EPOS2 / EPOS4: Serial data frame Fehlermeldungen (USB / RS232)

Thema:

• Welche Ursachen können die "Serial data frame" Fehlermeldungen (mit den Error Codes 0x3400 0006 oder 0x3400 0007) der "EPOS Command Library" typischerweise haben?
• Was sollte bei "Serial data frame" Fehlermeldungen überprüft werden?
• Welche Massnahmen sollten bei "Serial data frame" Fehlermeldungen ergriffen werden?

Ausgangslage:

Mit der EPOS2 oder EPOS4 werden von einem Anwendungsprogramm über die "EPOS Command Library" und die RS232- oder USB-Schnittstelle Daten ausgetauscht und Bewegungen kommandiert. Sporadisch treten hierbei die Fehlermeldungen "Serial data frame not written" (Abort code: 0x3400 0006) oder "Serial data frame not received" (Abort code: 0x3400 0007) im Betrieb auf.

Lösung:

Die beiden genannten Fehlermeldungen 0x3400 0006 ("Serial data frame not written") und 0x3400 0007 ("Serial data frame not received") sind praktisch immer auf Signalstörungen der Datenlängen zurückzuführen.

Insbesondere USB zeigt sich als sehr empfindlich für elektro-magnetische Störungen (EMI). Solche Störungen treten zum Beispiel auf, falls die Leitungskabel von induktiven Lasten (wie Motoren) dicht bei USB-Kabeln verlegt sind. Zu lange (> 3m) USB-Kabel können zusätzlich zu einer schlechten Signalqualität und Fehlern im Betrieb führen.

RS232/USB Schnittstellen-Konverter oder USB Hubs können eine weitere Ursachen sein, die zu sporadisch fehlerhaften Datenpaketen und "Serial data frame" Fehlermeldungen führen.

1.) Verkabelung im Allgemeinen

Jegliche Art von Signalstörungen ist häufig die Ursache von Kommunikationsfehlern oder Problemen mit analogen oder digitalen Sensor- oder Encodersignalen. Solche Signalstörungen können von ungeschirmten Motorphasen-Kabeln (oder Relais-Leitungen) ausgehen und eine negative Auswirkung auf die Signalqualität von in der Nähe befindlichen Kommunikations- und Signalkabeln haben. Es sollten deshalb immer die beiden folgenden grundlegenden Hinweise bei der Verdrahtung beachtet werden:

• Leistungskabel von Signalleitungen fernhalten!
  
  • Leistungskabel von induktiven Lasten (wie Motoren oder Relais) sollten immer deutlich getrennt von Signal- und Kommunikationskabeln getrennt geführt werden.
  • Leistungskabel sollten nicht parallel zu Signal- und Kommunikationskabeln verlegt werden und nicht im selben Kabelkanal.
• Verwendung von geschirmten Leistungskabeln
  • Es sollten bei induktiven Lasten immer geschirmte Kabel verwendet und der Schirm muss an ein Erdpotential angeschlossen werden, wie in dem folgenden Dokument beschrieben:
    Wie legt man den Kabelschirm auf Erde?

2.) USB bzw. RS232 Verdrahtung

Abhängig davon, ob die USB- oder RS232-Schnittstelle benutzt wird, ergeben sich bei der Verdrahtung noch ein paar weitere Aspekte, die es zu beachten gilt:

USB:

• Empfehlung: Kabellänge < 3m
  
  • Es sollten möglichst kurze USB Kabel verwendet werden.
    USB Kabel mit mehr als 3 m Länge werden im Allgemeinen nicht empfohlen.
  • Es sollten keine passiven USB-Kabelverlängerungen verwendet werden. Es gilt in einem solchen Fall immer die Gesamtlänge zu berücksichtigen.

RS232:

• Kabelqualität und Verdrahtungsart
  
  • Es sollten keine Einzellitzen sondern immer ein mehradriges Kabel verwendet werden.
  • GND der RS232-Schnittstelle muss ebenfalls verdrahtet werden (und nicht nur die RxD und TxD Signalleitungen).

Unsicher betreffend der Verdrahtung?
Bitte lassen Sie uns Fotos der Verdrahtung und Informationen zu der Kabellänge, wie auch zu weiteren Leistungskomponenten und Kabeln zukommen. Gerne geben wir auf dieser Basis ein unverbindliche Einschätzung aus der Praxis ab.

3.) USB/RS232 Signal-Konverter oder USB Hubs

Falls bei der aktuellen Verdrahtung USB/RS232 Signal-Konverter oder USB Hubs verwendet werden, sollte nach Möglichkeit auf diese bei einem zusätzlichen Test verzichtet werden oder die Konverter und Hubs eines anderen Herstellers verwendet um zu überprüfen, ob die "Serial data frame" Fehlermeldungen weiterhin auftreten.

USB Hubs sind eine mögliche Fehlerursache von Kommunikationsfehlern.
Bei der Kommunikation mit Antriebsteuerungen werden viele kleine Datenpakete übertragen. Leider funktionieren die USB Hubs einiger Hersteller bei dieser Betriebsart nicht 100% zuverlässig. Durch den USB Hub treten hierbei eventuell zusätzliche Signalstörungen und oder Signalverzögerungen auf. In einigen Fällen konnten durch den Verzicht auf den USB Hub oder Verwendung des USB Hubs eines anderen Herstellers die "Serial data frame" Fehlermeldungen eliminiert und der USB Hub eindeutig als Fehlerursache identifiziert werden.

Es wird ebenfalls nicht empfohlen stark kaskadierte USB Hub-Strukturen mit einer Abfolge von Hubs zu verwenden, da dies die Gefahr von Signalstörungen und -verzögerungen erhöhen kann.

Empfehlung:
Falls "Serial data frame" Fehlermeldungen bei USB auftreten, sollte zumindest für Tests auf USB Hubs verzichtet werden oder deren Anzahl so weit als möglich reduziert werden.

4.) Motherboard Design

Bei einem selbst entwickelten Motherboard für EPOS Module müssen die allgemeinen Layout-Richtlinien betreffend der Trennung von Signal- / Kommunikationsleitungen und Leistungsleitungen in dem PCB beachtet und diese klar getrennt und abgegrenzt sein. Ansonsten kann es (wie bei externen Kabeln) zu Störeinstrahlungen bereits direkt im PCB kommen.

• Bitte beachten Sie das Kapitel "Motherboard Design Guide" (in jeder Hardware Referenz der "EPOS4 Module" Produktvarianten) und darin enthaltenen Informationen zu dem PCB Design und empfohlenen Komponenten (inkl. Motorfiltern).

Weiterhin "Serial data frame" Fehlermeldungen?

Falls Ihr System weiterhin "Serial data frame" Fehlermeldungen meldet, bitte nutzen Sie den Link "Anfrage einreichen" des Support Centers und stellen Sie uns die folgenden Informationen zur vertieften Analyse und Diskussion zur Verfügung:

• Welche konkrete EPOS Produktvariante (Art.Nr.?) wird bei Ihnen eingesetzt?
• *.dcf Konfigurationsdatei Ihrer EPOS
  -> EPOS: Export der Parameter-Konfiguration in eine *.dcf Datei
• Welche Schnittstelle (USB, RS232, CAN, EtherCAT) wird in Ihrem System verwendet?
• Falls USB verwendet wird:
  • Informationen,  Skizze, Foto zur USB Verdrahtung und USB Hub-Struktur.
  • Informationen zu verwendeten USB Hubs (-> z.B. Website-Link).
• Welches Betriebssystem (inkl. Version) verwenden Sie auf Ihrem PC oder Master?
  (z.B. Screenshot -> Windows system manager -> System)
• Welche "EPOS Command Library" Version verwendet Ihr Anwendungsprogramm?
  (-> VCS_GetDriverInfo)
  
  

Querverweis:

• Sporadische USB Kommunikationsfehler 
• EPOS4 / IDX: Testschritte bei USB-Verbindungsproblemen