DE10037164B4

DE10037164B4 - Datenlichtschranke

Info

Publication number: DE10037164B4
Application number: DE10037164A
Authority: DE
Inventors: Ilja Dr. Wettengel
Original assignee: Visolux Elektronik GmbH
Current assignee: Visolux Elektronik GmbH
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: DE10037164A1

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere in der automatisierten Lager- und Fördertechnik angewendete Datenlichtschranke mit einer Einrichtung zur Anpassung der Vollduplexübertragung an das Halbduplex-Protokoll eines Profibus. Um ausschließlich profibus-konforme Zeichen und Telegramme übertragen zu können, wird als solche Einrichtung erfindungsgemäß ein aktiver Profibus-Repeater eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine insbesondere in der automatisierten Lager- und Fördertechnik angewendete Profibus-Datenlichtschranke mit Profibus-Protokollprüfung
In der automatisierten Lager- und Fördertechnik müssen die mobilen Bussegmente auf Regalbediengeräten und Verschiebewagen mit den stationären Bussystemen verbunden werden, damit Steuerinformationen und Daten ausgetauscht werden können.
Für diese Verbindung werden optische Freiraum-Datenübertragungssysteme verwendet, für die anwendungsüblich der Begriff Datenlichtschranke verwendet wird.
Optische Freiraum-Datenübertragungssysteme arbeiten gewöhnlich mit zwei unabhängigen optischen Kanälen für jede Übertragungsrichtung. Zur Vermeidung des Übersprechens sind diese Kanäle elektrisch frequenzselektiert.
Zusätzlich wird ein störunterdrückendes Modulationsverfahren wie Frequenzumtastung (FSK), das die Frequenzselektion unterstützt, angewendet.
In bekannter Weise erfolgt die Anpassung einer optischen Vollduplexstrecke, gebildet aus zwei Paaren von jeweils Lichtsender und Lichtempfänger (die Datenlichtschranken) an das Halbduplexprotokoll des Profibus durch sogenannte Profibus-Weichen.
In diesen einfachen Profibus-Weichen werden die optisch empfangenen Signale direkt und ohne logische Prüfung in elektrische Signale rückverwandelt und auf den Datenbus gesendet. Es wird vorausgesetzt, dass der optische Empfänger der Datenlichtschranke nur Profibus-konforme optische Signale erhält.
Ein Problem entsteht in Situationen, in denen die optische Strecke unterbrochen wird; das können tatsächliche optische Unterbrechungen sein, aber auch das Abschalten einer Seite wegen Wartung.
Eine Lichtstrahlunterbrechung führt bei den verwendeten optischen Übertragungssystemen dazu, dass zwischen dem Unterbrechungszeitpunkt und der Erkennung des Unterbrechungszustandes Zeit vergeht, in der keine sinnvollen optischen Daten anliegen, sondern das Eingangsrauschen digitalisiert auf den Profibus gesendet wird. Die Dauer dieses Zustands ist vergleichbar mit der Dauer eines Profibus-Zyklus; da währenddessen überhaupt keine Teilnehmer angesprochen werden können, werden sie durch das System als „verloren" gemeldet, was immer ein bestätigungspflichtiger Fehler ist. Besonders störend an diesem Verhalten ist, dass der ganze Bus und nicht nur die Teilnehmer der unterbrochenen Lichtstrecke gestört werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausschließlich Profibus-konforme Zeichen und Telegramme übertragen zu können.
Erfindungsgemäß wird anstelle der bekannten Profibus-Weiche ein Interface mit einer Protokollprüfanordnung eingesetzt.
Der am optischen Empfänger eingehende serielle Bitstrom wird in Zeichen gewandelt und durch einen Prüfalgorithmus auf Richtigkeit bezüglich der Profibus-Norm (Telegrammtyp, Telegrammlänge, Zeichenparität) geprüft. Nach positiver Prüfung werden die Zeichen serialisiert und auf den Profibus gesendet. Im Fehlerfall wird die Weiterleitung des Telegramms abgebrochen und erst dann wieder aufgenommen, wenn ein neuer ungestörter Telegrammanfang detektiert wurde.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Figur erläutert werden.
Der am optischen Empfänger 1 eingehende serielle Bitstrom wird mit einer Empfangslogik 2 zeichenweise gebündelt, wobei hier bereits das serielle Zeichenformat geprüft wird. Ein in einer Prüfeinrichtung 3 implementierter Algorithmus prüft die Zeichen und die Zeichenfolge auf Richtigkeit. Er reicht die Zeichen nach Bewertung an den Serialisierer 4 (UART-Sender) weiter. Dieser gibt den seriellen Ausgangsdatenstrom an den Bustreiber 5 weiter, welcher schließlich das angeschlossene Profibus-Segment treibt. Im Fehlerfall unterbricht der Algorithmus der Prüfeinrichtung 3 mittels des Trennschalters 6 sowie der Bustreibersteuerung 5 die Datenweitergabe.
Das Blockschaltbild zeigt die Datenbearbeitungsstruktur einer Datenlichtschranke. Zu einer Übertragungsstrecke gehören zwei gleichartige Datenlichtschranken.
Mit der Erfindung werden die nachstehenden Vorteile erzielt:
Im Falle einer Störung wird unabhängig von der Ursache die Telegrammweiterleitung unterbrochen, bis wieder ein gültiger Telegrammanfang detektiert wird. Durch Fremdlichtstörungen und EMV-Einwirkungen verursachte Datenfehler werden in gleicher Weise durch den im optischen Empfänger wirkenden Algorithmus vom Bus ferngehalten.
Dadurch ist es möglich, den Datenverkehr zwischen den anderen Teilnehmern des Systems ungestört fortzusetzen, auch wenn die Datenlichtstrecke durch Fremdeinwirkungen gestört oder vorübergehend unbenutzbar ist.

1: Optischer Empfänger
2: UART-Empfänger (Empfangszeichenpuffer und Formatprüfung)
3: Zeichenprüfung und Telegrammprüfung (Algorithmus)
4: UART-Sender (parallel→seriell-Wandlung)
5: Bustreiber
6: Sende-Empfangs-Umschalter

Claims

Datenlichtschranke mit Protokollprüfung zum Einsatz in Profibus-Systemen dadurch gekennzeichnet, dass in einer Prüfeinrichtung (3) ein Algorithmus zur Prüfung der Bildungsvorschrift für Profibus-Telegramme implementiert ist, wobei in Abhängigkeit vom Prüfergebnis der Empfangsdatenstrom validiert und die Weiterleitung gestörter Telegramme verhindert wird.