationsobjekte (COB) mit unterschiedlichen Eigenschaften 

• Prozess-Daten-Objekte (PDO) für Echtzeitdaten 

• Service-Daten-Objekte (SDO) für Parameter- und Programmübertragung, 

• Vordefinierte Objekte (Emergency) 

Alle Geräteparameter sind in einem Objektverzeichnis abgelegt. Dieses Objektverzeichnis enthält die 

Beschreibung, Datentyp und Struktur der Parameter sowie die Adresse (Index). 

Das Verzeichnis ist gegliedert in einen Kommunikations-Profil-Teil,einen Geräte-Profil bezogenen Teil 

sowie einen herstellerspezifischen Teil . 

Datenübertragung 

Daten werden bei CANopen über zwei verschiedene Kommunikationsarten (COB=Communication 

Object) mit unterschiedlichen Eigenschaften übertragen: 

• Service-Daten-Objekte (SDO) 

• Prozess-Daten-Objekte (PDO - echtzeitfähig) 

Die Service-Daten-Objekte (SDO) bilden den Kommunikationskanal für die Übertragung von 

7-16 von 38



Geräteparametern (z.B. Programmierung der Geberauflösung). Da diese Parameter azyklisch (z.B. nur einmal 

beim Hochfahren des Netzes) übertragen werden, haben die SDO-Objekte eine untergeordnete Priorität. 

Folgende Eigenschaften sind implementiert: 

7-17 von 38



Die Prozess-Daten-Objekte (PDO) dienen dem hochdynamischen Austausch von Echtzeitdaten (z.B. 

Geberposition, Geschwindigkeit, Status der Vergleichspositionen) mit variabler Byte Länge. Im EtherCAT 

Telegramm werden keine Objekte adressiert, sondern direkt die Inhalte der Prozessdaten von zuvor gemappten 

Parametern gesendet. 

8 PDO Mapping 

Folgende Werte sind über ein statisches Mapping voreingestellt: 

• Position Value 32 Bit Wertebereich 28Bit: 0…268.435.456 

• Speed Value 32 Bit (VZ) Wertebereich 16Bit : -31768 …31768 U/min 

• Working State Area 8 Bit 0…FFh 

• Temperature Sensor 8 Bit 0…FFh (Update alle 60 sec.) 

• Error Register 8 Bit 0…FFh 

Die Prozessdaten sind nur im Online-Modus (Safe-OP,OP) verfügbar. 

8-18 von 38



9 Skalierung 

Konfiguration 

Zur Parametrierung, d.h. Eingabe der Daten für Auflösung, Zählrichtung, usw. stellt das Konfigurationsprogramm 

üblicherweise eine Eingabemaske zur Verfügung. 

Bei Standard-Skalierung wird folgendermaßen skaliert: 

o Mit MUR (Objekt 6001h) und TMR (6002h) 

o Eine Umdrehung entspricht genau MUR = TMR Werten 

Positionskaliert = ((Positionunskaliert / Singleturn-Auflösung) * MUR) % TMR 

10 Prozessdaten mit SDO-Service 

Über den SDO-Service und die Objekttabelle wird das Lesen und Schreiben aller Parameter unterstützt. Der 

EtherCAT Master startet einen Auftrag mit einem SDO-Request mit dem Index und Subindex des Objekts. Die 

Objekttabelle des Slaves wird durchsucht und das entsprechende Objekt wird zum Lesen oder Schreiben 

bearbeitet. 

11 Speichern der Konfigurationsdaten 

Um die geänderten Parameter auch spannungsausfallsicher abzuspeichern, müssen diese 

unbedingt über das Objekt 1010h (Parameter speichern) in den FLASH-SPEICHER übertragen werden. 

Es werden dabei alle vorher im FLASH-SPEICHER vorhandenen Daten überschrieben! 

Unter diesem Unterpunkt werden alle Kommunikationsobjekte, Applikationsobjekte und herstellerspezifische 

Objekte abgespeichert. Dieser Vorgang benötigt ca. 200 ms. Um ein versehentliches Abspeichern zu verhindern, 

wird der Befehl nur ausgeführt, wenn als Codewort der String "save" in diesen Sub-Index eingetragen wird. 

Ein Lesezugriff auf den Sub-Index 1h liefert Informationen über die Speicherfunktionalität. 

Byte 0: 73h (ASCII-Code für "s") 

Byte 1: 61h (ASCII-Code für "a") 

Byte 2: 76h (ASCII-Code für "v") 

Byte 3: 65h (ASCII-Code für "e") 

Wichtig: Diese Operation ist nur im Pre-Operational Modus durchführbar. 

12 Standard-Werte laden 

Mit Hilfe des Kommandos "load" unter Objekt 1011h,Sub-Index 1h werden alle Parameter auf ihre Standard- 

Werte zurückgesetzt. Um ein versehentliches Laden der Standard-Werte zu verhindern, wird der Befehl nur 

ausgeführt, wenn als Codewort der String "load" in diesen Sub-Index eingetragen wird. 

Byte 0: 6Ch (ASCII-Code für "l") 

Byte 1: 6Fh (ASCII-Code für "o") 

Byte 2: 61h (ASCII-Code für "a") 

Byte 3: 64h (ASCII-Code für "d") 

12-19 von 38



13 Distributed Clock 

Mit den Distributed-Clocks ist es bei EtherCAT möglich, in allen Busteilnehmern die gleiche Uhrzeit zu haben. Es gibt einen 

ausgewählten Teilnehmer, der die Master-Clock besitzt, auf die sich die Slave-Clocks der anderen Teilnehmer und der 

Steuerung synchronisieren. Dazu sendet die Steuerung in gewissen Abständen (so häufig, dass die Slave-Clocks innerhalb der 

Grenzen nicht auseinander laufen) ein spezielles Telegramm, in das der Busteilnehmer mit der Master-Clock seine aktuelle 

Uhrzeit einträgt. Das Telegramm wird dann von den 

Busteilnehmern mit Slave-Clock aus demselben 

Telegramm gelesen. Dies ist auf Grund der 

Ringstruktur von EtherCAT möglich, wenn die Master- 

Clock vor den Slave-Clocks angeordnet ist. 

Das EtherCAT-Asic bietet dem angeschlossenen 

Microcontroller darüber hinaus noch die 

Funktionalität, mittels einer Capture/Compare-Einheit 

seinen lokalen Timer mit der Slave-Clock abzugleichen. In der Abbildung sind die Distributed-Clocks bei Slave 1 und 4 nicht 

aktiviert, 

Slave 2 ist vor Slave 3 und Slave 5 im Ring positioniert und ist daher die Master-Clock. Da pro Slave auf dem Hin- und 

Rückweg eine geringe Verzögerung – sowohl im Teilnehmer als auch in der dazwischen liegenden Übertragungsstrecke – 

besteht, ist die Laufzeit zwischen Master-Clock und jeweiliger Slave-Clock bei der Synchronisierung der Slave-Clocks zu 

berücksichtigen. Zur Messung der Laufzeit sendet der Master einen Broadcast-Read auf eine spezielle Adresse, womit jeder 

Slave veranlasst wird, den Empfangzeitpunkt des Telegramms (bez. seiner lokalen Clock) auf dem Hin- und auf dem 

Rückweg zu speichern. Diese gespeicherten Zeitpunkte können vom Master eingelesen und entsprechend verrechnet 

werden. 

Wählbare Einstellungen über den TwinCAT-Master: 

Bei den Sendix Multiturn Encodern wird mit dem SYNC0 Impuls gearbeitet. Die Zykluszeit kann bis in den Bereich von 125 µs 

eingestellt werden. Kleinere Werte führen zum Verlust der Echtzeitdaten. 

13-20 von 38



14 CANopen over EtherCAT (CoE) Objekt Tabelle 

Beispiel einer kompletten CANopen Objekttabelle mit den eingelesenen Objekten 

(technische Änderungen vorbehalten) 

14-21 von 38



15 Defaulteinstellungen bei Auslieferung 

Folgende Parameter sind bei der Auslieferung ab Werk eingestellt. 

Index (hex) Name Standardwert 

1029h Error Behaviour 0 = Comm Error 

1 = Device specific 

1 = Manufacturer Err. 

1A00h TPDO1 Mapping 

01h 1.Mapped Object 0x60040020 









Index (hex) Name Standardwert 

Encoder Profil 

6000h Operating Parameter 0x04h Scaling on 

6001h Measuring Units per Revolution (MUR) 8192 (13 Bit) 

6002h Total Measuring Range (TMR) 33554432 (25 Bit) 

6003h Preset value 0 

6401h Work area low limit 0 

6402h Work area high limit 65535 

2121h Actual Temperature lower limit -20°C 

2122H Actual Temperature higher limit +110°C 

2140H Electronic Fingerprint 32 Bytes with 0 

Die ursprünglichen Standard-Werte (Default-Werte bei Auslieferung) können durch Laden des Objekts 

1011, subindex 2 „Factory defaults“ wieder hergestellt werden. 

15-22 von 38



16 Fehlercodes für SDO-Services 

Wird eine SDO-Anforderung negativ bewertet, so wird ein entsprechender Fehlercode im „Abort SDO Transfer Protocol“ 

ausgegeben. 

16-23 von 38



17 SDO Objekte im Details - Encoder Profil DS 306 V3.1 

Objekt 6000h Operating Parameters 

Bit 0: Codefolge: 0 = aufsteigend bei Drehung im Uhrzeigersinn (cw) 

1 = aufsteigend bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn (ccw) 

Default: Bit = 0 

Bit 2: Skalierungsfunktion: 0 = disable, 1 = enable; Standard: Bit = 1 (s. Objekt 6001,6002) 


Bit13: Speed Format: 0 = Umdrehungen /min, 1 = Units /Sekunde 

Default Bit = 0 

Bit Function Bit = 0 Bit =1 C1 C2 

0 Codefolge CW CCW m* m* 

1 Commissioning Diagnostic Control Disabled Enabled o o 

2 Skalierung einschalten Disabled Enabled o m 

3 n.a. 

4..11 Reserved for further use 

12 n.a. 

13 Speed Format U/min Units/sec o o 

14 n.a. 

15 n.a. 

*m = Funktion muss unterstützt werden 

o = optional 

Objekt 6001h: Messschritte pro Umdrehung (MUR) (Auflösung) 

Dieser Parameter stellt die gewünschte Auflösung pro Umdrehung ein. Der Geber berechnet sich intern den 

entsprechenden Skalierungsfaktor. 

MUR = Messschritte pro Umdrehung (6001h) 

Dateninhalt: 

Wertebereich: 1....maximaler physikalischer Auflösung (65536) 16 Bit 

Defaulteinstellung: 8192 (13 Bit) 

17-24 von 38



Objekt 6002h: Gesamtanzahl der Messschritte 

Dieser Parameter stellt die Gesamtanzahl der Messschritte von Singleturn und Multiturn ein. Die maximale 

physikalische Auflösung wird mit einem Faktor beaufschlagt. Der Faktor ist immer < 1 .Nach der skalierten 

Gesamtposition der Messschritte stellt sich der Drehgeber wieder auf Null (mit Einschränkungen)* 

Dateninhalt: 

Wertebereich: 1....maximaler physikalischer Auflösung (268435456) 2 28 Bit 

Defaulteinstellung: 33554432 (25 Bit) 

Beispielberechnung einer Skalierung 

Verwendete Abkürzungen : 

GP_U = Gesamt-Position unskaliert (max.physikalische Auflösung des Encoders 2 28 Bit) 

STA_U = Single-Turn-Auflösung unskaliert (max. Auflösung einer Umdrehung 2 16 Bit) 

MUR = Single-Turn-Auflösung skaliert = Objekt 6001h MUR (Measuring Units per Revolution) 

TMR = Gesamt-Auflösung, skaliert = Objekt 6002h TMR (Total Measuring Range) 

% = Modulo berechnet den Rest der Division 

Beispiel 1: Eingabe Objekt 6001h MUR = 16384 

Gesamtposition Skaliert = ((GP_U / STA_U) * MUR) 

Max 

Gesamtposition (TMR) 

Anzahl Umdrehungen Multiturn = (GP_U / STA_U) = 4096 

Gesamtposition Skaliert = (4096 * 16384) 

Gesamtposition Skaliert = 67.108.864 = TMR 

Eingabe Objekt 6002h TMR = 67.108.864 

Max.physikalische Auflösung 2^28 Bit 

Singleturn Resolution (MUR) * 4096 

= TMR 

1024 U 2048 U 

0 Anzahl Multiturn Umdrehungen 

4095 .. 0 1 2 

17-25 von 38



Beispiel 2 

* Einschränkungen 

Bei der skalierten Gesamtposition (TMR) ist darauf zu achten, dass der programmierte 

Wert immer ein ganzzahliger Teiler der Gesamtauflösung GP_U darstellt. 

k = GP_U/ TMR k= ganze Zahl 

Beispiel 1 k = 2 28 /67.108.864 = 4 -> keine Positionsfehler bei MT Übertrag 

Eingabe Objekt 6001h MUR= 65000 

Eingabe Objekt 6002h TMR= 65.000.000 

Errechnete Anzahl MT Umdrehungen = 1000 

k = GP_U/ TMR k= ganze Zahl 

Fehlerfall k = 2 28 /65.000.000 = 4,1297 

Folgendes Positionsdiagramm ergibt sich daraus 

Gesamtposition (TMR) 

Am Ende der physikalischen Auflösung des Encoders entsteht ein Fehler, weil die 

Eingabe von TMR kein ganzzahliger Teiler von der maximalen physikalischen Auflösung 

ist, d.h, der Encoder gibt am Ende des Multiturnbereichs (4095) in aufsteigender 

Drehrichtung wieder die Position Null aus. Denselben Fehler gibt es sofort, wenn der 

Encoder mit einem Preset auf Null gesetzt wird und danach der Maximale Multiturnwert 

(4095) angefahren wird. 

17-26 von 38



Objekt 6003h: Preset-Wert 

Der Positionswert des Gebers wird auf diesen Preset-Wert eingestellt. 

Dadurch kann z.B. die Nullposition des Gebers mit dem Maschinen-Nullpunkt abgeglichen werden. 

Dateninhalt: 

Objekt 6004h: Positionswert 


Defaulteinstellung: 0 

Bei der Eingabe des Preset-Wertes wird automatisch geprüft , ob der Punkt innerhalb der aktivierten 

Skalierung oder dem Gesamtmessbereich liegt, ansonsten wird die Eingabe abgewiesen. 

Der Geber gibt den aktuellen (eventuell mit Skalierungsfaktor verrechneten) Positionswert aus 

Dateninhalt: 


Defaulteinstellung: aktuelle Position 

Ausgabe der aktuellen Position = ((GP_U / STA_U) * MUR) % TMR (Modulo Division) 

17-27 von 38



Objekt 6030h: Speed Value 

Der Geber gibt die aktuelle errechnete Geschwindigkeit (eventuell mit Skalierungsfaktor) als 

vorzeichenbehafteter 16-Bit Wert aus. Die Geschwindigkeit ist von den Einstellungen des Objektes 2130h 

abhängig. Diese Werte beeinflussen die Berechnung und das Ergebnis. 

Dateninhalt: 

Wertebereich: -31767 ….. 0 .... +31768 U/min 

Bei Werten größer 12000 U/min wird eine Warnmeldung ausgegeben und das Warning-Bit 

„Drehzahlüberschreitung Bit 0“ im Objekt Warnings 6505h gesetzt. 

Das Vorzeichen der Geschwindigkeit wird zusätzlich im Bereich Working State Area als Bit 7 ausgegeben. 

Objekt 6040h: Acceleration Value 

Der Geber gibt die aktuelle errechnete Beschleunigung (vorzeichenrichtig) als signed-16 Bit Wert aus. Die 

Beschleunigung wird aus den Geschwindigkeitsänderungen errechnet und ist deshalb auch indirekt von den 

Einstellungen des Objektes 2130h abhängig. Diese Werte beeinflussen die Berechnung und das Ergebnis. 

Dateninhalt: 

Wertebereich: 0.... +/- maximale Beschleunigung 

Negative Werte bedeuten eine negative Beschleunigung (Drehzahl sinkt) 

Eine mittlere Beschleunigung a ist die zeitliche Änderung der Geschwindigkeit v und lässt sich somit formal aus 

der Ableitung Geschwindigkeit nach der Zeit t beschreiben, hier wird eine 

mittlere Beschleunigung aus der Differenz der Geschwindigkeiten Δv zu 2 verschiedenen Zeitpunkten Δt (t2-t1) 

errechnet. 

a = Δv /Δt oder a = v2- v1 / t2-t1 

17-28 von 38



Objekt 6500h: Operating Status anzeigen 

Dieses Objekt zeigt den Status der programmierten Einstellungen von Objekt 6000h an. 

Dateninhalt: 

Dateninhalt: siehe Objekt 6000h 

Objekt 6502h: Anzahl Multiturn-Umdrehungen 

Dieses Objekt zeigt die Anzahl der Umdrehungen, die der Multiturn-Geber ausgeben kann. Der Wert ist abhängig 

vom Gebertyp und ist auf 4096 (12Bit) eingestellt. 

Dateninhalt: 

Objekt 6503h: Alarms 

Wertebereich: 0xFFFFh 

Defaulteinstellung 1000h entspricht 4096 

Zusätzlich zu den Fehlern die über Notfall-Nachrichten (emergency messages) gemeldet werden, 

bietet das Objekt 6503h weitere Fehlermeldungen. Das zugehörige Fehlerbit wird auf 1 gesetzt, solange der 

Fehler anliegt. 

Dateninhalt: 

Bit Nr. Bezeichnung Wert = 0 Wert = 1 

Bit 0 Positionsfehler Positionswert gültig Positionsfehler 

Bit 1 Hardwareprüfung kein Fehler Fehler 

Bit 2..15 Unbenutzt 

In den beiden Fällen wird beim Auftreten eines Alarmes gleichzeitig eine Notfall-Nachricht 

(ID=80h+Knotennummer) mit dem Fehlercode 1000h (Generic error) gesendet. 

17-29 von 38



Objekt 6504h: Supported Alarms 

Über dieses Objekt wird angezeigt, welche Alarmmeldungen vom Geber unterstützt werden (siehe 

Objekt 6503h). 

Dateninhalt: 

Objekt 6505h: Warnings 

Wertebereich s. Objekt 6503h 

Bit gesetzt auf 1 bedeutet , dass die Alarmmeldung unterstützt wird 

Bespiel: 

Bit 0 = 1 Positionsfehleranzeige wird unterstützt 

Warnmeldungen zeigen an, dass Toleranzen interner Geberparameter überschritten sind. Bei einer 

Warnmeldung kann der Messwert, anders als bei Alarmmeldung oder Notfallnachricht, trotzdem gültig sein. Das 

zugehörige Warnbit wird auf 1 gesetzt, solange die Toleranzüberschreitung oder Warnung anliegt. 

Dateninhalt: 

Bit Nr. Bezeichnung Wert = 0 Wert = 1 

Bit 0 Drehzahlüberschreitung keine überschritten 

Bit 1 unbenutzt 

Bit 2 Watchdog Status System in Ordung Reset ausgeführt 

Bit 3 Betriebszeit Unter < 100000h > 100000h 

Bit 4..15 Unbenutzt 

Bei aktivem Bit 0 wird gleichzeitig eine Emergency-Nachricht (ID=80h+Knotennummer) mit dem 

Fehlercode 4200h (Device specific) gesendet. 

Bei aktivem Bit 2 oder 3 wird gleichzeitig eine Notfall-Nachricht (ID=80h+Knotennummer) mit 

dem Fehlercode 5200h (Device Hardware) gesendet. 

Objekt 6506h: Supported Warnings 

Über dieses Objekt wird angezeigt, welche Warnmeldungen vom Geber unterstützt werden (siehe 

Objekt 6505h). 

Dateninhalt: 

Wertebereich s. Objekt 6505h 

Bit gesetzt auf 1 bedeutet , dass die Warnung unterstützt wird 

17-30 von 38



Objekt 6400h: Working Area State Register 2 Werte 

Diese Objekt beinhaltet den aktuellen Status der Encoder-Position in Abhängigkeit zu den programmierten 

Limits.Je nach Position der beiden Endwerte werden die Flags gesetzt oder rückgesetzt. Der Vergleich mit beiden 

Endwerten findet in „Echtzeit“ statt und kann zur Echtzeit-Positionierung oder zur Endabschaltung verwendet 

werden. 

1= CCW kleiner als größer als innerhalb kleiner als größer als innerhalb 

0 = CW LowLimit2 HighLimit2 Bereich2 LowLimit1 HighLimit1 Bereich1 

Wertebereich 8-Bit Dateninhalt s. Bit 0...7 

Damit die Ausgangssignale richtig aktiviert werden, sind die beiden Endwerte Objekt 6401h und 6402h zu 

überprüfen ! 

Das Vorzeichen der Geschwindigkeit wird zusätzlich im Bereich Working State Area 

als Bit 7 ausgegeben 1 = CCW Drehrichtung / 0 = CW Drehrichtung 

Objekt 6401h: Working Area Low Limit 2 Werte 

Objekt 6402h: Working Area High Limit 2 Werte 

Diese beiden Parameter stellen den Arbeitsbereich ein. Innerhalb und außerhalb dieses Bereiches kann der 

Status über Flag-bytes (Objekt 6400h Working Area State) gemeldet werden. Diese Bereichsmarker können auch 

als Software-Endschalter verwendet werden. 


Defaulteinstellung: 33554432 (25 Bit) Working Area High Limit 

0 Working Area Low Limit 

Objekt 2103h: Firmware Flashversion 

Über dieses Objekt wird die aktuelle Firmwareversion als 16-Bit Hexadezimalwert angezeigt. 

Dieser Wert dient zur Verifizierung auf den aktuellen Stand des Gerätes. 

Objekt 2110h: Sensor Configuration Data 

Wertebereich bis FFFFh 

Beispiel: 4FA6h aktuelle Firmware 

Über dieses Objekt wird die aktuelle Konfiguration des Positionssensors angefragt. 

das Array wird als Byte-Hexadezimalwert angezeigt. 

17-31 von 38



Objekt 2120h: Actual Temperature Position-Sensor * 

Über dieses Objekt wird die aktuelle Temperatur Im Innern des Sensors als 16-Bit Hexadezimalwert angezeigt. 

Dieser Wert dient zur Feststellung der momentanen Temperatur des Gerätes. 

Wertebereich bis 00…FFh 

Beispiel: 0x59 entspricht ca. 25°C 

Folgende Temperatur Eckwerte können als Referenz genommen werden: 

-20°C entspricht 0x2Ch 

0°C entspricht 0x40h 

100°C entspricht 0xA4h 

Beispiel: Ausgelesener Wert 0x71h von Objekt 2120h 

0x71h – 0x40h = 0x31h entspricht 49°C dezimal 

* Der Temperaturwert kann als 8-Bit Wert zu den Prozessdaten gemappt werden und wird dort alle 60 sec aktualisiert. Die 

Genauigkeit beträgt ± 6°C, die Messung erfolgt innerhalb der Geber-Elektronik. 

Objekt 2121h: Actual temperature lower limit Position-Sensor 

Objekt 2122h: Actual temperature upper limit Position-Sensor 

Über dieses Objekte wird das untere/obere Temperaturlimit des Sensors als 8Bit Hexadezimalwert eingestellt. 

Dieser Wert dient zur Festlegung der Auslöseschwelle der Emergency Nachricht. 

Wertebereich bis 00…FFh 

Beispiel: 0x20 entspricht ca. -32°C 

Folgende Temperatur Eckwerte können als Referenz genommen werden: 

-20°C entspricht 0x2Ch 

0°C entspricht 0x40h 

100°C entspricht 0xA4h 

Wird diese Temperaturschwelle unter/überschritten, so wird ein Emergency Message ausgelöst (s.u) und demzufolge eine 

entspreche Reaktion ausgelöst. 

Wertebereich: 0x20h .. 0xACh 

Defaulteinstellung: 0xA2h Temperature High Limit 

0x20h Temperature Low Limit 

17-32 von 38



Objekt 2140h: Electronic Fingerprint [32 bytes] 

Über dieses Objekt können 32 Byte Daten beliebig beschrieben und gespeichert werden. Die aktuelle 

Konfiguration wird beim Einschalten wieder geladen. 

Das Array wird als Byte-Hexadezimalwert angezeigt. 

18 Konfiguration der Geschwindigkeitsausgabe 

Wertebereich bis 00…FF,FFh……. 

Die Drehgeschwindigkeit der Geberwelle wird als Wertedifferenz zweier physikalischer (unskalierter) 

Positionswerte mit einem dynamischen Zeitabstand von 1ms, 10 ms bzw. 100ms ermittelt. 

Zur Anpassung der Geschwindigkeitsermittlung an die jeweilige Applikation stehen dem Anwender 2 

parametrierbare Objekte im herstellerspezifischen Bereich zur Verfügung. Bei hohen Drehzahlen kann die 

Integrationsdauer der jeweiligen Messung reduziert werden, um eine entsprechend hohe Dynamik abzubilden. 

Insbesondere auf die Dynamik der Messung hat die Anzahl der Mittelwerte einen Einfluss und muss 

applikationsspezifisch ermittelt werden. 

Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung 

Die Genauigkeit der Messung hängt im Wesentlichen von den folgenden Parametern ab: 

• tatsächliche Geschwindigkeit 

• parametrierte Auflösung / Umdrehung des Gebers (Objekt 6001h) 

• parametrierte Anzahl der Mittelwerte (Objekt 2130h,3) 

• zeitliche Änderung der Geschwindigkeit (Eigendynamik) 

Objekt 2130h: Speed Adjustments* 

(Werte zur Geschwindigkeitsermittlung und Anzeige ) *nur bei Einstellung unit/sec 

Mit folgender Formel wird die Geschwindigkeit berechnet: 

Positionsänderung 

Geschwindigkeit = --------------------------- x Einheitenfaktor x 60 in [U/min] oder [Schritte/s] 

Integrationszeit 

Als Multiplikator für einen Einheitenfaktor steht ein Parameter unter dem Objekt 2130,sub2 Speed correction 

zur Verfügung. Unter dem Objekt 2130,sub3 Number in History Table ist die Anzahl der Messwerte zur 

gleitenden Mittelwertbildung der Geschwindigkeit eingetragen. Der maximale Wertebereich ist 1...32. 

Die Ausgabe der Geschwindigkeit erfolgt entweder als U/min oder Anzahl Schritte pro Sekunde in Objekt 6000h 

Bit 13. Über den Parameter Objekt 2130,sub1 Position correction kann z.B. der Umfang eines Messrades 

angegeben werden, um die Geschwindigkeit zu beeinflussen. 

18-33 von 38



19 Emergency Nachrichten 

Emergency Meldungen werden Im Rahmen von geräteinternen Mechanismen ausgelöst und über den 

Mailbox Service von EtherCAT dem Master gemeldet. 

Die Abbildung zeigt eine Temperaturwarnung des Gerätes Box 1 (Multiturn5868) Code Hex:5000 

Emergency-Nachrichten beim Zustansdswechsel der EtherCAT State-Machine 

Kann bei einem EtherCAT Slave der Zustandswechsel z.B. von Preop nach Safeop nicht durchgeführt 

werden, so wird eine entsprechende Emergency Meldung abgesetzt. Diese Nachricht ist ähnlich einer 

Gerätestörung aufgebaut und beinhaltet die entsprechenden Codes. 

Die Codierung des Emergency Error Codes im ersten und zweiten Byte und Errorregister im dritten Byte 

entsprechen den Vorgaben des IEC 61158-26-12. Anschließend folgen die verfügbaren Error Codes: 

Abbildung Emergency Error Code 

Das Errorregister gibt den aktuellen Zustand der Status-maschine an 

Abbildung Error Register 

19-34 von 38



Der Wert Diagcode gibt Auskunft über die Ursache des Fehlers: 

Emergency Nachrichten bei Gerätestörung 

Die CANopen State-machine überwacht ständig den Zustand des Multiturn Encoders auf mögliche 

Fehlerquellen. Wird ein Fehler erkannt, wird eine Emergency-Nachricht mit dem entsprechenden 

Fehlercode ausgelöst. Kann sich die Störung selbst beseitigen, so wird dies erneut mit einer Emergency- 

Nachricht mit dem Error Code „0000“ dargestellt. 

Durch diesen Ablauf wird der Master automatisch über jedes Auftreten und Verlassen einer Störung 

informiert. 

Nachfolgend eine Tabelle mit den möglichen Fehlercodes, die vom Sendix Multiturn Encoder unterstützt 

werden. 

19-35 von 38



Tabelle der möglichen Fehlercodes bei einer Gerätestörung: 

Die Fehlercodes werden alle 6 Minuten auf ihre Aktualität überprüft und auf den neuesten Stand gebracht. 

19-36 von 38



20 LED-Anzeigen während des Betriebes 

gelbe LEDs = Link A/Link B 

grüne LED = RUN (State machine) 

rote LED = Error 

Anzeige LED Bedeutung Fehlerursache Zusatz 

Link A 

Link B + 

Error 

Link A 

Link B 

Run 

Link A 

Link B 

Run 

RUN 

Modus 

Link zwischen Master 

und Slave nicht 

vorhanden 

EtherNet Link 

vorhanden, Kabel sind 

verbunden 

Kommunikation 

zwischen Master und 

Slave aufgebaut 

State Machine 

Zustände 

Kabel defekt 

Kein EtherNet Port 

vorhanden 

Link LED’s bleiben dunkel 

Rote LED blinkt im 1 sec 

Rhythmus 

Gerät kann über EtherNet Master 

angesprochen werden 

Mastersoftware nicht geladen 

Link LED blinkt , State Machine ist 

im INIT –Mode, grüne LED ist aus 

Verschiedene Zustände der State 

Machine (s. folgende Tabelle ) 

20-37 von 38



Error LED-Kombinationen während des Betriebes 

Anzeige LED Bedeutung Fehlerursache Zusatz 

Error 

Blinkend 

RUN/Link 

aktiv 

Link A 

Link B + 

Error 

Error 

Blinkend 

Beim 

Einschalten 

21 Definitionen 

Symbolerklärung: 

Blinken von roter 

LED 


LED 

1 Sekunde 


LED 

Schnell 250 ms 

Temperaturüberlauf 

Sensorüberwachung 

Einschrittigkeitsfehler 

Sensor LEDstrom 

Überwachung 

Kabel defekt 

Kein EtherNet Port vorhanden 

Kein Sensor vorhanden oder 

Sensor defekt 

EEprom defekt 

Verschiedene Blinkfrequenzen bei den 

genannten Fehlern 

Link LED’s bleiben dunkel 

Rote LED blinkt im 1 sec 

Rhythmus 

Gerät muß zur Überprüfung 

Dieses Symbol steht bei Textstellen, die besonders zu beachten sind, damit 

der ordnungsgemäße Einsatz gewährleistet ist und Gefahren ausgeschlossen werden. 

Dieses Symbol gibt wichtige Hinweise für den sachgerechten Umgang mit dem 

Drehgeber. Das Nichtbeachten dieser Hinweise kann zu Störungen an dem Drehgeber oder in 

der Umgebung führen. 

Dieses Symbol weißt auf eine Besonderheit hin 

Defaulteinstellung der Parameter ab Werk 

21-38 von 38

Technical Manual 

Absolute Single/Multiturn 

Encoder 

Series 58X8


Absolute Single/Multiturn Encoders EtherCAT 


Copyright Protection 

The contents of this documentation are protected by copyright © Fritz Kübler GmbH. The contents of this 

documentation may not be altered, expanded, reproduced nor circulated to third parties, without the prior 

written agreement of Fritz Kübler GmbH. 

Liability to modification without notice 

As a result of ongoing efforts to improve our products, we reserve the right to make changes at any 

time to technical information contained in the document to hand. 

Warranty Disclaimer 

Fritz Kübler GmbH provides no guarantee, neither tacit nor express, in respect of the whole manual (whether 

this applies to the original German text or to the English translation) and assumes no liability for any damage, 

neither direct nor indirect, however caused. 

Document information 

Revised 11-2012 

Screen printouts used 

TwinCAT Manager Software ©Beckhoff Automation GmbH,Deutschland 


EtherCAT® is registered trademark and patented technology, licensed by Beckhoff Automation GmbH ,Germany 



Tel. +49 (0) 7720-3903-0 

Fax +49 (0) 7720-21564 

E-Mail: info@kuebler.com 

Internet: www.kuebler.com 

1-2 of 37



Table of Contents 

1 ETHERCAT - GENERAL .................................................................................... 1-5 

2 GENERAL INSTALLATION INSTRUCTIONS ......................................................... 2-6 

CONNECTION CABLES ...............................................................................................................................................2-6 

M12 ETHERCAT CONNECTOR PIN ASSIGNMENT .........................................................................................................2-6 

3 FUNDAMENTALS OF ETHERCAT ....................................................................... 3-6 

MULTI-PROTOCOL CAPABILITY – CANOPEN IMPLEMENTED .........................................................................................3-6 

CANOPEN OVER ETHERCAT ....................................................................................................................................3-7 

TELEGRAM PROCESSING ...........................................................................................................................................3-7 

ACTIVE TERMINATION AND STATES OF THE ETHERCAT SLAVES. ..................................................................................3-8 

4 ETHERCAT STATE MACHINE ............................................................................. 4-9 

5 ETHERCAT CONFIGURATION WITH BECKHOFF TWINCAT © MANAGER ............. 5-9 

ADDING AN I/O DEVICE .............................................................................................................................................5-9 

6 ADDING INPUT/OUTPUT MODULES (BOXES) ..................................................6-10 

GENERAL BEHAVIOUR AND BASIC SETTINGS ........................................................................................................... 6-11 

DISTRIBUTED CLOCK SETTINGS .............................................................................................................................. 6-11 

CURRENT PROCESS DATA SETTINGS ...................................................................................................................... 6-12 

PROCESS DATA (PDOS) ........................................................................................................................................ 6-12 

COMMANDS DURING THE STARTUP PHASE: ............................................................................................................. 6-13 

IMPORTING THE COE OBJECT DIRECTORY ............................................................................................................... 6-13 

ONLINE DATA ...................................................................................................................................................... 6-14 

ABOUT THE STATE MACHINE .................................................................................................................................. 6-14 

7 THE CANOPEN COMMUNICATION PROFILE DS 301 V4.02 ...............................7-15 

DATA TRANSMISSION ............................................................................................................................................. 7-15 

8 PDO MAPPING ...............................................................................................8-17 

9 SCALING .........................................................................................................9-18 

CONFIGURATION .................................................................................................................................................... 9-18 

10 PROCESS DATA WITH SDO SERVICE .............................................................. 10-18 

11 STORE PARAMETERS OBJECT 1010H ............................................................. 11-18 

12 LOAD PARAMETERS OBJECT 1011H .............................................................. 12-18 

13 DISTRIBUTED CLOCK ..................................................................................... 13-19 

SETTINGS SELECTABLE VIA THE TWINCAT MASTER ............................................................................................... 13-19 

14 CANOPEN OVER ETHERCAT (COE) OBJECT DIRECTORY ................................. 14-20 

15 DEFAULT SETTINGS ON DELIVERY ................................................................. 15-21 

ENCODER PROFILE .............................................................................................................................................. 15-21 

16 ERROR CODES FOR SDO SERVICES ................................................................ 16-22 

17 SDO OBJECTS IN DETAIL - ENCODER PROFILE DS 306 V3.1 .......................... 17-23 

OBJECT 6000H OPERATING PARAMETERS ............................................................................................................ 17-23 

OBJECT 6001H: MEASURING STEPS PER REVOLUTION (RESOLUTION) ..................................................................... 17-23 

OBJECT 6002H: TOTAL MEASURING RANGE (TMR) .............................................................................................. 17-24 

OBJECT 6003H: PRESET VALUE ........................................................................................................................... 17-26 

OBJECT 6004H: POSITION VALUE ......................................................................................................................... 17-26 

OBJECT 6030H: SPEED VALUE ............................................................................................................................. 17-27 

OBJECT 6040H: ACCELERATION VALUE ................................................................................................................ 17-27 

OBJECT 6500H: DISPLAY OPERATING STATUS ...................................................................................................... 17-28 

OBJECT 6502H: NUMBER OF PROGRAMMABLE MULTITURN REVOLUTIONS ............................................................. 17-28 

OBJECT 6503H: ALARMS ...................................................................................................................................... 17-28 

OBJECT 6504H: SUPPORTED ALARMS .................................................................................................................. 17-29 

OBJECT 6505H: WARNINGS ................................................................................................................................. 17-29 

1-3 of 37



OBJECT 6506H: SUPPORTED WARNINGS .............................................................................................................. 17-29 

OBJECT 6400H: WORKING AREA STATE REGISTER 2 VALUES ............................................................................... 17-30 

OBJECT 6401H: WORKING AREA LOW LIMIT 2 VALUES .......................................................................................... 17-30 

OBJECT 6402H: WORKING AREA HIGH LIMIT 2 VALUES ......................................................................................... 17-30 

OBJECT 2103H: FIRMWARE FLASH VERSION .......................................................................................................... 17-30 

OBJECT 2110H: SENSOR CONFIGURATION DATA................................................................................................... 17-30 

OBJECT 2120H: ACTUAL TEMPERATURE POSITION SENSOR * ................................................................................ 17-31 

OBJECT 2121H: ACTUAL TEMPERATURE LOWER LIMIT POSITION SENSOR ............................................................... 17-31 

OBJECT 2122H: ACTUAL TEMPERATURE UPPER LIMIT POSITION SENSOR ................................................................ 17-31 

OBJECT 2140H: ELECTRONIC FINGERPRINT [32 BYTES] ......................................................................................... 17-32 

18 CONFIGURATION OF THE SPEED OUTPUT ..................................................... 18-32 

OBJECT 2130H: SPEED ADJUSTMENTS*................................................................................................................ 18-32 

19 EMERGENCY TELEGRAMS ............................................................................. 19-33 

EMERGENCY TELEGRAMS WITH A STATE CHANGE OF THE ETHERCAT STATE MACHINE ........................................... 19-33 

EMERGENCY TELEGRAMS WITH DEVICE ERROR ..................................................................................................... 19-34 

TABLE OF POSSIBLE ERROR CODES FOR DEVICE FAULTS: ....................................................................................... 19-35 

20 LED MONITORING DURING OPERATION ....................................................... 20-36 

YELLOW LEDS ...................................................................................................................................... = LINK A/LINK B 

........................................................................................................................................................................... 20-36 

GREEN LED .................................................................................................... = OPERATIONAL STATE (STATE MACHINE) 

........................................................................................................................................................................... 20-36 

RED LED ...................................................................................................................................................... = ERROR 

........................................................................................................................................................................... 20-36 

ERROR LED COMBINATIONS DURING OPERATION ................................................................................................... 20-37 

21 DEFINITIONS ................................................................................................ 21-37 

1-4 of 37



1 EtherCAT - General 

From an Ethernet point-of-view an EtherCAT Bus is simply a single, large Ethernet node. This node receives and sends 

Ethernet telegrams (Fig. 1). However within each node there is no Ethernet controller with downstream microprocessor but 

rather a number of EtherCAT slaves. These process the incoming telegrams as they pass through and either extract the data 

addressed to them or insert data and then forward the telegram to the next EtherCAT slave. The final EtherCAT slave returns 

the fully processed telegram, so that it can be returned by the first slave to the controller, more or less as a reply telegram. 

This takes advantage of the fact that Ethernet has separate transmission in the transmit and receive directions (Tx- and Rx- 

cables) and works in full-duplex mode. Of course it is also possible, just like with any other Ethernet node, to establish direct 

communication without a switch by means of a “twisted” Ethernet cable pair, thus giving rise to a pure EtherCAT System. 

Fig. 1 

The topology of a communication system is also crucial if it is to be successfully applied in the automation industry. The 

topology has a significant effect on the time and effort spent on wiring, diagnostic properties, redundancy options and on the 

“Hot Plug and Play” characteristics. 

Although the classic star topology common with standard Ethernet (100Base-TX) has its advantages when it comes to “Hot 

Plug and Play” and redundancy, the effort involved in the cabling and the number of switches required in distributed 

applications with many devices tend to make this option unacceptable. Seen logically, in EtherCAT the slaves constitute an 

open-ring bus. At the open end the master sends in telegrams, either directly or via standard “Ethernet Switches“, and 

receives them at the other end after they have been processed. All telegrams are forwarded by the first node to the 

following ones; the last node then returns the telegram back to the master. As a normal Ethernet cable is bi-directional 

(separate Tx and Rx cables) and as all the EtherCAT slaves can transmit in the reverse direction, this gives rise to a physical 

line. 

A flexible tree topology can be constructed from the segment structure by means of branches, which in principal are possible 

at any location. A tree structure enables very simple wiring; individual branches can extend out to control cabinets or 

machine modules, whilst the main segment runs from one module to the next (Fig. 1). 

1-5 of 37



2 General Installation Instructions 

Connection cables 

Suitable connection cables include Ethernet patch cables or 

crossover cables, CAT5e quality, used in conjunction with 

an M12 plug connector system (D-type). 

Cable type: Shielded Twisted Pair Standard 

Cabling system : transmission properties to ISO/IEC 11801 

Connector geometry: M12 D-coded acc. to IEC 61076-2-101 

Protection rating: IP 65/67 (when plugged-in) 

M12 EtherCAT connector pin assignment 

3 Fundamentals of EtherCAT 

Multi-protocol capability – CANopen implemented 

The device profiles used represent further important criteria of a fieldbus system when supporting drive engineering. These 

ensure compatibility and efficient data exchange between the controller and the drive. Instead of re-inventing the wheel, 

EtherCAT relies on proven technology. The communication requirements of modern fieldbuses (process data, parameter 

data, parallel TCP/IP, firmware updates, routing to subordinate bus systems, etc.) are not supported by any one single 

available protocol. 

For this reason EtherCAT focuses on multi-protocol capability and brings the various protocols together in one integrative 

mailbox. Amongst other things, this simplifies the tasks of changing existing devices over to EtherCAT both quickly and 

completely. The following are relevant to drive engineering: 

3-6 of 37



CANopen over EtherCAT (CoE). 

Protocols such as Ethernet over Ether-CAT (EoE) and File Access over EtherCAT (FoE) make it possible, if desired, to integrate 

a webserver, for example, in the encoder or to update the firmware efficiently via the bus. 


The CoE protocol allows the use of all CANopen profiles – and thus also the encoder profile DS 406. The SDO protocol is taken 

over directly, with the result that existing CANopen stacks and devices based on them can be used in EtherCAT with more or 

less no need for modification. 

Optional expansions are defined, which on the 

one hand remove the 8-byte limitation and on 

the other enable the object dictionary to be 

read out in full. Except for a few details, the 

EtherCAT Slave State Machine corresponds to 

the CANopen State Machine, so that here also 

the necessary changes remain manageable. An 

additional state, called “Safe-Operational”, is 

defined, in order to offer a more unambiguous 

start-up behaviour; inputs that are already 

valid (in this case, Position) can be transferred 

to this, whilst the outputs still remain in the 

safe state. 

Telegram processing 

Telegrams are processed directly “on the fly”. 

While the telegrams (delayed only by a few 

bits) are already passed on, the slave 

recognises the relevant telegrams and 

executes them accordingly. Processing is 

done within the hardware and is therefore 

independent of the response times of any 

microprocessors that may be connected. 

Each node has an addressable memory area 

of 64 kB, that can be read or written to, or 

both simultaneously. 

Several Ethernet commands can be 

embedded within an Ethernet telegram, 

each addressing individual devices and/or 

memory areas. The EtherCAT commands are transported in the data area of an Ethernet telegram and can either be coded 

via a special “Ether type” or via UDP/IP (Fig. 3).While the first variant with special EtherType is limited to an Ethernet subnet, 

i.e. associated telegrams are not relayed by the routers, for control tasks this usually does not represent a constraint. The 

Ethernet MAC address of the first node is used for addressing. This requires a special initial EtherCAT node, although this is 

not necessary for direct communication without a switch. 

3-7 of 37



Active termination and states of the EtherCAT slaves. 

A telegram that has been received on the outgoing line is processed and relayed onwards (a). Selector switches between the 

Rx and Tx interfaces allow the routing of the telegrams (b). If an interruption occurs, the last “intact” EtherCAT slave closes 

the communication ring by short-circuiting the Tx interface of its outgoing line with the Rx interface of the return line (c). If 

there is no signal at the Rx interface of the outgoing line, then the Tx interface of the return line is short-circuited with the Rx 

interface of the outgoing line (d). 

State diagram – Switching and Closed-Loop 

3-8 of 37



4 EtherCAT State machine 

INIT – Encoder starts and the saved 

values are loaded. 

Pre-Operational - the encoder is 

ready for its parameters to be 

programmed. 

SDO transfer can take place. 

Safe-Operational – EtherCAT Master 

reads the position values from the 

encoder. 

Operational - 

EtherCAT Master reads the position 

values from the encoder in real-time. 

5 EtherCAT Configuration with Beckhoff TwinCAT © Manager 

Before the EtherCAT device can be configured, the XML files and the EDS files must be copied into the directory of the 

Beckhoff TwinCAT Manager. 

Example: (C:\Programme\TwinCAT\IO\EtherCAT) :restart the TwinCAT system after copying is completed. 

Adding an I/O Device 

Click on the right-hand mouse button on I/O-device to open the following context menu: 

5-9 of 37



6 Adding Input/Output Modules (Boxes) 

Underneath the configured fieldbus cards, the various input and output modules (boxes) are added and configured, or linked 

with the variables of the PLC projects or other runtime systems (e.g. an Additional Task). 

A right-click of the mouse on the configured I/O device opens a context menu. As the name implies, this menu is contextdependent, 

i.e. various context menus are often present for the various fieldbus cards. 

After this, all the device-specific parameters of the device are available. 

Select the following settings: 

Kuebler GmbH -> Kuebler 5868 Multiturn -> Kuebler 5868DC IP (or similar) 

The XML file contains all the relevant default settings for the device in question. 

6-10 of 37



General Behaviour and Basic Settings 

Distributed Clock Settings 

6-11 of 37



Current Process Data Settings 

Process Data Objects – Default values: (PDO Mapping) 

• Position Value 32 Bit 

• Speed Value 32 Bit signed 

• Working State Area 8 Bit 

• Temperature Sensor 8 Bit 

• Error Register 8 Bit 

Process Data (PDOs) 

6-12 of 37



Commands during the Startup Phase: 

During the Startup Phase the Master carries out certain configurations such as Mapping, Setting the Sync Manager and other 

initialisations. 

Importing the CoE Object directory 

If the whole CoE object directory is to 

be imported online, then “All 

Objects” should be selected. 

It is also possible to import the 

objects Offline via the supplied EDS 

file. To do this, select the path and 

the EDS file. 

Thereafter all objects will be 

imported via the Offline EDS file. 

6-13 of 37



ONLINE Data 

The DLL Status displays the 

current status of the connected 

ports. 

Via Port B: communication 

currently taking place – active 

data traffic 

Port A is terminated and 

switched as a closed loop. 

About the State Machine 

INIT – Encoder starts and the saved values are loaded from the EEPROM. 

Bootstrap – if this mode is supported, a file transfer (bootstrap loader) can take place here. 

Pre-Operational - the encoder is ready for parameterisation. SDO transfer can take place. 

Safe-Operational – EtherCAT Master reads position values from the encoder. Outputs are here in the Safe mode. 

Operational - EtherCAT Master reads position values from the encoder. 

6-14 of 37



7 The CANopen Communication Profile DS 301 V4.02 

CANopen represents a unified user interface and thus allows for a simplified system structure with a wide variety 

of devices. CANopen is optimized for the fast exchange of data in real-time systems and possesses a number of 

different device profile that have been standardardized. The CAN in Automation (CiA) manufacturers and users 

group is responsible for the creation and standardization of the relevant profiles. 

CANopen over EtherCAT offers 

• user-friendly access to all device parameters 

• simultaneous read and write of data 

CANopen uses four communication objects (COB) with different properties 

• Process Data Objects (PDO) for real-time data 

• Service Data Objects (SDO) for transmitting parameters and programs 

• Predefined Objects (Emergency) 

All device parameters are filed in an Object Dictionary. This Object Dictionary contains the description, data type 

and structure of the parameters, as well as the address (Index). 

The dictionary is divided into a communications profile section, a section covering the device profile as well as a 

section specific to the manufacturer 

Data Transmission 

With CANopen, data are transferred via two different communication types (COB=Communication 

Object) with different properties: 

• Service Data Objects (SDO) 

• Process Data Objects (PDO – real-time capable) 

7-15 of 37



The Service Data Objects (SDO) form the communication channel for the transfer of device parameters (e.g. 

encoder resolution programming). As these parameters are transmitted acyclically (e.g. only once during boot-up 

of the network), the SDO objects have a low priority. The following properties are implemented: 

7-16 of 37



The Process Data Objects (PDO) provide high-speed exchange of real-time data (e.g. 

encoder position, speed/velocity, comparative position status) with variable byte length. No objects are 

addressed in the EtherCAT telegram; instead the contents of the process data from previously mapped 

parameters are sent. 

8 PDO Mapping 

The following default values have been set via a static mapping: 

• Position Value 32 Bit Range of values 28Bit: 0…268.435.456 

• Speed Value 32 Bit (VZ) Range of values 16Bit: -31768 …31768 rpm 

• Working State Area 8 Bit 0…FFh 

• Temperature Sensor 8 Bit 0…FFh (Update every 60 sec.) 

• Error Register 8 Bit 0…FFh 

The process data are only available in Online Mode (Safe-OP,OP). 

8-17 of 37



9 Scaling 

Configuration 

Typically the configuration programme provides an input mask for parameterisation, i.e. for the input of data for resolution, 

count direction etc. 

With Standard Scaling, scaling is carried out as follows: 

o with MUR (Object 6001h) and TMR (6002h) 

o one revolution corresponds exactly to MUR = TMR values 

Positionscaled = ((Positionunscaled / Singleturn-resolution) * MUR) % TMR 

10 Process Data with SDO Service 

All parameters are read and written by means of service data objects and the object directory. The 

EtherCAT Master starts a request with an SDO-Request with the Index and Subindex of the object. The 

object directory of the slave is scanned and the relevant object processed for read or write. 

11 Store Parameters Object 1010h 

Using the command "save" under Sub-Index 1h (save all Parameters) causes all the parameters to be stored in the 

non-volatile memory (EEPROM). All Communication Objects, Application Objects and Manufacturer-specific 

Objects are saved under this Sub-Index. This process requires ca. 200 ms. 

In order to prevent an inadvertent save, the instruction will only be executed if the string "save" is entered as a 

codeword into this Sub-Index. 

A read access to the Sub-Index 1h provides information about the functionality of the memory. 

Byte 0: 73h (ASCII-Code for "s") 

Byte 1: 61h (ASCII-Code for "a") 

Byte 2: 76h (ASCII-Code for "v") 

Byte 3: 65h (ASCII-Code for "e") 

Notice : This could only be done in Pre-Operational mode 

12 Load Parameters Object 1011h 

The original standard values (default values on delivery) can be restored by loading Object 1011, subindex 2 

“Factory defaults”. 

Using the command "load" under Sub-Index 1h causes all parameters to be reset to their standard values. In 

order to prevent inadvertent loading of the standard values, the instruction will only be executed if the string 

"load" is entered as a codeword into this Sub-Index. 

Byte 0: 6Ch (ASCII-Code for "l") 

Byte 1: 6Fh (ASCII-Code for "o") 

Byte 2: 61h (ASCII-Code for "a") 

Byte 3: 64h (ASCII-Code for "d") 

12-18 of 37




With EtherCAT, distributed clocks enable all the nodes to have the same time. One node is chosen to have the master clock, 

and the slave clocks of all the other nodes and the controller are synchronised with this. To this end, the controller sends a 

special telegram at given intervals (as often as is necessary to keep the slave clocks within certain limits), into which the node 

having the master clock inserts its current time. The nodes that have the slave clocks then read the time from the same 

telegram. This is possible due to EtherCAT’s ring 

structure, if the master clock is located in front of the 

slave clocks in the ring. 

Furthermore the EtherCAT Asic offers the connected 

microcontroller the functionality to synchronise its local 

timer with the slave clock, by means of a 

Capture/Compare unit. In the illustration, the distributed 

clocks in Slave 1 and 4 are not activated, 

Slave 2 is located in the ring in front of Slave 3 and Slave 5 and is therefore the Master Clock. When synchronising the slave 

clocks, allowance should be made for the transfer time between the master clock and the respective slave clock; this is 

because there is a slight delay per slave on each of the outward and return paths, both in the node as well as in the 

transmission line. In order to measure the transfer time, the master sends a broadcast read to a special address, which 

causes each slave to save the specific time of reception of the telegram (with regard to its local clock) both on the outward 

and on the return paths. These saved time instants can be read by the master and calculated accordingly. 

Settings selectable via the TwinCAT Master 

Sendix multiturn encoders work with the SYNC0 pulse. The cycle time can be set down to the range 125 µs. Smaller values 

lead to the loss of real-time data. 

13-19 of 37



14 CANopen over EtherCAT (CoE) Object Directory 

Example of a complete CANopen object directory with the written objects 

(subject to technical changes) 

14-20 of 37



15 Default settings on delivery 

On delivery the following parameters have been factory set. 

Index (hex) Name Standard value 














Index (hex) Name Standard value 

Encoder Profile 

6000h Operating Parameters 0x04h Scaling on 









15-21 of 37



16 Error codes for SDO Services 

If an SDO request is given a negative evaluation, then a corresponding error code is issued in the “Abort SDO Transfer 

Protocol” 

16-22 of 37



17 SDO Objects in detail - Encoder Profile DS 306 V3.1 

Object 6000h Operating Parameters 

Bit 0: Code sequence: 0 = increasing when turning clockwise (cw) 

1 = increasing when turning counter-clockwise (ccw) 


Bit 2: Scaling Function: 0 = disable, 1 = enable; Standard: Bit = 1 (see Object 6001,6002) 


Bit13: Speed Format: 0 = RPM, 1 = Units /second 

Default Bit = 0 

Bit Function Bit = 0 Bit =1 C1 C2 

0 Code sequence CW CCW m* m* 


2 Enable scaling Disabled Enabled o m 

3 n.a. 


12 n.a. 

13 Speed Format RPM Units/sec o o 

14 n.a. 

15 n.a. 

*m = Function must be supported 

o = optional 

Object 6001h: measuring steps per revolution (Resolution) 

This parameter configures the desired resolution per revolution. The encoder itself then internally calculates the 

appropriate scale factor. 

MUR = Measuring steps per revolution (6001h) 

Data content: 

Range of values: 1....maximum physical resolution (65536) 16-bit 

Default setting: 8192 (13-bit) 

17-23 of 37



Object 6002h: Total Measuring Range (TMR) 

This parameters configures the total number Singleturn and Multiturn measuring steps. A factor will be applied 

to the maximum physical resolution. The factor is always < 1 . After the stated number of measuring steps, the 

encoder will reset itself to zero (notice limitations)* 

Data content: 

Range of values: TMR 1....maximum physical resolution (268.435.456) 28-bit 

Default setting: 33554432 (25-bit) 

Used abbreviations : 

GP_U = physical Total Measuring Range (2 28 Bit) 

STA_U = max. physical Single-Turn-Resolution ( 2 16 Bit) 

MUR = Measuring Units per Revolution Object 6001h MUR 

TMR = Total Measuring Range Object 6002h TMR (Total Measuring Range) 

% = In computing, the modulo operation finds the remainder of division of one number by another 

Example 1: Input Object 6001h MUR = 16384 

Max 

Total Measuring Range (TMR) 

TMR = ((GP_U / STA_U) * MUR) 

Number of Revolutions Multiturn = (GP_U / STA_U) = 4096 

TMR = (4096 * 16384) 

TMR = 67.108.864 

Input Object 6002h TMR = 67.108.864 

Number of Revolutions 

Max.physical Resolution 2^28 Bit 


= TMR 

1024 U 2048 U 

4095 .. 0 1 2 

17-24 of 37



Example 2 

* Limitations 

The calculated factor GP_U/ TMR should always be an integer number 

Position diagram 

Max 

k = GP_U/ TMR k= Integer number 

Example 1 k = 2 28 /67.108.864 = 4 -> no position fault at the end of MT 

Input Object 6001h MUR= 65000 

Input Object 6002h TMR= 65.000.000 

Calculated number of revolutions = 1000 (MT) 

k = GP_U/ TMR k= Integer number 

Fault k = 228 /65.000.000 = 4,1297 

Max.physical Resolution 2^28 Bit 


= TMR 

2000 U 

0 Number of Revolutions 

4000 U 

4000 0 1 2 

Error behavior 

MT resets the 

position value 

At the end oft the physical resolution (GP_U) it comes to a fault, because the input of k is no integer 

number. The Encoder resets the position at the end of the Multiturn to Zero. The same fault occurs 

immediately when after a preset to zero the maximum value of the Multiturn (4095) 

will be adjusted. 

17-25 of 37



Object 6003h: Preset Value 

The position value of the encoder will be set to this preset value. 

This allows, for example, for the encoder’s zero position to be compared with the machine’s zero position. 

Data content: 

Object 6004h: Position Value 

Range of values: 1.... maximum physical resolution (268435456) 28-bit 

Default setting: 0 

The Preset will be checked at input with the limitations of TMR 

The encoder transmits the current position value ( adjusted possibly by the scaling factor) 

Data content: 

Range of values: 1.... maximum physical resolution (268435456) 28-bit 

Actual Position value Pos = ((GP_U / STA_U) * MUR) % TMR 

17-26 of 37



Object 6030h: Speed Value 

The encoder transmits the current calculated speed (possibly with scaling factor) as a 16-bit value. 

The speed is dependent on the settings of Object 2130h. These values affect the calculation and the result. 

Data content: 

Range of values: -31767 ….. 0 .... +31768 RPM 

With values greater than 12000 RPM a warning message will be sent and the Warning Bit "Overspeed Bit 

0" in the Object Warnings 6505h will be set. 

The sign for the speed will also be output in the Working State Area as Bit 7. 

Object 6040h: Acceleration Value 

The encoder transmits the current calculated acceleration (correctly signed) as a signed 16-bit value. The 

acceleration is calculated from the changes in speed and is thus also indirectly dependent on the settings of 

Object 2130h. These values affect the calculation and the result. 

Data content: 

Range of values: 0.... +/- maximum acceleration 

Negative values signify a negative acceleration (speed drops) 

An average acceleration a is the time change of the speed v and can thus be described formally as the derivative 

speed with respect to time t; here an average acceleration is calculated from the difference of the speeds Δv at 2 

different points in time Δt (t2-t1). 

a = Δv /Δt or a = v2- v1 / t2-t1 

17-27 of 37



Object 6500h: Display Operating Status 

This Object displays the status of the programmed settings of Object 6000h. 

Data content: 

Data content: see Object 6000h 

Object 6502h: Number of programmable Multiturn revolutions 

This Object shows the number of revolutions, which the multiturn encoder can output. The value depends on the 

encoder type and is set to 4096 (12-bit). 

Object 6503h: Alarms 

Data content: 

Range of values: 0xFFFFh 

Default setting 1000h corresponds to 4096 

In addition to the errors that are signalled via emergency messages, Object 6503h provides for further error 

messages. The corresponding error bit is set to 1 for as long as the error condition applies. 

Data content: 

Bit No. Description Value = 0 Value = 1 

Bit 0 Position error Position value valid Position error 

Bit 1 Hardware check No error Error 

Bit 2..15 Not used 

If an error occurs, then in both cases an emergency message (ID=80h+node number) with the 

error code 1000h (Generic error) is sent. 

17-28 of 37



Object 6504h: Supported Alarms 

This Object is used to display which alarm messages are supported by the encoder (see 

Object 6503h). 

Data content: 

Object 6505h: Warnings 

Range of values: see Object 6503h 

The alarm message is supported when the bit is set to 1 

Example: 

Bit 0 = 1 Position error display is supported 

Warning messages show that tolerances of internal encoder parameters have been exceeded. With a warning 

message – unlike with an alarm message or emergency message – the measured value can still be valid. The 

corresponding warning bit will be set to 1 for as long as the tolerance is exceeded or the warning applies. 

Data content: 

Bit No. Description Value = 0 Value = 1 

Bit 0 Overspeed none exceeded 

Bit 1 Not used 

Bit 2 Watchdog Status System OK Reset carried out 

Bit 3 Operating time Below < 100000h > 100000h 

Bit 4..15 Not used 

When Bit 0 is active then simultaneously an emergency message (ID=80h+node number) with the 

Error code 4200h (device specific) is sent. 

When Bit 2 or 3 is active then simultaneously an emergency message (ID=80h+node number) 

with the Error code 5200h (Device Hardware) is sent. 

Object 6506h: Supported Warnings 

This Object is used to display which warning messages are supported by the encoder (see 

Object 6505h). 

Data content: 

Range of values: see Object 6505h 

The warning is supported when the bit is set to 1 

17-29 of 37



Object 6400h: Working Area State Register 2 values 

This Object contains the current state of the encoder position with respect to the programmed limits. The flags 

are either set or reset depending on the position of both limit values. The comparison with both limit values 

takes place in "real time" and can be used for real-time positioning or for limit switching. 

1= CCW smaller than larger than inside smaller than larger than inside 

0 = CW LowLimit2 HighLimit2 range 2 LowLimit1 HighLimit1 range 1 

Range of values 8-bit Data content see Bit 0...7 

Both limit values Object 6401h and 6402h must be checked to ensure that the output signals are 

correctly activated ! 

The sign for the speed will also be output in the Working State Area as Bit 7. 

1 = CCW direction of rotation / 0 = CW direction of rotation 

Object 6401h: Working Area Low Limit 2 values 

Object 6402h: Working Area High Limit 2 values 

These two parameters configure the working area. The state inside and outside this area can be signalled by 

means of Flag bytes (Object 6400h Working Area State). These area markers can also be used as software limit 

switches. 

Range of values: 1....maximum physical resolution (268435456) 28-bit 

Default setting: 33554432 (25-bit) Working Area High Limit 


Object 2103h: Firmware flash version 

This object is used to display the current firmware version as a 16-bit hexadecimal value. 

This value serves to verify that the device is to the latest revision. 

Object 2110h: Sensor Configuration Data 

Range of values: to FFFFh 

Example: 4FA6h current firmware 

This object is used to request the current configuration of the position sensor. 

The array is displayed as a hexadecimal value. 

17-30 of 37



Object 2120h: Actual temperature Position Sensor * 

This object is used to display the actual temperature inside the sensor as a 8-bit hexadecimal value. This value 

serves to determine the present temperature of the device. 

The following temperature benchmarks can be taken as a reference: 

-20°C corresponds to 0x2Ch 

0°C corresponds to 0x40h 

100°C corresponds to 0xA4h 

Example: Read out value 0x71h of Object 2120h 

0x71h – 0x40h = 0x31h corresponds to 49°C decimal 

Range of values to 00…FFh 

Example: 0x59 corresponds to ca. 25°C 

This object could be mapped to the PDO information. The accuracy of the measuring value averages to ± 6°C, as measured 

by the internal sensor logic. 

Object 2121h: Actual temperature lower limit Position Sensor 

Object 2122h: Actual temperature upper limit Position Sensor 

These objects are used to set the lower and upper temperature limits of the sensor as 8-bit hexadecimal values. 

The value serves to determine the trigger threshold for the emergency message. 

The following temperature benchmarks can be taken as a reference: 

-20°C corresponds to 0x2Ch 

0°C corresponds to 0x40h 

100°C corresponds to 0xA4h 

Range of values to 00…FFh 

Example: 0x20 corresponds to ca. -32°C 

If the temperature goes above or falls below this threshold, then an Emergency Message is triggered (see below) with the 

corresponding reaction. 

Range of values: 0x20h .. 0xACh 

Default setting: 0xA2h Temperature High Limit 


17-31 of 37



Object 2140h: Electronic Fingerprint [32 bytes] 

This object can be used to describe and store any 32 bytes of data. The current configuration is reloaded when 

switching on. 

The array is displayed as a hexadecimal value. 

18 Configuration of the speed output 

Range of values to 00…FF,FFh……. 

The speed of the encoder shaft is calculated as the difference in values between two physical (unscaled) position 

values with a dynamic time interval of 1ms, 10 ms or 100ms. 

In order that the speed calculation can be adapted to the application in question, the user has available to him 2 

configurable objects in the manufacturer-specific area. At high rotation speeds the integration period of the 

respective measurement can be reduced, in order to create correspondingly high dynamics. The number of 

average values can have a particular influence on the measurement dynamics and must be calculated specifically 

to the application. 

Accuracy of the speed measurement 

The measurement accuracy is largely dependent on the following parameters: 

• actual speed 

• programmed resolution/ revolution of the encoder (Object 6001h) 

• programmed number of average values (Object 2130h,3) 

• temporary change of speed (momentum) 

Object 2130h: Speed Adjustments* 

(Values for the speed calculation and display) *only for setting unit/sec 

The speed is calculated using the following formula: 

Change of position 

Speed = --------------------------- x unit factor x 60 in [RPM] or [steps/sec] 

Integration time 

A parameter under Object 2130,sub2 Speed correction is available as a multiplier for a unit factor. Enter under 

Object 2130,sub3 Number in History Table the number of measured values needed to create the moving average 

of the speed. The maximum range of values is 1...32. 

The speed output occurs either as RPM or as the number of steps per second in Object 6000h Bit 13. Using the 

parameter Object 2130,sub1 Position correction it is possible for example to specify the circumference of a 

measuring wheel, in order to influence the speed. 

18-32 of 37



19 Emergency Telegrams 

Emergency messages are triggered within the framework of internal device mechanisms and signalled to 

the Master via the EtherCAT Mailbox Service. 

The illustration shows a temperature warning for device Box 1 (Multiturn5868) Code Hex:5000 

Emergency Telegrams with a state change of the EtherCAT State Machine 

If, with an EtherCAT slave, the state change, e.g. from Preop to Safeop, cannot be executed, then an 

appropriate emergency telegram is transmitted. This telegram is constructed in a similar fashion to a 

device error and contains the relevant codes. 

The coding of the Emergency Error Codes in the first and second bytes and the Error Register in the third 

byte comply with the requirements of IEC 61158-26-12. See below for the available Error Codes: 

Illustration: Emergency Error Code 

The Error register indicates the current state of the State Machine 

Illustration: Error Register 

19-33 of 37



The value Diagcode provides information about the cause of the error: 

Emergency Telegrams with device error 

Die EtherCAT State Machine constantly monitors the status of the multiturn encoder for possible sources 

of errors. If an error is detected, then an emergency telegram with the relevant error code is triggered. If 

the fault is able clear itself, then this is again displayed with an emergency telegram having the Error Code 

“0000”. 

This procedure enables the Master to be kept informed automatically about each occurrence and exiting of 

a fault condition. 

The following table shows possible error codes supported by the Sendix multiturn encoders. 

19-34 of 37



Table of possible error codes for device faults: 

‘Supported codes’ 

A check is made on the error codes every 6 minutes; these are then updated to the latest condition. 

19-35 of 37



20 LED monitoring during operation 

yellow LEDs = Link A/Link B 

green LED = Operational state (State machine) 

red LED = Error 

Annunciators LED Description Cause of error Addendum 

Link A 

Link B + 

Error 

Link A 

Link B 

Link A 

Link B 

RUN 

Mode 

Link between Master 

and Slave not 

present 

Ethernet Link present, 

cables are connected 

Communication 

established between 

Master and Slave 

State Machine 

Operational mode 

Faulty cable 

No Ethernet port 

present 

Link LEDs not lit 

Red LED flashes at 1 sec intervals 

Device can be addressed by 

Ethernet Master 

Normally only occurs in 

combination with the yellow 

LINK LED 

20-36 of 37



Error LED combinations during operation 

Annunciators LED Description Cause of error Addendum 

Error 

Flashing 

RUN/Link 

active 

Error 

Flashing 

when 

switching on 

21 Definitions 

Explanation of Symbols: 

Red LED flashes 

Red LED flashes 

quickly 250 ms 

Over-temperature 

Sensor monitoring 

Single bit function error 

Sensor LED current 

monitoring 

No sensor present or Sensor 

faulty 

EEPROM defective 

Various flashing frequencies for the 

errors named 

Device must be checked 

This symbol highlights those parts of the text to which particular attention must be paid. This is to 

ensure correct usage and to eliminate danger. 

This symbol provides important advice concerning the proper handling of the encoder. Nonobservance 

of this advice can lead to malfunctions of the encoder or in the vicinity. 

This symbol refers to a special characteristic 

Factory default setting of the parameter 

21-37 of 37

Notice technique 

Codeur absolu 

monotour/multitours 

Série 58X8


Codeur absolu monotour/multitours EtherCAT 


Droits d’auteur 

Les droits d’auteur de la présente documentation sont protégés par la société Fritz Kübler GmbH. La présente 

documentation ne peut être ni modifiée, ni étendue, ni dupliquée, ni transmise à des tiers sans l’autorisation 

écrite de la société Fritz Kübler GmbH. 

Réserve de modifications 

Dans le cadre de nos efforts d’amélioration permanente de nos produits, nous nous réservons le droit d’apporter 

à tout moment des modifications techniques aux informations techniques contenues dans le présent document. 

Aucune garantie 

Fritz Kübler GmbH ne donne aucune garantie, implicite ou explicite, en rapport avec l’ensemble de la présente 

notice, et décline toute responsabilité en cas de dommages directs ou indirects. 

Informations sur le document 

Indice de modification 11-2012 

Copies d’écran utilisées 

Logiciel TwinCAT Manager ©Beckhoff 


EtherCAT® est une marque déposée et une technologie brevetée sous licence de Beckhoff Automation 

GmbH,Allemagne 



Tél. +49 (0) 7720-3903-0 

Fax +49 (0) 7720-21564 

E-Mail : info@kuebler.com 

Internet : www.kuebler.com 

2 de 38



Sommaire 

1 ETHERCAT - GENERALITES ........................................................ 5 

2 INSTRUCTIONS D’INSTALLATION GENERALES......................... 6 

CABLE DE LIAISON PORT B POWER PORT A .................................................................................................... 6 

AFFECTATION DES BROCHES M12 ETHERCAT PORT A ET PORT B ............................................................................... 6 

3 BASES DE ETHERCAT ................................................................... 6 

CAPACITE MULTI-PROTOCOLE – IMPLEMENTATION DE CANOPEN ................................................................................... 6 

CANOPEN OVER ETHERCAT ....................................................................................................................................... 7 

TRAITEMENT DES TELEGRAMMES.................................................................................................................................. 7 

TERMINAISON ACTIVE ET ETAT DES ESCLAVES ETHERCAT. ........................................................................................... 8 

4 MACHINE D’ETAT ETHERCAT ....................................................... 9 

5 CONFIGURATION DE ETHERCAT A L’AIDE DE BECKHOFF TWINCAT © -MANAGER 9 

AJOUT D’UN APPAREIL D’E/S ....................................................................................................................................... 9 

6 AJOUT DE MODULES D’ENTREE/SORTIE (BOX) ...................... 10 

COMPORTEMENT GENERAL ET REGLAGES DE BASE ..................................................................................................... 11 

REGLAGES DISTRIBUTED CLOCK................................................................................................................................ 12 

REGLAGES ACTUELS DES DONNEES PROCESS ............................................................................................................. 12 

DONNEES PROCESS (PDO) ........................................................................................................................................ 13 

INSTRUCTIONS PENDANT LA PHASE DE DEMARRAGE : .................................................................................................. 13 

IMPORTANT – NOUVEAU CHARGEMENT DES APPAREILS D’E/S ..................................................................................... 14 

PARAMETRAGE .......................................................................................................................................................... 14 

CHARGEMENT DU TABLEAU DES OBJETS COE ............................................................................................................. 14 

DONNEES EN LIGNE ................................................................................................................................................ 15 

A L’AIDE DE LA MACHINE D’ETAT ................................................................................................................................ 15 

7 IMPLEMENTATION DE CANOPEN PROFIL DE COMMUNICATION DS 301 16 

TRANSMISSION DE DONNEES ...................................................................................................................................... 16 

8 (MAPPAGE PDO) ........................................................................... 18 

9 ECHELLE ........................................................................................ 19 

CONFIGURATION ........................................................................................................................................................ 19 

10 DONNEES PROCESS AVEC SERVICE DSO ............................... 19 

11 SAUVEGARDE DES DONNEES DE CONFIGURATION .............. 19 

12 CHARGEMENT DES VALEURS STANDARDS ............................ 19 

13 DISTRIBUTED CLOCK .................................................................. 20 

REGLAGES SELECTIONNABLES A L’AIDE DU MAITRE TWINCAT : .................................................................................. 20 

14 CANOPEN OVER ETHERCAT (COE) TABLEAU DES OBJETS 21 

15 REGLAGES PAR DEFAUT A LA LIVRAISON .............................. 22 

PROFIL CODEUR ........................................................................................................................................................ 22 

16 CODES D’ERREUR POUR LES SERVICES SDO ........................ 23 

17 DETAIL DES OBJETS SDO - PROFIL CODEUR DS 306 V3.1 . 24 

OBJET 6000H OPERATING PARAMETERS ................................................................................................................... 24 

OBJET 6001H : PAS DE MESURE PAR TOUR (MUR) (RESOLUTION) .............................................................................. 24 

OBJET 6002H : NOMBRE TOTAL DES PAS DE MESURE ................................................................................................. 25 

OBJET 6003H : VALEUR DE PREPOSITIONNEMENT ...................................................................................................... 27 

OBJET 6004H : VALEUR DE POSITION ......................................................................................................................... 27 

OBJET 6030H : SPEED VALUE ................................................................................................................................... 28 

OBJET 6040H : ACCELERATION VALUE ...................................................................................................................... 28 

OBJET 6500H : AFFICHAGE DE L’OPERATING STATUS................................................................................................. 29 

3 de 38



OBJET 6502H : NOMBRE DE TOURS MULTITOURS........................................................................................................ 29 

OBJET 6503H : ALARMS ............................................................................................................................................ 29 

OBJET 6504H : SUPPORTED ALARMS ........................................................................................................................ 30 

OBJET 6505H : WARNINGS ........................................................................................................................................ 30 

OBJET 6506H : SUPPORTED WARNINGS .................................................................................................................... 30 

OBJET 6400H : WORKING AREA STATE REGISTER 2 VALEURS ................................................................................... 31 

OBJET 6401H : WORKING AREA LOW LIMIT 2 VALEURS ............................................................................................. 31 

OBJET 6402H : WORKING AREA HIGH LIMIT 2 VALEURS ............................................................................................ 31 

OBJET 2103H : VERSION DE FIRMWARE FLASH .......................................................................................................... 31 

OBJET 2110H : SENSOR CONFIGURATION DATA ......................................................................................................... 31 

OBJET 2110H : ACTUAL TEMPERATURE POSITION SENSOR * ...................................................................................... 32 

OBJET 2121H : ACTUAL TEMPERATURE LOWER LIMIT POSITION-SENSOR .................................................................... 32 

OBJET 2122H : ACTUAL TEMPERATURE UPPER LIMIT POSITION-SENSOR ..................................................................... 32 

OBJET 2140H : ELECTRONIC FINGERPRINT [32 OCTETS] ............................................................................................ 33 

18 CONFIGURATION DE LE SORTIE DE LA VITESSE.................... 33 

OBJET 2130H : SPEED ADJUSTMENTS* ...................................................................................................................... 33 

19 MESSAGES EMERGENCY ............................................................ 34 

MESSAGES EMERGENCY LORS DU CHANGEMENT D’ETAT DE LA MACHINE D’ETAT ETHERCAT ....................................... 34 

MESSAGES EMERGENCY EN CAS DE DEFAUT DE L’APPAREIL........................................................................................ 35 

TABLEAU DES CODES D’ERREUR POSSIBLES EN CAS DE DEFAUT DE L’APPAREIL : ......................................................... 36 

20 SIGNALISATION PAR LES LED PENDANT LE FONCTIONNEMENT 37 

LED JAUNES = LIAISON A/LIAISON B ......................................................................................................................... 37 

LED VERTE = RUN (MACHINE D’ETAT) ....................................................................................................................... 37 

LED ROUGE = ERREUR ............................................................................................................................................. 37 

COMBINAISONS D’ERREUR DES LED PENDANT LE FONCTIONNEMENT ........................................................................... 38 

21 DEFINITIONS.................................................................................. 38 

4 de 38



1 EtherCAT - Généralités 

Du point de vue EtherNet, un bus EtherCAT n’est rien d’autre qu’un seul grand périphérique EtherNet. Ce « périphérique » 

reçoit et émet des télégrammes EtherNet (Fig. 1). Cependant, ce « périphérique » ne comporte aucun contrôleur EtherNet 

muni d’un microprocesseur en aval, mais de nombreux esclaves EtherCAT. Ceux-ci traitent les télégrammes entrants à la 

volée et en extraient les données qui leur sont destinées ou y intègrent leurs données, et transmettent le télégramme à 

l’esclave EtherCAT suivant. Le dernier esclave EtherCAT renvoie le télégramme déjà entièrement traité, de sorte qu’il est 

renvoyé à la commande par le premier esclave – quasiment comme télégramme réponse. Cette possibilité exploite le fait 

qu’EtherNet possède des transmissions aller et retour séparées (lignes Tx et Rx) et travaille en mode full duplex. Il est 

naturellement possible, comme pour tous les autres périphériques EtherNet, d’établir une communication directe sans 

commutateur à l’aide d’un câble EtherNet « tourné », ce qui crée un système purement EtherCAT. 

Fig. 1 

La topologie d’un système de communication contribue de manière déterminante au succès de sa mise en œuvre dans 

l’industrie de l’automatisation. La topologie a une grande influence sur l’importance du travail de câblage, sur les 

caractéristiques de diagnostic, sur les possibilités d’introduction de redondances et sur les caractéristiques « Hot Plug and 

Play ». 

Le câblage en étoile utilisé généralement pour l’EtherNet standard (10Base-tx) présente certes des avantages du point de vue 

du « Hot Plug and Play » et de la redondance, mais le volume de travail de câblage et le nombre de commutateurs nécessaire 

sont difficilement acceptables dans le cas d’applications distribuées comportant de nombreux périphériques. Du point de vue 

logique, avec EtherCAT, les esclaves constituent un bus en anneau ouvert. A l’extrémité ouverte, le maître envoie, 

directement ou par l’intermédiaire de « commutateurs EtherNet », des télégrammes qu’il reçoit traités en retour à l’autre 

extrémité. Tous les télégrammes sont transmis par le premier périphérique aux périphériques suivants, et le dernier retourne 

le télégramme au maître. Comme un câble EtherNet normal a une structure bidirectionnelle (lignes Tx et Rx séparées) et que 

tous les esclaves EtherCAT peuvent transmettre en retour, ce dispositif crée une ligne physique. 

Des dérivations, possibles par principe en tout point, permettent de construire, à partir de la structure en ligne, une 

arborescence flexible. Une arborescence permet de réaliser des câblages simples : il est ainsi possible d’amener des branches 

individuelles par exemple dans des armoires électriques ou dans des modules de machines alors que la ligne principale va 

d’un module au suivante (Fig. 1). 

5 de 38



2 Instructions d’installation générales 

Câble de liaison Port B Power Port A 

Les câbles patch ou les câbles croisés EtherNet en qualité CAT5e, avec un 

système de connecteurs M12 (D-type) conviennent comme câbles de 

liaison. 

Type de câble : blindé torsadé par paires standard 

Ligne : caractéristiques de transmission conformes à ISO/IEC 11801 

Géométrie des connecteurs : M12, codage D conforme à IEC 61076-2-101 

Indice de protection : IP 65/67 (à l’état raccordé) 

Affectation des broches M12 EtherCAT Port A et Port B 

3 Bases de EtherCAT 

Capacité multi-protocole – implémentation de CANopen 

Les profils d’appareil utilisés constituent d’autres critères importants d’un système de bus de terrain pour la mise en œuvre 

de techniques d’entraînement. Ces profils assurent la compatibilité et l’échange efficace de données entre la commande et 

l’entraînement. Au lieu de réinventer la roue, EtherCAT mise ici sur une technique éprouvée. Les exigences de communication 

des bus de terrain modernes (données process, paramètres, TCP/IP parallèle, mise à jour du firmware, acheminement vers 

des systèmes de bus subordonnés, etc.) ne sont pas toutes supportées par un seul des protocoles disponibles. 

C’est pourquoi EtherCAT dispose de la capacité multi-protocole et réunit les différents protocoles dans une boîte aux lettres 

commune. Cette caractéristique facilite entre autres la conversion rapide et intégrale d’appareils existants en EtherCAT. Par 

exemple, CANopen over EtherCAT (CoE) s’applique à la technique des entraînements. 

6 de 38



Des protocoles comme EtherNet over Ether-CAT (EoE) et File Access over EtherCAT (FoE) permettent par exemple en option 

l’intégration un serveur web ou la remise à jour efficace du firmware à jour via le bus. 


Le protocole CoE permet l’utilisation de tous les profils CANopen – et donc également du profil codeur DS 406. Le protocole 

SDO est pris en charge directement, de sorte que les stacks CANopen existants et les appareils basés sur ceux-ci peuvent être 

utilisés dans ETherCAT quasiment sans modification. 

Des extensions sont définies en option ; elles 

suppriment d’une part la limitation à 8 octets 

et permettent d’autre part la lecture complète 

du répertoire d’objets. La machine d’état 

esclave EtherCAT correspond, à quelques 

détails près, à la machine d’état CANopen, de 

sorte que les modifications nécessaires sont 

limitées. Afin de permettre un comportement 

au démarrage plus claire, un autre état appelé 

« Safe-Operational » a été défini, dans lequel 

les entrées déjà valides (ici la position) sont 

transmises, alors que les sorties restent 

encore dans l’état sûr. 

Traitement des télégrammes 

Les télégrammes sont traités à la volée. Alors 

que les télégrammes –retardés de quelques 

bits seulement – sont déjà transmis, 

l’esclave reconnaît les instructions qui lui 

sont destinées et les exécute. Le traitement 

s’effectue dans le matériel et est ainsi 

indépendant des temps de réaction de 

microprocesseurs éventuellement 

raccordés. Chaque périphérique dispose 

d’une zone mémoire adressable de 64 

Koctets, dans laquelle il est possible de lire, 

d’écrire, ou de lire et d’écrire 

simultanément. 

Un télégramme EtherNet peut comporter 

plusieurs instructions EtherCAT, qui s’adressent chacune à un périphérique et/ou à une zone mémoire individuels. Les 

instructions EtherCAT sont transportées dans la zone des données d’un télégramme EtherNet et peuvent être codées soit via 

un « type Ether » soit via UDP/IP (Fig. 3à. LA première variante, avec un type Ether spécial, est limitée à un sous-réseau 

EtherNet ; c.-à-d. que les télégrammes correspondants ne sont pas transmis par les routeurs, mais, en règle générale, cela ne 

constitue pas une limitation pour les tâches de commande. L’adressage utilise l’adresse « EtherNet-MAC » du premier 

périphérique. Un premier périphérique EtherCAT spécial est nécessaire à cet effet ; celui-ci n’est pas nécessaire dans le cas 

d’une commande directe. 

7 de 38



Terminaison active et état des esclaves EtherCAT. 

Un télégramme reçu par le biais de la ligne Aller est traité et transmis (a). Des commutateurs entre les interfaces Rx et Tx 

permettent le tri des télégrammes (b). En cas d’interruption, le dernier esclave EtherCAT « intact » ferme la boucle de 

communication en reliant l’interface Tx de sa ligne Aller et l’interface Rx de la ligne Retour (c). Si aucun signal venant de la 

ligne Aller n’est présent sur l’interface Rx, l’interface Tx de la ligne Retour est reliée à l’interface Rx de la ligne Aller (d). 

Ligne 

Aller 

Ligne 

Aller 

Traitement du 

télégramme 

Traitement du 

télégramme 

Ligne 

Retour 

Ligne 

Aller 

Court-circuit Court-circuit 

Diagramme d’état – Commutation et fermeture de la boucle 

Traitement du 

télégramme 

Commutateur Commutateur 

Traitement du 

télégramme 

Ligne 

Retour 

Ligne 

Retour 

8 de 38



4 Machine d’état EtherCAT 

INIT – Le codeur se met en 

marche ; les valeurs mémorisées 

se chargent. 

Pre-Operational - Le codeur est 

prêt pour le paramétrage. Le 

transfert SDO peut avoir lieu. 

Safe-Operational – Le maître 

EtherCAT lit les valeurs de 

position du codeur. 

Operational - 

Le maître EtherCAT lit les valeurs 

de position du codeur en temps 

réel. 

5 Configuration de EtherCAT à l’aide de Beckhoff TwinCAT © -Manager 

Avant de pouvoir configurer les appareils EtherCAT, il faut copier les fichiers XML et les fichiers EDS dans le répertoire de 

Beckhoff-TwinCAT Manager. 

Exemple : (C:\Programme\TwinCAT\IO\EtherCAT). Après la copie des fichiers, il faut redémarrer le système TwinCAT. 

Ajout d’un appareil d’E/S 

Un clic droit de la souris sur E/A-Geräte (appareils d’E/S) ouvre le menu contextuel suivant : 

Sélection 

9 de 38



6 Ajout de modules d’entrée/sortie (box) 

Les différents modules d’entrée et de sortie (box) doivent maintenant être ajoutés sous les cartes de bus de terrain 

configurées, puis configurés ou reliés aux variables des projets API ou à d’autres systèmes run-time (p.ex. une tâche 

supplémentaire). 

Un clic droit de la souris sur l’appareil d’E/S en cours de configuration ouvre un menu contextuel. Comme son nom l’indique, 

ce menu dépend du contexte, c.-à-d. que des cartes de bus de terrain différentes correspondront souvent à des menus 

contextuels différents 

Tous les paramètres spécifiques à l’appareil sont alors disponibles. 

Sélectionner les réglages suivants : 

Sélection 

Kuebler GmbH -> Kuebler 5868 Multiturn -> Kuebler 5868DC IP (ou similaire) 

Le fichier XML contient tous les préréglages importants pour l’appareil concerné. 

Appareil 

10 de 38



Marquer la nouvelle box ajoutée à l’aide de la souris, puis sélectionner le registre 

« EtherCAT » -> Erweiterte Einstellungen (Réglages étendus) 

Marquer 

Comportement général et réglages de base 

Les réglages de base sont sauvegardés dans le fichier XML ; ils peuvent être modifiés. 

Aucune modification n’est cependant requise pour un fonctionnement sans défaut. 

11 de 38



Réglages Distributed Clock 

Réglages actuels des données process 

Mappage 

12 de 38



Les objets données process suivants sont préréglés : (Mappage PDO) 

• Position Value (valeur de position) 32 bits 

• Speed Value (valeur de vitesse) 32 bits avec signe 

• Working State Area (zone de travail) 8 bits 

• Temperature Sensor (capteur de température) 8 bits 

• Error Register (registre d’erreur) 8 bits 

Données process (PDO) 

Instructions pendant la phase de démarrage : 

Certaines configurations comme le mappage, la définition des gestionnaires de synchronisation et d’autres initialisations sont 

effectués pendant la phase de démarrage. 

13 de 38



Important – Nouveau chargement des appareils d’E/S 

Après des modifications ou après la première installation, les appareils d’E/S doivent être chargés et initialisés à nouveau. 

Paramétrage 

Chargement du tableau des objets CoE 

Pour charger l’ensemble du tableau 

des objets CoE en ligne, sélectionner 

« All Objects » 

Alternative : 

Il est également possible de charger 

les objets hors ligne à l’aide du fichier 

EDS fourni. Il faut pour cela 

sélectionner le chemin et le fichier 

EDS. 

Ensuite, tous les objets sont chargés 

depuis le fichier EDS hors ligne. 

Extrait du profil codeur actuel pour le paramétrage. 

Rechargement des appareils d’E/S 

Exemple 

Profil codeur 

14 de 38



Données EN LIGNE 

L’état DLL indique l’état courant 

des ports raccordés. 

Sur le port B : communication en 

cours, échange de données actif. 

Terminaison sur le port A, 

fermeture de la boucle. 

A l’aide de la machine d’état 

INIT – Le codeur se met en marche ; les valeurs mémorisées se chargent depuis l’EEprom 

Bootstrap – Si ce mode est supporté, il est ici possible de réaliser un transfert de fichiers (Bootstrap loader) 

Pre-Operational - Le codeur est prêt pour le paramétrage. Le transfert SDO peut avoir lieu. 

Safe-Operational – Le maître EtherCAT lit les valeurs de position du codeur. Les sorties sont ici en mode sûr. 

Safe-Operational – Le maître EtherCAT lit les valeurs de position du codeur. 

15 de 38



7 Implémentation de CANopen Profil de communication DS 301 

CANopen constitue une interface utilisateur homogène et simplifie ainsi la réalisation de systèmes réunissant les 

appareils les plus variés. CANopen est optimisé pour l’échange rapide de données dans des systèmes en temps 

réel et dispose de différents profils d’appareil qui ont été standardisés. L’association de fabricants et d’utilisateurs 

CAN in Automation (CiA) est responsable de l’élaboration et de la normalisation des profils correspondants. 

CANopen over EtherCAT offre 

• un accès confortable à tous les paramètres des appareils. 

• une lecture ou une émission simultanée de données 

CANopen fait appel à quatre objets de communication (COB) ayant des caractéristiques différentes 

• Objets de données process (PDO) pour des données en temps réel, 

• Objets de données service (SDO) pour la transmission de paramètres et de programmes, 

• Objets prédéfinis (Emergency) 

Tous les paramètres de l’appareil sont sauvegardés dans un répertoire d’objets . Ce répertoire d’objets contient 

la description, le type de données et la structure des paramètres, ainsi que l’adresse (index). 

Le répertoire se décompose en une partie profil de communication, une partie profil d’appareil, ainsi qu’en une 

partie spécifique au constructeur. 

Transmission de données 

CANopen fait appel, pour la transmission des données, à deux types de communication différents 

(COB=Communication Object) avec des caractéristiques différentes: 

• Objets de données service (SDO) 

• Objets de données process (PDO – avec possibilité de fonctionnement en temps réel) 

Les objets de données service (SDO) constituent le canal de communication pour la transmission de paramètres 

des appareils (p. ex. programmation de la résolution du codeur). Comme ces paramètres sont transmis de 

16 de 38



manière acyclique (p. ex. une seule fois lors du démarrage du réseau), les objets SDO ont une priorité basse. Les 

caractéristiques suivantes sont implémentées : 

17 de 38



Les objets de données process (PDO) sont utilisés pour l’échange hautement dynamique de données en temps 

réel (p. ex. position du codeur, vitesse, état des positions de référence) d’un nombre d’octets variable. Le 

télégramme EtherCAT ne s’adresse pas à des objets, mais il contient directement les contenus des données 

process de paramètres mappés au préalable. 

8 (Mappage PDO) 

Les valeurs suivantes sont préréglées au moyen d’un mappage statique : 

• Position Value 32 bits Plage de valeurs 28 bits : 0…268.435.456 

• Speed Value 32 bits (VZ) Plage de valeurs 16 bits : 31768 …31768 trs/min. 

• Working State Area 8 bits 0…FFh 

• Temperature Sensor 8 bits 0…FFh (actualisation toutes les 60 sec.) 

• Error Register 8 bits 0…FFh 

Les données process ne sont disponibles qu’en mode Online (Safe-OP, OP). 

18 de 38



9 Echelle 

Configuration 

Le programme de configuration fournit en général un masque de saisie pour le paramétrage (la saisie) des données de 

résolution, de sens de comptage, etc. 

Pour une échelle standard, procéder comme suit : 

o Avec MUR (objet 6001h) et TMR (6002h) 

o Une rotation correspond exactement à MUR = valeurs TMR 

Positionéchelle = ((Positionsans échelle / résolution monotour) * MUR) % TMR 

10 Données process avec service DSO 

La lecture et l’écriture de tous les paramètres est supportée par le service SDO et le tableau des objets. Le maître 

EtherCAT initie un ordre par une requête SDO avec l’index et le sous-index de l’objet. Le tableau des objets de 

l’esclave est consulté et l’objet correspondant est traité en lecture ou en écriture. 

11 Sauvegarde des données de configuration 

Pour sauvegarder les paramètres modifiés de sorte à les protéger contre les pannes de courant, il faut 

impérativement les transférer dans la MEMOIRE FLASH à l’aide de l’objet 1010h (sauvegarde des paramètres). 

Toutes les données sauvegardées auparavant dans la MEMOIRE FLASH sont écrasées ! 

Ce même sous-index permet la sauvegarde de tous les objets de communication, objets applicatifs et objets 

spécifiques au constructeur. Cette opération nécessite environ 200 ms. Afin d’éviter une sauvegarde par 

mégarde, cette instruction n’est exécutée que si la chaîne de caractères « save » est enregistrée comme mot de 

code dans ce sous-index. 

Un accès en lecture au sous-index 1h fournit des informations sur la fonctionnalité de sauvegarde. 

Octet 0 : 73h (code ASCII pour « s ») 

Octet 1 : 61h (code ASCII pour « a ») 

Octet 2 : 76h (code ASCII pour « v ») 

Octet 3 : 65h (code ASCII pour « e ») 

Important : Cette opération ne peut s’exécuter qu’en mode Pre-Operational. 

12 Chargement des valeurs standards 

L’instruction « load » dans l’objet 1011h, sous-index 1h permet la réinitialisation de tous les paramètres à leurs 

valeurs standards. Afin d’éviter un chargement des valeurs standards par mégarde, cette instruction n’est 

exécutée que si la chaîne de caractères « load » est enregistrée comme mot de code dans ce sous-index. 

Octet 0 : 6Ch (code ASCII pour « l ») 

Octet 1 : 6Fh (code ASCII pour « o ») 

Octet 2 : 61h (code ASCII pour « a ») 

Octet 3 : 64h (code ASCII pour « d ») 

19 de 38




Les Distributed Clocks permettent, dans EtherCAT, d’avoir la même heure pour tous les périphériques du bus. Un périphérique 

sélectionné possède l’horloge maître (Master Clock) sur laquelle les autres périphériques, ainsi que la commande, se 

synchronisent. Pour cela, la commande émet à intervalles définis (suffisamment fréquemment pour que les horloges des 

esclaves ne dévient pas entre elles) un télégramme spécial, dans lequel le périphérique muni de l’horloge maître enregistre son 

heure courante. Cette information est ensuite lue par 

les périphériques du bus munis d’une horloge esclave 

depuis ce même télégramme. Cette procédure est 

permise par la structure en anneau d’EtherCAT à la 

condition que l’horloge maître soit disposée avant les 

horloges esclaves. 

L’Asic EtherCAT offre en outre au microcontrôleur 

raccordé la possibilité de régler son horloge locale sur 

l’horloge esclave grâce à une unité Capture/Compare (acquisition/comparaison). Dans la Fig. 4, les Distributed Clocks des 

esclaves 1 et 4 ne sont pas activés. 

L’esclave 2 est positionné dans l’anneau avant l’esclave 3 et l’esclave 5, et est de ce fait l’horloge maître. Comme il existe un 

léger retard dû à chaque esclave sur le trajet aller comme sur le trajet retour – aussi bien du fait du périphérique même que 

du trajet entre les périphériques – il faut tenir compte du temps de parcours entre l’horloge maître et chaque horloge 

esclave lors de la synchronisation des horloges esclaves. Pour mesurer ce temps de parcours, le maître envoie une 

instruction de lecture à tous les périphériques ordonnant à tous les esclaves de mémoriser le moment de la réception du 

télégramme (son horloge locale) sur le trajet aller et sur le trajet retour Ces moments mémorisés peuvent être lus par le 

maître et utilisés de manière appropriée. 

Réglages sélectionnables à l’aide du maître TwinCAT : 

Les codeurs multitours Sendix utilisent l’impulsion SYNCO. Le temps de cycle peut être réglé jusqu’à une plage de 125 µs. 

Des valeurs inférieures entraînent la perte des donnes en temps réel. 

20 de 38



14 CANopen over EtherCAT (CoE) Tableau des objets 

Exemple d’un tableau des objets CANopen complet avec les objets chargés 

(sous réserve de modifications techniques) 

21 de 38



15 Réglages par défaut à la livraison 

Les paramètres sont réglés comme suit en usine pour la livraison. 

Index (hex) Nom Valeur standard 














Index (hex) Nom Valeur standard 

Profil Codeur 

6000h Operating Parameter 0x04h Scaling on 









Les valeurs standards d’origine (valeurs par défaut à la livraison) peuvent être restaurées en chargeant 

l’objet 1011, sous-index2 « Factory defaults ». 

22 de 38



16 Codes d’erreur pour les services SDO 

Si une requête SDO reçoit une réponse négative, un code d’erreur correspondant est émis dans le « Abort SDO Transfer 

Protocol ». 

Code d’erreur hexadécimal Description 

0503 0000 Le bit de bascule n’a pas changé. 

0504 0000 Expiration du délai d’attente du protocole SDO (timeout). 

0504 0001 Réception d’une instruction invalide. 

0504 0005 Mémoire insuffisante. 

0601 0000 Accès à un objet (paramètre) non supporté. 

0601 0001 Essai de lecture d’un paramètre en « écriture seule ». 

0601 0002 Essai d’écriture d’un paramètre en « lecture seule ». 

0602 0000 Objet (paramètre) introuvable dans le répertoire des objets. 

0604 0041 L’objet ne peut pas se représenter dans un PDO. 

0604 0042 La quantité ou la longueur des objets à transmettre dépasse la longueur du PDO. 

0604 0043 Incompatibilité générale des paramètres. 

0604 0047 Incompatibilité générale interne des appareils. 

0606 0000 Accès refusé du fait d’un défaut hardware. 

0607 0010 Type de donnée erroné ou longueur du paramètre de service incorrecte. 

0607 0012 Type de donnée erroné ou paramètre de service trop long. 

0607 0013 Type de donnée erroné ou paramètre de service trop court. 

0609 0011 Sous-index introuvable. 

0609 0030 Valeur du paramètre invalide (uniquement pour un accès en écriture). 

0609 0031 Valeur du paramètre trop grande. 

0609 0032 Valeur du paramètre trop petite. 

0609 0036 Valeur maximale inférieure à la valeur minimale. 

0800 0000 Erreur générale. 

0800 0020 Impossible de transférer les données à l’application ou de les mémoriser. 

0800 0021 Impossible de transférer les données à l’application ou de les mémoriser du fait 

de la commande locale. 

0800 0022 Impossible de transférer les données à l’application ou de les mémoriser du fait 

de l’état de l’appareil. 

0800 0023 Echec de la génération dynamique du répertoire des objets ou aucun répertoire 

des objets disponible (existe-t-il une configuration valide dans le convertisseur ?). 

23 de 38



17 Détail des objets SDO - Profil Codeur DS 306 V3.1 

Objet 6000h Operating Parameters 

Bit 0 : Séquence du code : 0 = croissant pour une rotation en sens horaire (cw) 

1 = croissant pour une rotation en sens antihoraire (ccw) 

Défaut : Bit = 0 

Bit 2 : Fonction d’échelle : 0 = disable, 1 = enable; Standard: Bit = 1 (voir objet 6001,6002) 


Bit 13 : Speed Format : 0 = tours/minute, 1 = unités/seconde 


Bit Fonction Bit = 0 Bit =1 C1 C2 

0 Séquence du code CW CCW m* m* 


2 Activation du facteur d’échelle Disabled Enabled o m 

3 n.a. 


12 n.a. 

13 Speed Format Trs/min. Unités/sec. o o 

14 n.a. 

15 n.a. 

*m = la fonction doit être supportée 

o = optionnel 

Objet 6001h : Pas de mesure par tour (MUR) (Résolution) 

Ce paramètre permet le réglage de la résolution requise par tour. Le codeur calcule en interne le facteur d’échelle 

correspondant. 

MUR = Pas de mesure par tour (6001h) 

Contenu des données : 

Plage de valeurs : 1….résolution physique maximale (65536) 16 bits 

Réglage par défaut : 8192 (13 bits) 

24 de 38



Objet 6002h : Nombre total des pas de mesure 

Ce paramètre permet le réglage du nombre total de pas de mesure, monotour et multitours. La résolution 

physique maximale est affectée d’un facteur. Ce facteur est toujours < 1. Après avoir atteint la position totale des 

pas de mesure affectée du facteur d'échelle, le codeur se remet à zéro (avec des restrictions)* 


Plage de valeurs : 1….résolution physique maximale (268435456) 2 28 bits 

Réglage par défaut : 33554432 (25 bits) 

Exemple de calcul d’un facteur d’échelle 

Abréviations utilisées : 

GP_U = Position totale sans facteur d’échelle (résolution physique maximale du codeur 2 28 bits) 

STA_U = Résolution monotour sans facteur d’échelle (résolution max. pour un tour 2 16 bits) 

MUR = Résolution monotour affectée du facteur d’échelle = objet 6001h MUR (Measuring Units per Revolution) 

TMR = Résolution totale affectée du facteur d’échelle = objet 6002h TMR (Total Measuring Range) 

% = Modulo, calcule le reste de la division 

Exemple 1 : Saisie Objet 6001h MUR = 16384 

Position totale Echelle = ((GP_U / STA_U) * MUR) 

Max 

Gesamtposition Position totale (TMR) (TMR) 

Nombre de tours Multitours = (GP_U / STA_U) = 4096 

Position totale Echelle = (4096 * 16384) 

Position totale Echelle = 67 108 864 = TMR 

Saisie Objet 6002h TMR = 67.108.864 

Résolution Max.physikalische physique Auflösung max. 2^28 2^28 bits Bit 

Résolution Singleturn monotour Resolution (MUR) * 4096 * 4096 

= = TMR 

1024 1024 trs U 2048 Utrs 

0 Anzahl Nombre Multiturn de tours Umdrehungen 

multitours 

4095 .. 0 1 2 

25 de 38



Exemple 2 : 

* Restrictions 

Veiller, pour la position totale affectée du facteur d’échelle (TMR), à ce que la valeur 

programmée soit toujours un diviseur entier de la résolution totale GP_U. 

k = GP_U/ TMR k= nombre entier 

Exemple 1 : k = 2 28 /67.108.864 = 4 -> Pas d’erreur de position lors du report MT 

Saisie Objet 6001h MUR= 65000 

Saisie Objet 6002h TMR= 65.000.000 

Nombre de rotations MT calculé = 1000 

k = GP_U/ TMR k= nombre entier 

Erreur k = 2 28 /65.000.000 = 4,1297 

Il s’ensuit le diagramme de position suivant 

Gesamtposition Position totale (TMR) 

Résolution physique max. 2^28 bits 

Résolution monotour (MUR) * 4096 

= TMR 

2000 trs 4000 trs 

Nombre de tours multitours 

Erreur – le 

comptage multitours 

retourne à zéro 

Une erreur apparaît lorsque la résolution physique du codeur est atteinte, car la valeur 

saisie pour TMR n’est pas un diviseur entier de la résolution physique maximale, c.-à-d. 

que le codeur émet de nouveau la position zéro à la fin de la plage multitours (4095) dans 

le sens de rotation croissant. La même erreur apparaît immédiatement si le codeur est 

remis à zéro par un prépositionnement et atteint ensuite la valeur multitours maximale 

(4095). 

26 de 38



Objet 6003h : Valeur de prépositionnement 

La valeur de la position du codeur est réglée à cette valeur de prépositionnement. 

Il est ainsi possible, par exemple, d’aligner la position zéro du codeur et la position zéro de la machine. 



Réglage par défaut : 0 

Lors de la saisie de la valeur de prépositionnement, le système vérifie automatiquement si le point se 

trouve dans le facteur d’échelle activé ou dans la plage de mesure totale, faute de quoi la saisie est 

refusée. 

Objet 6004h : Valeur de position 

Le codeur émet la valeur de la position courante (le cas échéant affectée du facteur d’échelle). 



Réglage par défaut : position courante 

Emission de la position courante = ((GP_U / STA_U) * MUR) % TMR (Division Modulo) 

27 de 38



Objet 6030h : Speed Value 

Le codeur émet la vitesse calculée courante (le cas échéant affectée du facteur d’échelle) sous la forme d’une 

valeur signée en 16 bits. La vitesse dépend des réglages de l’objet 2130h. Ces valeurs influencent le calcul et le 

résultat. 


Plage de valeurs : -31767 ….. 0 .... trs/min. 

Pour les valeurs supérieures à 12000 tours/min., un message d’avertissement est émis et le bit 

d’avertissement « Dépassement de la vitesse de rotation bit 0 » de l’objet Warning 6505h est activé. 

Le signe de la vitesse est émis en supplément dans le bit 7 dans la zone Working State Area. 

Objet 6040h : Acceleration Value 

Le codeur émet l’accélération calculée courante (avec le signe correspondant) sous la forme d’une valeur signée 

en 16 bits. L’accélération est calculée sur la base des changements de vitesse et dépend de ce fait indirectement 

aussi des réglages de l’objet 2130h. Ces valeurs influencent le calcul et le résultat. 


Plage de valeurs : 0.... +/- accélération maximale 

Une valeur négative indique une accélération négative (la vitesse de rotation ralentit) 

Une accélération moyenne a correspond à l’évolution dans le temps de la vitesse v et peut ainsi se décrire de 

manière formelle par la dérivée de la vitesse en fonction du temps t ; une accélération moyenne est calculée ici 

sur la base de la différence des vitesses Δv à deux moments différents Δt (t2-t1). 

a = Δv /Δt ou a = v2- v1 / t2-t1 

28 de 38



Objet 6500h : affichage de l’Operating Status 

Cet objet indique l’état des réglages programmés pour l’objet 6000h. 


Contenu des données : voir l’objet 6000h 

Objet 6502h : Nombre de tours multitours 

Cet objet indique le nombre de tours que le codeur multitours peut émettre. Cette valeur dépend du type de 

codeur et est réglée à 4096 (12 bits). 

Objet 6503h : Alarms 


Plage de valeurs : 0xFFFFh 

Réglage par défaut 1000h correspondant à 4096 

En plus des erreurs signalées par les messages d’urgence (emergency messages), l’objet 6503h dispose d’autres 

messages d’erreur. Le bit d’erreur correspondant est mis à 1 tant que l’erreur est présente. 


N° de bit Désignation Valeur = 0 Valeur = 1 

Bit 0 Erreur de position Valeur de position valide Erreur de position 

Bit 1 Vérification du 

hardware 

Pas de défaut Défaut 

Bit 2..15 Non utilisés 

Dans les deux cas, un message d’urgence (ID=80h+numéro de nœud) est envoyé en même temps 

que le code d’erreur 1000h (Generic error) lors de l’apparition d’une alarme. 

29 de 38



Objet 6504h : Supported Alarms 

Cet objet indique les messages d’alarme supportés par le codeur (voir objet 6503h). 


Objet 6505h : Warnings 

Plage de valeurs voir objet 6503h 

Un bit à 1 signifie que le message d’alarme est supporté 

Exemple : 

Bit 0 = 1 L’affichage du défaut de position est supporté 

Les messages d’avertissement signalent le dépassement des tolérances de paramètres internes du codeur. A 

l’opposé des messages d’alarme ou d’urgence, la valeur de la mesure peut être valide malgré tout lors de 

l’apparition d’un message d’avertissement. Le bit d’avertissement correspondant est mis à 1 tant que le 

dépassement de la tolérance ou l’avertissement est présent. 


N° de bit Désignation Valeur = 0 Valeur = 1 

Bit 0 Dépassement de la vitesse 

de rotation 

Pas de dépassement Dépassement 

Bit 1 Non utilisé 

Bit 2 Etat du Watchdog Système en ordre Reset exécuté 

Bit 3 Temps de fonctionnement Inférieur à 100000h Supérieur à 100000h 

Bits 4..15 Non utilisés 

Si le bit 0 est activé, un message Emergency (ID=80h+numéro de nœud) est émis en même temps 

que le code d’erreur 4200h (Device-specific). 

Si le bit 2 ou le bit 3 est activé, un message Emergency (ID=80h+numéro de nœud) est émis en 

même temps que le code d’erreur 5200h (Device hardware). 

Objet 6506h : Supported Warnings 

Cet objet indique les messages d’avertissement supportés par le codeur (voir objet 6505h). 


Plage de valeurs voir objet 6505h 

Un bit à 1 signifie que le message d’avertissement est supporté 

30 de 38



Objet 6400h : Working Area State Register 2 valeurs 

Cet objet contient l’état actuel de la position du codeur par rapport aux limites programmées. Les drapeaux sont 

activés ou désactivés en fonction de la position des deux valeurs extrêmes. La comparaison avec les deux valeurs 

extrêmes s’effectue en « temps réel » et peut s’utiliser pour le positionnement en temps réel ou pour le 

déclenchement en fin de course. 

1= CCW inférieur à supérieur à dans inférieur à supérieur à dans 

0 = CW LowLimit2 HighLimit2 zone2 LowLimit1 HighLimit1 zone 1 

Plage de valeurs 8 bits Contenu des données voir bit 0...7 

Il faut vérifier les deux valeurs limites objet 6401h et objet 6402h afin que les signaux de sortie s’activent 

correctement ! 

Le signe de la vitesse est émis en supplément dans le bit 7 dans la zone Working State Area. 

1 = rotation en sens anti-horaire / 0 = rotation en sens horaire 

Objet 6401h : Working Area Low Limit 2 valeurs 

Objet 6402h : Working Area High Limit 2 valeurs 

Ces deux paramètres permettent de définir la zone de travail. L’état, à l'intérieur ou à l'extérieur de cette zone, 

peut être signalé au moyen de bits drapeaux (Objet 6400h Working Area State). Ces marqueurs de zone peuvent 

également faire office de fins de course logiciels. 


Réglage par défaut : 33554432 (25 bits) Working Area High Limit 


Objet 2103h : Version de firmware Flash 

Cet objet indique la version actuelle du firmware sous la forme d’une valeur hexadécimale en 16 bits. 

Cette valeur permet de vérifier le niveau courant de l’appareil. 

Objet 2110h : Sensor Configuration Data 

Plage de valeurs jusqu’à FFFFh 

Exemple : 4FA6h Firmware actuel 

Cet objet permet la consultation de la configuration courante du capteur de position. 

Le tableau est représenté sous la forme d’une valeur en octets hexadécimaux. 

31 de 38



Objet 2110h : Actual temperature Position Sensor * 

Cet objet indique la température courante à l’intérieur du capteur sous la forme d’une valeur hexadécimale en 16 

bits. Cette valeur permet de déterminer la température instantanée à l’intérieur de l’appareil. 

Plage de valeurs jusqu’à 00…FFh 

Exemple : 0x59 correspond environ à 25°C 

Les indications de température suivantes peuvent être prises comme référence : 

-20°C correspond à 0x2Ch 

0°C correspond à 0x40h 

100°C correspond à 0xA4h 

Exemple : Valeur lue 0x71h de l’objet 2120h 

0x71h – 0x40h = 0x31h correspond à 49°C décimal 

* La valeur de température peut être mappée sous la forme d’une valeur en 8 bits avec les données process, où elle sera 

actualisée toutes les 60 secondes. La précision est de ± 6°C, la mesure est réalisée à l’intérieur de l’électronique du codeur. 

Objet 2121h : Actual temperature lower limit Position-Sensor 

Objet 2122h : Actual temperature upper limit Position-Sensor 

Ces objets permettent le réglage des limites de température supérieure/inférieure du capteur sous la forme d’une 

valeur hexadécimale en 8 bits. Cette valeur permet de déterminer le seuil de déclenchement du message 

Emergency. 

Plage de valeurs jusqu’à 00…FFh 

Exemple : 0x20 correspond environ à -32°C 

Les indications de température suivantes peuvent être prises comme référence : 

-20°C correspond à 0x2Ch 

0°C correspond à 0x40h 

100°C correspond à 0xA4h 

Un message Emergency (voir plus bas) est émis lorsque la température dépasse ce seuil par le haut ou par le bas et, par 

conséquent, une réaction correspondante se déclenche. 

Plage de valeurs : 0x20h .. 0xACh 

Réglage par défaut : 0xA2h Temperature High Limit 


32 de 38



Objet 2140h : Electronic Fingerprint [32 octets] 

Cet objet permet l'écriture à volonté et la mémorisation de données en 32 bits. La configuration courante est 

rechargée à la mise sous tension. 

Le tableau est représenté sous la forme d’une valeur en octets hexadécimaux. 

18 Configuration de le sortie de la vitesse 

Plage de valeurs jusqu’à FF, FFh… 

La vitesse de rotation de l’arbre du codeur se détermine comme une différence de valeur entre deux valeurs de 

position physiques (non modifiées par un facteur d’échelle) avec un écart de temps dynamique de 1 ms, 10 ms ou 

100 ms. 

L’utilisateur dispose de 2 objets paramétrables dans la zone spécifique au constructeur pour l’adaptation de la 

détermination de la vitesse à l’application. Aux vitesses de rotation élevées, il est possible de réduire la durée 

d’intégration de chaque mesure afin d'obtenir une dynamique élevée appropriée. Le nombre de valeurs 

moyennes a une influence en particulier sur la dynamique des mesures ; il doit être déterminé spécifiquement 

pour chaque application. 

Précision de la mesure de vitesse 

La précision de la mesure dépend pour l’essentiel des paramètres suivants : 

• vitesse réelle 

• résolution paramétrée / tour du codeur (objet 6001h) 

• nombre de valeurs moyennes paramétré (objet 2130h,3) 

• modification temporelle de la vitesse (dynamique propre) 

Objet 2130h : Speed Adjustments* 

(Valeurs pour la mesure et l’affichage de la vitesse) *uniquement pour le réglage unité/sec. 

La vitesse se calcule à l’aide de la formule suivante : 

Changement de position 

Vitesse = ---------------------------------- x Facteur d’unité x 60 en [trs/min.] ou [pas/sec.] 

Durée d’intégration 

Un paramètre est disponible dans l’objet 2130,sub2 Speed correction, comme multiplicateur pour un facteur 

d’unité. L’objet 2130, sub3 Number in History Table contient le nombre de valeurs de mesure utilisées pour la 

formation de la valeur moyenne glissante de la vitesse. La plage de valeurs maximale est de 1…32. 

La vitesse est donnée soit en tours/minute soit en nombre de pas par seconde dans l’objet 6000h bit 13. Le 

paramètre objet 2130,sub1 Position correction peut par exemple contenir la périphérie d’une roue mesureuse, 

afin d’influer sur la vitesse. 

33 de 38



19 Messages Emergency 

Les messages Emergency sont émis dans le cadre de mécanismes internes aux appareils et transmis au 

maître par l’intermédiaire du service de boîte aux lettres d’EtherCAT. 

L’illustration représente un avertissement de température de l’appareil Box 1 (multitours5868) Code Hex:5000 

Messages Emergency lors du changement d’état de la machine d’état EtherCAT 

Si le changement d’état d’un esclave, par exemple de Preop en Safeop, ne peut pas être réalisé, un 

message Emergency correspondant est émis. La structure de ce message est identique à celle d’un défaut 

de l’appareil en contient les codes correspondants. 

Message Emergency en cas de défaut lors d’un changement d’état 

Le codage du code d’erreur Emergency dans le premier et le deuxième octet et du registre d’erreur dans 

le troisième octet sont conformes aux prescriptions de IEC 61158-26-12. Les codes d’erreur disponibles 

sont indiqués ci-dessous : 

Code d’erreur Emergency Description 

A000hex 

A001hex 

Illustration : codes d’erreur Emergency 

Echec au passage de Pre-Operational en 

Safe-Operational 

Echec au passage de Safe-Operational en - 

Operational 

Le registre d’erreur indique l’état courant de la machine d’état 

Registre d’erreur Etat de la machine d’état EtherCAT 

1hex 

Initialisation 

2hex 

Pre-Operational 

3hex 

Safe-Operational 

Operational 

4hex 

Illustration : registre d’erreur 

34 de 38



La valeur de Diagcode indique la cause du défaut : 

DiagCode Description 

00hex 

01hex 

02hex 

03hex 

04hex 

05hex 

06hex 

07hex 

08hex 

09hex 

0ahex 

0bhex 

0chex 

0dhex 

0ehex 

0fhex 

SyncManager à une adresse invalide 


Longueur du PDO incorrecte 

Mauvais paramétrage du SyncManager 













Messages Emergency en cas de défaut de l’appareil 

SyncManager 0 

(écriture boîte aux lettres) 

SyncManager 1 

(lecture boîte aux lettres) 

SyncManager 2 

(émission données process) 

SyncManager 3 

(réception données process) 

La machine d’état CANopen surveille en permanence l’état du codeur multitours pour détecter les possibles 

causes de défauts. Si un défaut est détecté, un message Emergency accompagné du code d’erreur 

correspondant est émis. Si le défaut disparaît de lui-même, cette disparition est signalée par un autre 

message Emergency accompagné du code d’erreur « 0000 ». 

Cette procédure permet d’informer le maître automatiquement de toute apparition et disparition d’un 

défaut. 

La page suivante présente un tableau des codes d’erreur possibles supportés par le codeur multitours Sendix. 

35 de 38



Tableau des codes d’erreur possibles en cas de défaut de l’appareil : 

L’actualité des codes d’erreur est vérifiée et réactualisée toutes les 6 minutes. 

Codes supportés 

36 de 38



20 Signalisation par les LED pendant le fonctionnement 

LED jaunes = Liaison A/Liaison B 

LED verte = RUN (machine d’état) 

LED rouge = Erreur 

Indication LED Signification Cause de l’erreur Indications 

complémentaires 

Link A 

Link B + 

Erreur 

Link A 

Link B 

Run 

Link A 

Link B 

Run 

Mode RUN 

Pas de liaison entre le 

maître et l’esclave 

Liaison EtherNet 

active, les câbles sont 

branchés 

Communication entre 

le maître et l’esclave 

établie 

Etats de la machine 

d’état 

Description du voyant RUN (LED verte) 

Etat Description 

Câble défectueux 

Pas de port EtherNet 

présent 

LED éteinte en permanence. 

Aucune communication possible entre le maître et 

Aucun échange de données process n’est possible dans cet état. 

Les LED des liaisons restent éteintes 

La LED rouge clignote à un rythme 

de 1 sec. 

Le maître EtherNet peut s’adresser 

à l’appareil 

Mastersoftware nicht geladen 

La LED de liaison clignote, la 

machine d’état est en mode INIT, la 

LED verte est éteinte 

Différents états de la machine 

d'état (voir tableau suivant) 

Transmission des valeurs réelles de l’entraînement au maître. 

Il n’est cependant pas possible de transmettre des valeurs de consigne à l’entraînement. 

LED allumée en permanence. 

L’échange intégral de données est actif. 

Il est maintenant possible de transmettre aussi des valeurs de consigne à l’entraînement. 

37 de 38



Combinaisons d’erreur des LED pendant le fonctionnement 

Indication LED Signification Cause de l’erreur Indications complémentaires 

Erreur 

Clignotante 

RUN/Liaison 

active 

Liaison A 

Liaison B + 

Erreur 

Erreur 

Clignotante 

A la mise 

sous tension 

21 Définitions 

Explication des symboles : 

Clignotement de la 

LED rouge 


LED rouge 

1 seconde 


LED rouge 

Rapide 250 ms 

Dépassement de la 

température 

Surveillance du capteur 

Erreur de code 

Surveillance du courant des 

LED du capteur 

Câble défectueux 

Pas de port EtherNet présent 

Pas de capteur ou capteur 

défectueux 

EEprom défectueuse 

Différentes fréquences de 

clignotement en fonction du défaut. 

Les LED des liaisons restent éteintes 

La LED rouge clignote à un rythme de 1 

sec. 

Retourner l’appareil pour vérification 

Ce symbole accompagne des parties de texte à prendre en compte de manière particulière afin de 

garantir le bon fonctionnement de l’appareil et d’exclure tout risque. 

Ce symbole accompagne des indications importantes pour la bonne utilisation du codeur. Le nonrespect 

de ces indications peut entraîner des défauts du codeur ou de son environnement. 

Ce symbole indique une particularité. 

Réglage d’usine par défaut des paramètres 

38 de 38

Bedienungsanleitung EtherCAT - Kübler

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?