DE10032869A1

DE10032869A1 - System mit mindestens einer Steuerungstechnik und mehreren Sensoren mit Anzeigeeinrichtungen

Info

Publication number: DE10032869A1
Application number: DE10032869A
Authority: DE
Inventors: Jan Bugge; Snorre Kjesbu; Juergen Fuchs; Kai Garrels; Christoffer Apneseth; Harald Vefling; Anne Elisabeth Vallestad
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-01-17
Also published as: WO2002003151A3; DE50104895D1; WO2002003151A2; EP1297390A2; EP1297390B1; ATE285593T1; AU2001262346A1

Abstract

Es wird ein System, insbesondere Prozeßautomatisierungssystem, mit mindestens einer Steuerungstechnik (1) und mehreren mit dieser Steuerungstechnik kommunizierenden Sensoren (5.1...5.n), insbesondere Näherungssensoren, vorgeschlagen, wobei diese Sensoren (5.1...5.n) jeweils mindestens eine Anzeigeeinrichtung (6.1...6.n), insbesondere eine Leuchtdiode, aufweisen. Es erfolgt eine bedarfsweise Aktivierung dieser Anzeigeeinrichtungen (6.1...6.n) der Sensoren (5.1...5.n) durch die Steuerungstechnik (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System mit mindestens einer Steuerungstechnik und mehreren Sensoren mit Anzeigeeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann insbesondere bei einem Prozeßautomatisierungssystem verwen det werden.

Es ist allgemein bekannt, Sensoren mit Leuchtdioden auszustatten, um damit den aktu ellen Zustand, insbesondere Schaltzustand anzuzeigen (siehe hierzu beispielsweise ABB Catalog No. 1SAC 103699L0201, gedruckt 6/99, Seite 1.9). Derartige Diagnose anzeigen des Sensors werden vom Sensor selbst angesteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System mit mindestens einer Steue rungstechnik und mehreren Sensoren mit Anzeigeeinrichtungen der eingangs genann ten Art mit der Möglichkeit einer erweiterten Systemdiagnose anzugeben. Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungs gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mittels der vorgeschlagenen erweiterten Systemdiagnose defekte Sensoren in einfacher und schneller Weise ermittelt werden können, was die Grundlage für eine rasche Fehlerbe seitigung ist. Hierdurch werden unnötig lange Stillstandszeiten einer Anlage oder Ma schine, beispielsweise eines Fertigungsautomaten, verhindert, was letztlich Kostenvor teile zur Folge hat.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prozeßautomatisierungssystem mit drahtlos betriebenen Sensoren,

Fig. 2 ein Prozeßautomatisierungssystem mit Verbindungskabeln zur Energiever sorgung der Sensoren,

Fig. 3 ein Prozeßautomatisierungssystem mit über einen Feldbus angeschlossenen Sensoren,

Fig. 4 eine Ausführungsform zur Anordnung gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Prozeßautomatisierungssystem mit drahtlos betriebenen Sensoren dar gestellt. Das Prozeßautomatisierungssystem dient zur Steuerung einer Anlage oder Maschine, insbesondere einer Fertigungsvorrichtung (Fertigungsautomat) und weist eine Steuerungstechnik 1 (prozeßnahe zentrale Automatisierungseinrichtung, speicher programmierbare Steuerung) auf, welche mit einer Vielzahl von Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n (n = beliebige ganze Zahl) zur Erfassung von Betriebszuständen kommuniziert. Dabei handelt es sich insbesondere um Näherungssensoren, beispielsweise um induk tive, kapazitive oder photoelektrische Näherungssensoren oder um auf dem Ultra schalleffekt oder auf dem Halleffekt beruhende Näherungssensoren. Die Kommunikati on erfolgt drahtlos über eine Funkverbindung als Übertragungsmedium 4. Hierzu ist die Steuerungstechnik 1 zweckmäßig über einen Feldbus 2 mit einer Basisstation 3 ver bunden. Basisstation 3 und Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n sind mit den erforderlichen Funksendern bzw. Funkempfängern versehen. Üblicherweise melden die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n Meßergebnisse bzw. Betriebszustände (beispielsweise den Schaltzustand oder Zustand "Objekt vorhanden" oder "Objekt nicht vorhanden" eines Näherungssen sors oder den Zustand "Ventil geöffnet"), was die Basis zur erforderlichen Ansteuerung von Aktoren bildet.

Die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n sind jeweils mit mindestens einer Anzeigeeinrichtung, im allgemeinen einer Leuchtdiode 6.1, 6.2, 6.3 . . . 6.n versehen, welche üblicherweise den aktuellen Schaltzustand anzeigen. Gegebenenfalls sind Zusatzanzeigen vorgese hen, welche anzeigen, daß die Funktionsreserve des betreffenden Sensors beeinträch tigt ist (beispielsweise durch Schmutz). Derartige Überprüfungen werden durch den Sensor selbst vorgenommen und die Diagnoseanzeigen bzw. Leuchtdioden 6.1, 6.2, 6.3 . . . 6.n werden durch den Sensor selbst angesteuert.

Um eine weitergehende Systemdiagnose an den Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n zu ermög lichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diese Leuchtdioden bzw. allgemein An zeigeeinrichtungen 6.1, 6.2, 6.3 . . . 6.n bedarfsweise auch durch die Steuerungstechnik 1 anzusteuern. Auf diese Weise kann die Steuerungstechnik 1 beispielsweise nach Auf treten einer Störung eine Diagnoseinformation an die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n über tragen, welche alle Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n in der Anläge oder der Maschine oder einem bestimmten Anlagenteil veranlaßt, in einem vorgegebenen Modus zu blinken. Defekte Sensoren werden in diesem Fall nicht blinken oder in einem unterschiedlichen Modus blinken und lassen sich derart in einfacher Weise auffinden.

Desgleichen kann die Steuerungstechnik 1 eine Diagnoseinformation übertragen, wel che die einzelnen Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n veranlaßt, durch unterschiedliche Blink muster gleichzeitig den aktuellen Zustand oder Schaltzustand anzuzeigen (d. h. je nach gerade vorliegendem Schaltzustand wird ein unterschiedliches Blinkmuster abgege ben). Durch Vergleich des durch Blinkmuster angezeigten und des vorgebbaren Soll- Zustandes oder Soll-Schaltzustandes lassen sich defekte Sensoren oder allgemein Störungen der Anlage oder Maschine lokalisieren und auffinden.

In Fig. 2 ist ein Prozeßautomatisierungssystem mit Verbindungskabeln zur Energiever sorgung der Sensoren 5.1 . . . 5.n dargestellt. Die Steuerungstechnik 1 ist dabei über Mehrleiteranschlüsse 7 und zur Energieversorgung dienende Verbindungskabel 8.1, 8.2, 8.3 . . . 8.n mit den Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n verbunden. Bei dieser Ausführungsva riante werden die Sensoren 5.1 . . . 5.n während des Normalbetriebes energiemäßig un mittelbar von der Steuerungstechnik 1 gespeist, so daß es zu Diagnosezwecken in einfacher Weise möglich ist, daß die Steuerungstechnik 1 diese Energieversorgung in festgelegten EIN/AUS-Intervallen betreibt, um damit ein bestimmtes Blinkmuster der Leuchtdioden 6.1, 6.2, 6.3 . . . 6.n zu produzieren. Defekte Sensoren werden in diesem Fall nicht blinken oder mit anderem Rhythmus blinken und lassen sich derart in einfa cher Weise auffinden.

In Fig. 3 ist ein Prozeßautomatisierungssystem mit über einen Feldbus angeschlosse nen Sensoren dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Informationsüber tragung zwischen der Steuerungstechnik 1 und den Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n über einen Feldbus 9, an den die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n über geeignete Anschlußvor richtungen (Steckvorrichtungen) 10.1, 10.2, 10.3 . . . 10.n und zur Informationsübertragung dienende Verbindungskabel 11.1, 11.2,11.3 . . . 11.n angeschlossen sind. Wie bereits beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erläutert, werden die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n bedarfsweise, d. h. zu Diagnosezwecken in bestimmter Art und Weise ange steuert (beispielsweise in einem bestimmten Blinkrhythmus), um einzelne defekte Sen soren in schneller und einfacher Weise zu ermitteln. Im Unterschied zum Ausführungs beispiel gemäß Fig. 1 dient nicht die drahtlose Funkübertragung zur Übermittlung der Diagnoseinformation, sondern die Konfiguration Feldbus/Verbindungskabel.

Eine weitere Möglichkeit, eine von der Steuerungstechnik bewirkte Diagnoseanzeige zu realisieren, ist darin gegeben, die Energieversorgung der Anzeigeeinrichtungen der Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n umzupolen, um damit bestimmte Anzeigemuster, vorzugs weise verschiedenfarbige Anzeigen, zu produzieren. Hierzu können die entsprechen den, eine Umpolung der Energieversorgung bewirkenden Informationen drahtlos (siehe Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1) oder über Draht (siehe Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3) an die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n übertragen werden, des weiteren ist es mög lich, daß die Umpolung der Energieversorgung unmittelbar durch die Steuerungstechnik 1 erfolgt, wenn zur Energieversorgung dienende Verbindungskabel zwischen Steue rungstechnik 1 und Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 . . . 5.n vorhanden sind (siehe Ausführungsbei spiel gemäß Fig. 2).

In Fig. 4 ist eine diesbezügliche Ausführungsform zur Anordnung gemäß Fig. 2 darge stellt. Zur Energieversorgung führen zwei Verbindungskabel 8.1a und 8.1b zum Sensor 5.1. An diese Verbindungskabel 8.1a, 8.1b sind ein Brückengleichrichter 14 und die An zeigeeinrichtung 6.1 angeschlossen. Die weiteren Klemmen des Brückengleichrichters 14 sind mit der eigentlichen Sensoreinheit 15 (Sensorkopf + Sensorelektronik) verbun den. Die Anzeigeeinrichtung 6.1 besteht aus zwei antiparallel angeordneten Leucht dioden, und zwar einer roten Leuchtdiode 12 und einer grünen Leuchtdiode 13. Je nach Polarität (positive Spannung, Nullspannung) der beiden Verbindungskabel 8.1a, 8.1b leuchtet eine der beiden Leuchtdioden 12, 13. Der Brückengleichrichter 14 entkoppelt die Polaritäten, so daß sichergestellt wird, daß die Spannungsversorgung der Sen soreinheit 15 trotz Umpolung der Verbindungskabel 8.1a, 8.1b unverändert bleibt.

Claims

1. System, insbesondere Prozeßautomatisierungssystem, mit mindestens ei ner Steuerungstechnik (1) und mehreren mit dieser Steuerungstechnik kommunizieren den Sensoren (5.1 . . . 5.n), insbesondere Näherungssensoren, wobei diese Sensoren (5.1 . . . 5.n) jeweils mindestens eine Anzeigeeinrichtung (6.1 . . . 6.n), insbesondere eine Leuchtdiode aufweisen, gekennzeichnet durch eine bedarfsweise Aktivierung dieser Anzeigeeinrichtungen (6.1 . . . 6.n) der Sensoren (5.1 . . . 5.n) durch die Steuerungstechnik (1).

2. System nach Anspruch 1, wobei die Energieversorgung der Sensoren (5.1 . . . 5.n) über Mehrleiteranschlüsse (7) der Steuerungstechnik (1) erfolgt, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Aktivierung der Anzeigeeinrichtungen (6.1 . . . 6.n) die Energiever sorgung in vorgegebenem Rhythmus eingeschaltet/ausgeschaltet wird.

3. System nach Anspruch 1, wobei die Kommunikation zwischen der Steue rungstechnik (1) und den Sensoren (5.1 . . . 5.n) über einen Feldbus (9) und Verbindungs kabel (11.1 . . . 11.n) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aktivierung der Anzei geeinrichtungen (6.1 . . . 6.n) erforderlichen Informationen von der Steuerungstechnik (1) zu den Sensoren (5.1 . . . 5.11) über diesen Feldbus (9) übertragen werden.

4. System nach Anspruch 1, wobei die Kommunikation zwischen der Steue rungstechnik (1) und den Sensoren (5.1 . . . 5.n) über ein drahtloses Übertragungsmedium (4) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aktivierung der Anzeigeeinrichtungen (6.1 . . . 6.n) erforderlichen Informationen von der Steuerungstechnik (1) zu den Sensoren (5.1 . . . 5.11) über dieses drahtlose Übertragungsmedium (4) übertragen werden.

5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zur Aktivierung der Anzeigeeinrichtungen (6.1 . . . 6.n), insbesondere zur Aktivie rung verschiedenfarbiger Anzeigen, eine Umpolung ihrer Energieversorgung erfolgt.