DE10032864A1 - Näherungssensor-Adapter - Google Patents
Näherungssensor-AdapterInfo
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Abstract
Es wird ein Näherungssensor-Adapter DOLLAR A - mit einem Steckkontakt (6) zum Anschluß an einen Steckkontakt (4) eines Näherungssensors (1), DOLLAR A - mit einer kabellosen Energieversorgungseinheit (7), DOLLAR A - mit einem Modulator/Codierer mit nachgeschaltetem Funksender (8) DOLLAR A - und mit einer Antenne (9) zur Abstrahlung von aufbereiteten Sensorsignalen vorgeschlagen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Näherungssensor-Adapter. Die Erfindung kann auf
dem Gebiet der Automatisierungstechnik und der Prozeßautomationssysteme verwen
det werden.
Ein Näherungssensor ist beispielsweise aus der DE 33 18 900 A1 bekannt. Beim be
kannten Näherungssensor wird bereits ein Minisender eingesetzt, der das Sensorsignal
drahtlos an eine andere Einheit weiterleitet.
Näherungssensoren sind beispielsweise aus dem ABB Technical Catalog "Sensors"
No. 1SAC103699L0201, Seiten VI und VII, gedruckt Juni 1996 bekannt. Hieraus ist
ersichtlich, daß eine große Vielfalt an Näherungssensoren mit unterschiedlichen Di
mensionen und Ausführungsformen angeboten wird, wobei der Energieversorgungsan
schluß und der Sensorsignal-Anschluß entweder über Kabel erfolgt oder über Steck
kontakte, welche nach Installation der Näherungssensoren mit korrespondierenden
Steckkontakten verbunden werden, um derart die Energiezufuhr und den Sensorsignal-
Anschluß (Kommunikation) zu realisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungssensor-Adapter anzuge
ben, der den Installationsaufwand eines Näherungssensors reduziert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Näherungssensor-Adapter
- - mit einem Steckkontakt zum Anschluß an einen Steckkontakt eines Näherungssen sors,
- - mit einer kabellosen Energieversorgungseinheit,
- - mit einem Modulator/Codierer mit nachgeschaltetem Funksender
- - und mit einer Antenne zur Abstrahlung von aufbereiteten Sensorsignalen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der als
separate Baukomponente ausgebildete Näherungssensor-Adapter universell für alle
Ausführungsformen von Näherungssensoren mit Steckkontakten (mit unterschiedlichen
Gehäuse-Durchmessern oder unterschiedlichen Gehäuse-Ausführungen) verwendbar
ist. Die Baukomponenten des Näherungssensor-Adapters müssen nicht derart miniatu
risiert werden, um auch noch in Näherungssensoren mit äußerst geringen Dimensionen
zu passen (siehe beispielsweise Näherungssensoren mit zylindrischem Gehäuse von 4
oder 6 mm Durchmesser). Insbesondere bei Prozeßautomationssystemen mit einer
Vielzahl von Näherungssensoren wird der Installationsaufwand im Vergleich zu einer
konventionellen Lösung mit Kabelverbindungen beträchtlich reduziert, da keine Kabel
zur Energieversorgung der Näherungssensoren und zur Kommunikation zu verlegen
sind.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen auf einen Näherungssensor aufgesteckten Näherungssensor-Adapter,
Fig. 2 ein System mit einer Vielzahl von Näherungssensoren und einer Basisstati
on.
In Fig. 1 ist ein Näherungssensor-Adapter mit angeschlossenem Näherungssensor
dargestellt. Es ist ein konventioneller Näherungssensor 1 mit einem eine Sensorumge
bung detektierenden Sensorkopf 2 (im Falle eines induktiven Näherungssensors mit
Sensorspule und Resonanzkondensator) und einer Sensorsignal-Auswerteeinheit 3 zur
Auswertung der detektierten Sensorsignale zu erkennen. Üblicherweise weist der Nä
herungssensor 1 einen zylinderförmigen Befestigungsabschnitt zur Befestigung in einer
Bohrung bzw. allgemein einer Befestigungsöffnung einer Maschinenkomponente auf
und ist hierzu mit einem Gewinde versehen. Zur Energieversorgung sowie zur Kommu
nikation ist der Näherungssensor 1 mit einem Steckkontakt 4 versehen, welcher übli
cherweise zum Anschluß eines Kabelsteckers dient.
Erfindungsgemäß wird ein Adapter 5 mit seinem korrespondierenden Steckkontakt 6
auf den Steckkontakt 4 des Näherungssensors 1 aufgesteckt. Der Adapter 5 weist eine
zur kabellosen Energieeinspeisung und -versorgung geeignete Energieversorgungs
einheit 7, einen zur Umwandlung des ausgewerteten Sensorsignales dienenden Mo
dulator/Codierer mit nachgeschaltetem Funksender 8 und eine Antenne 9 zur Abstrah
lung von (dem ausgewerteten Sensorsignal entsprechenden) Funksignalen auf.
Des weiteren kann der Adapter 5 zweckmäßig mit einem Funkempfänger 10 zum
Empfang von Steuersignalen und/oder Parametersätzen (Sensor-Schaltschwellen,
Schalthysteresen, Korrekturfaktoren für unterschiedliche zu identifizierende Materialien,
vorgegebene Entfernungsbereiche zwischen Sensor und zu identifizierendem Objekt)
mit nachgeschaltetem Demodulator /Decodierer zur Aufbereitung des empfangenen
Funksignals und Speicherung sowie Zufuhr zur Sensorsignal-Auswerteeinheit 3 verse
hen sein. Selbstverständlich kann auch ein kombinierter Sender/Empfänger verwendet
werden.
Die Energieversorgungseinheit 7 enthält vorzugsweise eine Sekundärspule, einen
nachgeschalteten Gleichrichter und einen Speicher, beispielsweise Kondensator zur
Energiespeicherung.
In Fig. 2 ist ein System mit einer Vielzahl von Näherungssensoren 1.1, 1.2 . . . 1.n (n =
beliebige ganze Zahl) dargestellt - die jeweils mit Adaptern 5.1, 5.2 . . . 5.n versehen sind
- und mit einer Basisstation 11, mit welcher die drahtlose Energieversorgung und die
drahtlose Kommunikation erfolgt. Die Basisstation 11 enthält einen Oszillator 12, der
eine Primärspule 13 mit einer mittelfrequenten Schwingung im Bereich von etwa 15 kHz
bis 15 MHz speist, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Die Sekundärspulen
der Energieversorgungseinheiten 7 empfangen dieses mittelfrequente magnetische
Feld und realisieren die Wandlung von magnetischer in elektrische Energie.
Die angegebene Mittelfrequenz würde zur Abstrahlung von elektromagnetischen Fel
dern führen, deren Wellenlängen größer als 22 m bis 22 km sind und damit größer sind
als die Abmessung der eingesetzten Primärwicklung, so daß die Primärwicklung auf
grund ihrer Abmessungen nicht als Antenne für derartige elektromagnetische Strahlung
wirkt.
Die Kommunikation (Übertragung von aufbereiteten Sensorsignalen und von Parame
tersätzen und Steuerbefehlen) zwischen Basisstation 11 (zweckmäßig mit angeschlos
senem Prozeßrechner bzw. Steuerungstechnik) und den einzelnen Näherungssenso
ren 1.1 . . . 1.n erfolgt über 2-Weg-Funkverbindungen. Die Basisstation 11 ist hierzu mit
einem Funksender 14, einem Funkempfänger 15 und einer Antenne 16 versehen.
Selbstverständlich kann auch ein kombinierter Sender/Empfänger verwendet werden.
Die Energieversorgung des Näherungssensors 1 aus der Energieversorgungseinheit 7
erfolgt vorzugsweise gepulst mit vorgegebener Einschaltdauer und vorgegebener Aus
schaltdauer, was den Vorteil der Optimierung bzw. der Reduktion des Energiebedarfs
hat.
Wie aus den vorstehenden Ausführungen - insbesondere aus dem Ausführungsbei
spiel gemäß Fig. 2 - bereits hervorgeht, kann die Erfindung insbesondere auch bei ei
nem Industrieroboter, einem Fertigungsautomaten, einem Herstellungsautomaten oder
einem Automationssystem vorteilhaft verwendet werden, welcher bzw. welches eine
Vielzahl von Näherungssensoren/Näherungsschaltern mit gegebenenfalls unterschied
lichen Befestigungsöffnungen aufweist.
Unter Näherungssensoren bzw. Näherungsschaltern werden insbesondere induktive,
kapazitive, photoelektrische (optoelektronische) und auf dem Ultraschall-Prinzip beru
hende Sensoren verstanden.
Claims (2)
1. Näherungssensor-Adapter
- - mit einem Steckkontakt (6) zum Anschluß an einen Steckkontakt (4) eines Nähe rungssensors (1),
- - mit einer kabellosen Energieversorgungseinheit (7),
- - mit einem Modulator/Codierer mit nachgeschaltetem Funksender (8)
- - und mit einer Antenne (9) zur Abstrahlung von aufbereiteten Sensorsignalen.
2. Näherungssensor-Adapter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
zusätzlichen Funkempfänger (10) mit nachgeschaltetem Demodulator/Decodierer zum
Empfang von Steuerbefehlen und/oder Parametersätzen.
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