DE10130307A1 - Evaluating sensor output signals involves diagnosis of voltage behavior on all connecting lines between sensor and evaluation circuit with respect to the level and time profile - Google Patents

Evaluating sensor output signals involves diagnosis of voltage behavior on all connecting lines between sensor and evaluation circuit with respect to the level and time profile

Info

Publication number
DE10130307A1
DE10130307A1 DE2001130307 DE10130307A DE10130307A1 DE 10130307 A1 DE10130307 A1 DE 10130307A1 DE 2001130307 DE2001130307 DE 2001130307 DE 10130307 A DE10130307 A DE 10130307A DE 10130307 A1 DE10130307 A1 DE 10130307A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
encoder
sensor
level
connecting lines
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2001130307
Other languages
German (de)
Other versions
DE10130307C2 (en
Inventor
Norbert Rottmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2001130307 priority Critical patent/DE10130307C2/en
Publication of DE10130307A1 publication Critical patent/DE10130307A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10130307C2 publication Critical patent/DE10130307C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24457Failure detection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1071Measuring or testing
    • H03M1/1076Detection or location of converter hardware failure, e.g. power supply failure, open or short circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip

Abstract

The method involves connecting a sensor (2) to an evaluation circuit (4) and carrying out a set-up phase, during which a diagnosis of the voltage behavior on all connecting lines (3) between the sensor and the evaluation circuit is performed with respect to the level and the time profile. The level is investigated to determine whether the signals are from an incremental or absolute displacement sensor. AN Independent claim is also included for the following: a software or firmware component and a circuit arrangement for implementing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von Sensorausgangssignalen, insbesondere für die Erkennung von Weggebern, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a method and a Circuit arrangement for evaluating sensor output signals, especially for the detection of path sensors, according to the Preamble of the main claim.

Beispielsweise ist aus der EP 0 449 037 A1 eine Messanordnung mit einem Weggeber bekannt, mit dem die Drehzahl und/oder die Drehstellung einer Scheibe inkremental über die Auswertung von mit entsprechenden Sensoren erzeugten Impulsfolgen erfasst werden kann. For example, EP 0 449 037 A1 is a measuring arrangement known with a displacement sensor with which the speed and / or the Rotary position of a disc incrementally via the evaluation of pulse trains generated with appropriate sensors can be recorded.

In der Automatisierungstechnik kommt es häufig vor, dass eine Weg- und/oder Geschwindigkeitsermittlung durch die Erfassung von Weggebersignalen, z. B. für die Nockensteuerungen in einer Maschinenanlage (Motion- oder Cam-Control) oder zu einer sonstigen lagegenauen Positionierung von Antrieben, erfolgt und dabei solche an sich bekannte rotatorische Weggeber eingesetzt werden. Z. B. werden hier entweder, wie beim eingangs angegebenen Stand der Technik, Inkrementalweggeber mit zwei um jeweils 90° phasenverschobenen Impulsen und einem periodisch je Weggeberumdrehung auftretenden Referenz- oder Nullmarkensignal verwendet oder es können auch so genannte SSI-Absolutweggeber (SSI = synchron serielles Interface) Anwendung finden, die einen absoluten Wert der Drehstellung per serieller Datenübertragung melden. In automation technology it often happens that a Path and / or speed determination through the detection of encoder signals, e.g. B. for the cam controls in a machine system (motion or cam control) or too other exact positioning of drives, takes place and such known rotary Displacement sensors can be used. For example, here, as with State of the art at the beginning, incremental displacement encoder with two 90 ° phase-shifted pulses and one reference or occurring periodically for each encoder revolution Zero mark signal used or so-called SSI absolute encoder (SSI = synchronous serial interface) Find an application that has an absolute value of the rotary position report via serial data transmission.

Die Taktausgabe erfolgt bei den oben angeführten Beispielen immer von der technologischen Baugruppe, die die Weggebersignale auswertet und beispielsweise eine präzise Steuerung einer Achse oder Welle in relativ kurzen Regelzyklen ermöglicht. Der Anschluss von inkrementellen Weggebern an diese technologische Baugruppe erfolgt in der Regel über drei Weggebereingänge (z. B. A, B, N) entweder asymmetrisch mit 24 Volt-Signalen oder nach einem sonstigen festgelegten Übertragungsverfahren, z. B. nach der Norm RS422, wobei jedoch üblicherweise unterschiedliche Anschlusspins der verwendeten Steckeranordnung jeweils bei den 24 Volt- oder den RS422-Signalen verwendet werden. Der Anschluss von Absolutweggebern erfolgt dagegen über einen Dateneingang und einen Taktausgang der Baugruppe, hier jeweils auch mit einem Übertragungsverfahren nach RS422. The clock is output in the examples given above always from the technological assembly that the Evaluates position sensor signals and, for example, precise control an axis or shaft in relatively short control cycles allows. The connection of incremental encoders to them technological assembly is usually done over three Path encoder inputs (e.g. A, B, N) either asymmetrically with 24 volt signals or other specified Transmission method, e.g. B. according to the RS422 standard, wherein but usually different connection pins connector arrangement used in each case at the 24 volt or RS422 signals are used. The connection of Absolute encoders, on the other hand, take place via one data input and one Clock output of the module, here also with one Transmission method according to RS422.

Damit der jeweils angeschlossene Weggeber korrekt angesteuert und die Weggebersignale entsprechend ausgewertet werden können, ist bei den üblicherweise verwendeten Systemen eine Parametrierung über die Baugruppe notwendig, wobei die Parameter dann vom Anwender entsprechend dem eingesetzten Weggebertyp korrekt eingegeben werden müssen. Hierbei kann es jedoch vorkommen, dass die jeweils angegebenen Parameter nicht zum eingesetzten Weggeber passen und der Anwender dafür keine direkte Rückmeldung erhält, so dass die Wegerfassung nicht oder nicht korrekt funktioniert. So that the connected encoder is controlled correctly and the encoder signals are evaluated accordingly can, is one in the commonly used systems Parameterization via the module is necessary, whereby the The user then parameter according to the used The encoder type must be entered correctly. Here it can however, the specified parameters do occur do not match the used encoder and the user for it receives no direct feedback, so the path detection not working or not working correctly.

Bisher war es also mit zum Teil erheblichem Aufwand notwendig, dass der Anwender alle Parameter, die für den Einsatz seines Weggebers erforderlich sind, korrekt eingibt und die Plausibilität der Parameter zueinander bei der Erfassung und Angabe der Parameter überprüft. Die Funktion der Wegerfassung muss der Anwender dann im Betrieb der Baugruppe bzw. der damit zusammenhängenden technologischen Funktion selbst prüfen. Es ist hierbei zwar möglich, dass die erwähnten technologischen Funktionen der Baugruppe prinzipiell auch Überwachungsprozeduren für die Weggebersignale zur Verfügung stellen, jedoch sind diese Überwachungen allerdings selbst wieder abhängig vom jeweils parametrierten Weggebertyp. So far, it has been a lot of work necessary that the user make all the parameters necessary for the use of his travel agent are required, correctly entered and the Plausibility of the parameters in relation to each other when recording and Specification of the parameters checked. The function of path detection the user must then operate the module or the check the related technological function yourself. It is possible that the mentioned technological functions of the module in principle Provide monitoring procedures for the encoder signals, however, these monitors are themselves again depending on the parameterized type of encoder.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von Sensorausgangssignalen der eingangs angegebenen Art dadurch fortzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine Erkennung von Weggebern und ihrer Ausgangssignale durchgeführt werden kann. The invention is therefore based on the object of a method and a circuit arrangement for evaluating Sensor output signals of the type specified in the introduction to train that with simple means a detection of Path sensors and their output signals can be performed.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren, insbesondere für die Erkennung von Weggebern der eingangs angegebenen Art, in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass nach einem Anschluss des Weggebers an eine Auswerteschaltung mit dieser Auswerteschaltung eine Setup-Phase durchgeführt wird, während der eine Diagnose der Spannungsverhältnisse an allen Verbindungsleitungen zwischen dem Weggeber und der Auswerteschaltung hinsichtlich des Pegels und des zeitlichen Verlaufs des Signals vorgenommen wird. Vorzugsweise wird hierzu während der Setup-Phase der Pegel der Verbindungsleitungen zuerst daraufhin untersucht, ob es sich um ein Signal eines Inkrementalweggebers oder um ein Datensignal eines Absolutweggebers handelt. According to the invention is a method, in particular for Detection of position sensors of the type specified at the beginning, in advantageously further developed in that after a Connection of the encoder to an evaluation circuit with this Evaluation circuit a setup phase is carried out during which is a diagnosis of the tension relationships at all Connection lines between the encoder and the Evaluation circuit with regard to the level and the time course of the Signal is made. This is preferably done during the setup phase the level of the connecting lines first then examines whether it is a signal from a Incremental encoder or a data signal from a Absolute encoder.

Für den Fall, dass ein Inkrementalweggeber erkannt wird, wird durch die Pegel an bestimmten vorgegebenen Verbindungsleitungen die Art seines Übertragungsverfahrens, z. B. mit einem asymmetrischen 24 Volt-Signal oder nach der Norm RS422, ermittelt. Der Anwender schließt den entsprechenden Weggeber vor der Inbetriebnahme vorzugsweise über ein Standardkabel an die Baugruppe mit der Auswerteschaltung an. Es werden gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dann keine Parameter entsprechend dem eingesetzten Weggeber erfasst, sondern es wird der tatsächlich angeschlossene Weggeber von der Baugruppe in der Setup-Phase, üblicherweise bei einem Systemanlauf, selbst ermittelt. In the event that an incremental encoder is recognized predetermined by the levels at certain Connection lines the type of its transmission method, for. B. with a asymmetrical 24 volt signal or according to the RS422 standard, determined. The user closes the corresponding encoder before commissioning, preferably using a standard cable the module with the evaluation circuit. According to the invention then advantageously no parameters according to the path encoder used, but it the actually connected encoder is replaced by the Assembly in the setup phase, usually at one System start-up, determined yourself.

Voraussetzung für diese automatische Weggebererkennung ist, dass die Pegel auf den Verbindungsleitungen bei nicht angeschlossenen Weggebersignalen durch die Eingangsschaltung der Hardware der Auswerteschaltung in der Baugruppe fest definiert sind. Dies kann z. B. mit Differenzempfängerbausteinen mit Diagnoseschaltung erfolgen. Eine weitere Voraussetzung ist, dass überhaupt ein Weggeber auch ordnungsgemäß angeschlossen und spannungsversorgt ist. The prerequisite for this automatic position sensor recognition is that the levels on the connecting lines are not at connected encoder signals through the input circuit the hardware of the evaluation circuit in the module are defined. This can e.g. B. with Differential receiver modules with diagnostic circuit. Another The prerequisite is that there is also a pathfinder at all properly connected and powered.

Die zuvor beschriebene Setup-Phase kann dann bei angeschlossenem und spannungsversorgtem Weggeber in mehrere Schritte unterteilt werden. Zuerst erfolgt, wie zuvor erwähnt, eine Erkennung hinsichtlich des Typs Inkrementalweggeber oder Absolutweggeber anhand der Eingangspegel der Weggebersignale bzw. deren weitere Diagnose. Entsprechend der nach der Norm RS422 erfassten Eingangssignale kann erkannt werden, ob es sich bei dem angeschlossenen Weggeber um einen SSI-Weggeber nur mit der Datenleitung handelt oder um einen Inkrementalweggeber. Beim Letzteren sind nach der Norm RS422 drei Signale A, B und N an entsprechenden Steckerpins vorhanden; wenn es sich um einen Inkrementalweggeber mit 24 Volt-Signalen handelt, melden diese drei RS422-Eingänge einen Fehler, so dass auch dieser Weggebertyp leicht erkannt werden kann. The setup phase described above can then be carried out at connected and powered displacement sensor in several steps be divided. First, as mentioned before, there is one Recognition regarding the type of incremental encoder or Absolute encoder based on the input level of the encoder signals or their further diagnosis. According to the standard RS422 input signals can be detected whether there is the connected encoder is an SSI encoder only deals with the data line or one Incremental displacement. The latter are three according to the RS422 standard Signals A, B and N are available on corresponding connector pins; if it is an incremental encoder with 24 volt signals these three RS422 inputs report an error, so that this type of encoder can also be easily recognized.

Wird nach dem zuvor beschriebenen Verfahrensschritt z. B. ein SSI-Weggeber erkannt, so muss sich die entsprechend diagnostizierte Datenleitung auf log. "1" befinden, da laut der Spezifikation des SSI-Protokolls log. "1" anzeigt, dass der Weggeber bereit ist. Ist dies nicht der Fall, kann von einem defekten oder nicht korrekt angeschlossenen Weggeber ausgegangen werden. After z. B. a SSI encoder recognized, so the must diagnosed data line on log. "1" because, according to the Specification of the SSI protocol log. "1" indicates that the Is ready. If this is not the case, one of defective or incorrectly connected encoder be assumed.

Gemäß einem weiteren Diagnoseschritt in der Setup-Phase wird in vorteilhafter Weise die Telegrammlänge eines erkannten Absolutweggebers dadurch bestimmt, dass bei der niedrigst möglichen Übertragungsrate durch ein- oder mehrmaliges Takten eines Datentelegramms bei geringfügig veränderten Stellungen des Weggebers und unter Auswertung des Stoppbits die jeweilige Länge des Datentelegramms ermittelt wird. Üblicherweise werden in den gängigen Auswerteschaltungen 13 Bit- und 25 Bit-Telegrammlängen unterstützt, so dass die Telegrammlängen dann gegebenenfalls durch mehrmaliges Takten eines 13 Bit- bzw. 25 Bit-Telegramms ermittelt werden. Die Erkennung der Telegrammbreite erfolgt hier durch die Auswertung des Stoppbits, wobei eine Taktperiode lang nach der letzten Low-High-Flanke des Taktes die Datenleitung auf log. "0" liegen muss. According to a further diagnostic step in the setup phase advantageously the telegram length of a recognized Absolute encoder determined by the lowest possible transfer rate by clocking one or more times a data telegram for slightly changed positions of the path encoder and evaluating the stop bit respective length of the data telegram is determined. Usually 13 bit and 25 bit telegram lengths supported, so that Telegram lengths then, if necessary, by repeatedly cycling one 13 bit or 25 bit telegram can be determined. The The telegram width is recognized here by the evaluation of the stop bit, one clock period after the last Low-high edge of the clock to log the data line. "0" must lie.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise möglich, dass die maximal mögliche Übertragungsrate des Absolutweggebers, wenn dieser entsprechend dem Anwendungsfall an dem in der Baugruppe eingesetzten Kabel angeschlossen ist, dadurch bestimmt wird, dass eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate durchgeführt wird und das Startbit bei Telegrammbeginn sowie das Stoppbit bei Telegrammende und die so genannte Monoflopzeit Tm überwacht wird. Bei der Monoflopzeit Tm handelt es sich um eine Kenngröße des SSI-Weggebers zur Steuerung des SSI-Telegramms. Im Weggeber ist üblicherweise ein Monoflop integriert, welches mit jedem Takt, d. h. der High-Low-Flanke des Taktsignals, nachgetriggert wird. Wird kein Takt mehr gesendet, läuft die Monoflopzeit ab und der Weggeber legt die Datenleitung auf log. "1", was bedeutet, dass der Weggeber wieder bereit für ein neues Datentelegramm ist. Typischerweise liegen diese Monoflopzeiten Tm bei 30-40 µsec. Furthermore, it is advantageous according to the invention possible that the maximum possible transfer rate of the Absolute encoder, if this corresponds to the application on the the cable used in the module is connected, is determined by a gradual increase in Transfer rate is carried out and the start bit at Telegram start and the stop bit at the end of the telegram and so on called monoflop time Tm is monitored. At the monoflop time Tm is a characteristic of the SSI encoder for Control of the SSI telegram. In the encoder is usually integrates a monoflop, which with every bar, d. H. the High-low edge of the clock signal, is retriggered. Becomes no more clock is sent, the monoflop time expires and the Weggeber puts the data line on log. "1" which means that the encoder is ready for a new data telegram is. These monoflop times Tm are typically included 30-40 µsec.

Die Gesamtschrittzahl eines erkannten Inkrementalweggebers kann dann noch auf einfache Weise dadurch bestimmt werden, dass der Weggeber mindestens einmal über den gesamten Weggeberbereich bewegt wird und die Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen zweier Nullmarkensignale ermittelt wird. Bei Inkrementalweggebern ist dies nur möglich, wenn auch das Nullmarkensignal (Signal N bei RS422) entsprechend angeschlossen ist. Dies wird bei den RS422-Signalen im ersten Diagnoseschritt der Setup-Phase bereits erkannt, so dass anhand der Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen der zwei Nullmarkensignale die Anzahl der Inkremente pro Weggeberumdrehung einfach bestimmt werden kann. Dabei wird lediglich vorausgesetzt, dass es sich um einen Inkrementalgeber mit zyklisch auftretendem Nullmarkensignal handelt. The total number of steps of a recognized incremental encoder can then be easily determined by that the path encoder at least once over the entire Encoder area is moved and the counter difference between the Detection of two zero mark signals is determined. at This is only possible for incremental encoders, even if that Zero mark signal (signal N for RS422) connected accordingly is. This is the case with the RS422 signals in the first Diagnostic step of the setup phase already recognized, so that based on the Counter difference between recognizing the two Zero mark signals the number of increments per encoder revolution can be easily determined. It will only provided that it is an incremental encoder with cyclic occurring zero mark signal.

Bei einem erkannten Absolutweggeber kann die Gesamtschrittzahl auf einfache Weise durch die Bestimmung des größten erkannten Weggeberwertes ermittelt werden. Bei SSI-Weggebern wird z. B. anhand des größten erkannten Weggeberwertes die Gesamtschrittzahl und die Position der Nutzsignale innerhalb des Telegramms bestimmt. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Gesamtschrittzahl des Weggebers immer eine 2er-Potenz ist und keine Sonderbits übertragen werden, d. h. vor- und nachgestellte Bits werden immer mit log. "0" übertragen. If an absolute encoder is recognized, the Total number of steps in a simple way by determining the largest recognized encoder value can be determined. With SSI signposts z. B. based on the largest detected displacement sensor value Total number of steps and the position of the useful signals within of the telegram is determined. It is assumed that the The total number of steps of the encoder is always a power of 2 and no special bits are transmitted, d. H. before and trailing bits are always logged. Transfer "0".

Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass zur Auswertung der von Standardweggebern heute zur Verfügung gestellten Weggebersignale eine einfache automatische Einstellung von Weggeberparametern durchgeführt werden kann. Bei vielen Positioniertechnologien (Motion Control) besteht dabei generell die Möglichkeit, den Weggeber während einer Setup- Phase mechanisch zu bewegen. Somit ist die Erkennung des Weggebertyps, z. B. SSI-Absolutweggeber mit entsprechender Telegrammlänge oder Inkrementalweggeber, immer möglich. Bei technologischen Funktionen, die keine Möglichkeit bieten, den Weggeber mechanisch zu bewegen, reduzieren sich dann allerdings die automatisch ermittelbaren Parameter entsprechend. Bei den erwähnten SSI-Weggebern könnte der letzte Diagnoseschritt in der Setup-Phase, nämlich die Erkennung der Gesamtschrittzahl des Weggebers, auch ohne mechanisches Drehen des Weggebers erfolgen, wenn ein SSI-Weggeber nach dem Einschalten seiner Versorgungsspannung für eine bestimmte Zeit oder eine bestimmte Anzahl von Telegrammen nicht den aktuellen Weggeberstand, sondern den Maximalwert übertragen würde. Dadurch wäre eindeutig die Gesamtschrittzahl und die Anordnung der Nutzbits im Datentelegramm erkennbar. In summary, it can be said that for Evaluation of those available by standard signposts today posed encoder signals a simple automatic Setting of encoder parameters can be carried out. at There are many positioning technologies (motion control) generally the possibility to change the position encoder during a setup To move the phase mechanically. Thus the detection of the Type of encoder, e.g. B. SSI absolute encoder with corresponding Telegram length or incremental encoder, always possible. at technological functions that offer no possibility of Moving the encoder mechanically is then reduced however, the automatically ascertainable parameters accordingly. The last one could be the SSI signposts mentioned Diagnostic step in the setup phase, namely the detection of the Total number of steps by the encoder, even without mechanical turning of the Position sensor if an SSI position sensor after the Switch on its supply voltage for a certain time or a certain number of telegrams not the current one Position indicator, but the maximum value would be transferred. This would clearly be the total number of steps and the Arrangement of the useful bits can be seen in the data telegram.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: The invention is illustrated by the in the drawing Exemplary embodiment explained. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipansicht eines rotatorischen Weggebers mit einer entsprechenden technologischen Baugruppe eines Automatisierungssystems und Fig. 1 is a schematic view of a rotary encoder with a corresponding technological assembly of an automation system and

Fig. 2 ein Beispiel für ein Datentelegramm eines SSI-Weggebers zur Erfassung einer absoluten Wegposition. Fig. 2 shows an example of a data telegram from an SSI encoder for detecting an absolute path position.

Die Darstellung nach Fig. 1 soll ein Prinzip eines Weggebers zeigen, bei dem die Drehstellung einer Scheibe 1 mit einem Sensor 2 erfasst werden soll. Zur Auswertung werden die Sensorausgangssignale des Sensors 2 über Verbindungsleitungen 3 an eine entsprechende Auswerteschaltung 4 geführt. Nach einem Anschluss des Weggebers, d. h. insbesondere des Sensors 2, an die Auswerteschaltung 4 wird dann eine Setup-Phase durchgeführt, während der eine Diagnose der Spannungsverhältnisse an allen Verbindungsleitungen zwischen dem Sensor 2 und der Auswerteschaltung 4 hinsichtlich des Pegels und des zeitlichen Verlaufs des Signals vorgenommen wird. Zuerst wird die Anordnung daraufhin untersucht, ob es sich beim Sensorausgangssignal um ein Signal eines Inkrementalweggebers oder um ein Datensignal eines Absolutweggebers handelt, und dann werden weitere Diagnoseschritte durchgeführt. The illustration of FIG. 1 to show a principle of a displacement transducer, wherein the rotational position of a disc 1 is to be detected with a sensor 2. For the evaluation, the sensor output signals of the sensor 2 are led to a corresponding evaluation circuit 4 via connecting lines 3 . After the displacement sensor, in particular the sensor 2 , has been connected to the evaluation circuit 4 , a setup phase is then carried out during which the voltage conditions on all connecting lines between the sensor 2 and the evaluation circuit 4 are diagnosed with regard to the level and the time profile of the signal is made. First, the arrangement is examined to determine whether the sensor output signal is an incremental encoder signal or an absolute encoder data signal, and then further diagnostic steps are performed.

In Fig. 2 sind zur Erläuterung eines Diagnoseschrittes in der Setup-Phase zur Erkennung des Sensors 2, hier Erkennung der Telegrammbreite der übertragenen Daten, beispielsweise die Signale auf der Datenleitung und der Taktleitung der Verbindungsleitung 3 zwischen einem SSI-Weggeber und der Auswerteschaltung 4 im zeitlichen Verlauf bei der Übertragung eines Datentelegramms gezeigt. Oben sind hier die Taktsignale auf der Taktleitung und unten die Datensignale auf der Datenleitung gezeigt. Ein solches Datentelegramm gibt hier die erfassten Wegpositionen, z. B. die Stellung einer Achse oder Welle, als absoluten Wert wieder. Üblicherweise werden bei den gängigen Übertragungsverfahren (z. B. RS422) 13 Bit- und 25 Bit-Telegrammlängen unterstützt. In Fig. 2 are used to explain a diagnostic step in the setup phase for the detection of the sensor 2 , here detection of the telegram width of the transmitted data, for example the signals on the data line and the clock line of the connecting line 3 between an SSI encoder and the evaluation circuit 4 temporal course shown during the transmission of a data telegram. The clock signals on the clock line are shown here and the data signals on the data line are shown below. Such a data telegram gives the detected path positions, e.g. B. the position of an axis or shaft, again as an absolute value. 13-bit and 25-bit telegram lengths are usually supported with the common transmission methods (e.g. RS422).

Bei den Taktsignalen sind hier auszugsweise die Zeitpunkte T1 bis T4 gekennzeichnet. Für den Start der Datenübertragung ist es erforderlich, dass beim Startbit STA während der Low-High- Flanke beim Zeitpunkt T2 die Datenleitung, wie dargestellt, auf dem logischen Wert "1" liegen muss. Dann erfolgt die Übertragung des Datentelegramms, hier bei einer 25 Bit Telegrammbreite beginnend mit 224. Die Erkennung der Telegrammbreite erfolgt dann bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Auswertung des Stoppbits STO, wobei eine Taktperiode, hier beispielsweise 13 µsec, nach der letzten Low-High-Flanke vor dem Zeitpunkt T4 des Taktsignals bei 20 die Datenleitung auf dem logischen Wert "0" liegen muss. In the case of the clock signals, the times T1 to T4 are marked here in part. To start the data transmission, it is necessary for the start bit STA during the low-high edge at time T2 that the data line must be at the logical value "1" as shown. Then the data telegram is transmitted, here with a 25 bit telegram width starting with 2 24 . The telegram width is then recognized in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 essentially by evaluating the stop bit STO, with one clock period, here for example 13 μsec, after the last low-high edge before the time T4 of the clock signal at 2 0 the data line must be at the logical value "0".

Weiterhin kann bei einer Datenübertragung nach der Fig. 2, wenn der Weggeber an dem entsprechend dem im Produktivbetrieb der Baugruppe eingesetzten Kabel angeschlossen ist, auch durch eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate die maximal mögliche Übertragungsrate ermittelt werden, indem bei Telegrammbeginn das Startbit STA bzw. die Monoflopzeit Tm und bei Telegrammende das Stoppbit STO überwacht wird. Furthermore, in the case of a data transmission according to FIG. 2, if the position encoder is connected to the cable used in the productive operation of the module, the maximum possible transmission rate can also be determined by gradually increasing the transmission rate by starting bit STA or the Monoflop time Tm and the stop bit STO is monitored at the end of the telegram.

Claims (11)

1. Verfahren zur Auswertung von Sensorsignalen, insbesondere für die Erkennung von Weggebern, die ein Zustandssignal für einen inkrementalen Wegabschnitt und/oder eine absolute Wegposition darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Anschluss eines Sensors (2) des Weggebers an eine Auswerteschaltung (4) mit dieser eine Setup-Phase durchgeführt wird, während der eine Diagnose der Spannungsverhältnisse an allen Verbindungsleitungen (3) zwischen dem Sensor (2) und der Auswerteschaltung (4) hinsichtlich des Pegels und des zeitlichen Verlaufs vorgenommen wird. 1. A method for evaluating sensor signals, in particular for the detection of displacement sensors, which represent a status signal for an incremental displacement section and / or an absolute displacement position, characterized in that after a sensor ( 2 ) of the displacement sensor is connected to an evaluation circuit ( 4 ) with this a setup phase is carried out during which a diagnosis of the voltage conditions on all connecting lines ( 3 ) between the sensor ( 2 ) and the evaluation circuit ( 4 ) is carried out with regard to the level and the time profile. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Setup-Phase der Pegel der Verbindungsleitungen (3) daraufhin untersucht wird, ob es sich beim Signal des Sensors (2) um das Signal eines Inkrementalweggebers oder um ein Datensignal eines Absolutweggebers handelt. 2. The method according to claim 1, characterized in that during the setup phase the level of the connecting lines ( 3 ) is examined to determine whether the signal from the sensor ( 2 ) is the signal of an incremental encoder or a data signal from an absolute encoder. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass durch das Vorhandensein eines vorgegebenen Pegels an den Verbindungsleitungen (3) ein Inkrementalweggeber erkannt wird, durch die Pegel an bestimmten vorgegebenen Verbindungsleitungen die Art seines Übertragungsverfahrens (24 V, RS422) ermittelt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that in the event that an incremental displacement sensor is recognized by the presence of a predetermined level on the connecting lines ( 3 ), the type of its transmission method (24 V, RS422) by the level on certain predetermined connecting lines. is determined. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass durch das Vorhandensein eines vorgegebenen Pegels an den Verbindungsleitungen (3) ein SSI- Absolutweggeber erkannt wird, durch Prüfung des Pegels auf der jeweiligen Verbindungsleitung (3) für die Datenübertragung das Vorhandensein einer logischen "1" untersucht wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that in the event that an SSI absolute encoder is recognized by the presence of a predetermined level on the connecting lines ( 3 ), by checking the level on the respective connecting line ( 3 ) for the data transmission Existence of a logical "1" is examined. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Telegrammlänge des SSI-Absolutweggebers dadurch bestimmt wird, dass bei der niedrigst möglichen Übertragungsrate durch ein- oder mehrmaliges Takten eines Datentelegramms bei geringfügig veränderten Stellungen des Weggebers unter Auswertung des Stoppbits (STO) die jeweilige Länge des Datentelegramms ermittelt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the telegram length of the SSI absolute encoder it is determined that at the lowest possible Transfer rate by clocking one or more times Data telegram for slightly changed positions of the The encoder using the stop bit (STO) Length of the data telegram is determined. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal mögliche Übertragungsrate des SSI-Absolutweggebers dadurch bestimmt wird, dass eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate durchgeführt wird und das Auftreten des Startbits (STA), des Stoppbits (STO) und der Monoflopzeit (Tm) überwacht wird. 6. The method according to claim 4 or 5, characterized characterized that the maximum possible transfer rate of the SSI absolute encoder is determined by the fact that a the transmission rate is gradually increased and the occurrence of the start bit (STA), the stop bit (STO) and the monoflop time (Tm) is monitored. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtschrittzahl des Inkrementalweggebers dadurch bestimmt wird, dass der Weggeber mindestens einmal über den gesamten Weggeberbereich bewegt wird und die Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen zweier Nullmarkensignale ermittelt wird. 7. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized characterized that the total number of steps of the Incremental encoder is determined by the encoder moved at least once over the entire travel area and the counter difference between recognizing two Zero mark signals is determined. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtschrittzahl des Absolutweggebers durch die Bestimmung des größten erkannten Weggeberwertes ermittelt wird. 8. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized characterized that the total number of steps of the Absolute encoder by determining the largest recognized Encoder value is determined. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Weggebern um rotatorische oder lineare Weggeber handelt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is with the wayfinders are rotary or linear encoders. 10. Software- oder Firmware-Baustein zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Software- oder Firmware-Baustein ein Programm hinterlegt ist, dessen Programmschritte die Setup-Phase zur Erkennung des Weggebers ausführen. 10. Software or firmware module for carrying out the Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the software or Firmware module a program is stored, the Program steps the setup phase to recognize the encoder To run. 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens oder zum Betrieb mit einem Software- oder Firmware-Baustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein programmierbares Schaltungsteil in der Auswerteschaltung (4) vorhanden ist, mit dem die Verbindungsleitungen (3) zwischen dem Weggeber und der Auswerteschaltung (4) hinsichtlich des Pegels und des zeitlichen Verlaufs des Signals zur Erkennung des Weggebers überprüfbar sind. 11. Circuit arrangement for carrying out a method or for operation with a software or firmware module according to one of the preceding claims, characterized in that a programmable circuit part is present in the evaluation circuit ( 4 ) with which the connecting lines ( 3 ) between the displacement sensor and the evaluation circuit ( 4 ) can be checked with regard to the level and the time profile of the signal for recognizing the displacement sensor.
DE2001130307 2001-06-22 2001-06-22 Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals Expired - Fee Related DE10130307C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001130307 DE10130307C2 (en) 2001-06-22 2001-06-22 Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001130307 DE10130307C2 (en) 2001-06-22 2001-06-22 Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10130307A1 true DE10130307A1 (en) 2003-01-09
DE10130307C2 DE10130307C2 (en) 2003-08-21

Family

ID=7689179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001130307 Expired - Fee Related DE10130307C2 (en) 2001-06-22 2001-06-22 Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10130307C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449037A1 (en) * 1990-03-16 1991-10-02 PRIMA ELECTRONICS S.p.A. Position transducer
DE19701310A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Device for data transmission switching between different measurement transducer operating modes esp. for position measurement system
DE19613884A1 (en) * 1996-04-06 1997-10-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Method for transmitting information and device suitable therefor
DE19631425A1 (en) * 1996-08-06 1998-02-12 Wolf & Beck Gmbh Dr Identification method for interchangeable accessories of machines tools
DE19850258A1 (en) * 1998-10-31 2000-05-11 Daimler Chrysler Ag Signal evaluation for identifying types of equipment, involves evaluating pulse width and/or pulse space mark ratio of signal from equipment or from equipment parameter sensor
EP1102039A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Incremental and absolute detector head with full signal processing ( photo ASIC, ASIC )

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449037A1 (en) * 1990-03-16 1991-10-02 PRIMA ELECTRONICS S.p.A. Position transducer
DE19701310A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Device for data transmission switching between different measurement transducer operating modes esp. for position measurement system
DE19613884A1 (en) * 1996-04-06 1997-10-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Method for transmitting information and device suitable therefor
DE19631425A1 (en) * 1996-08-06 1998-02-12 Wolf & Beck Gmbh Dr Identification method for interchangeable accessories of machines tools
DE19850258A1 (en) * 1998-10-31 2000-05-11 Daimler Chrysler Ag Signal evaluation for identifying types of equipment, involves evaluating pulse width and/or pulse space mark ratio of signal from equipment or from equipment parameter sensor
EP1102039A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Incremental and absolute detector head with full signal processing ( photo ASIC, ASIC )

Also Published As

Publication number Publication date
DE10130307C2 (en) 2003-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005005604T2 (en) Device for impact detection
EP0790489B1 (en) Apparatus and method for switching between different operating characteristics of a sensor device
DE19723650C2 (en) Method and device for monitoring an actuator
DE3331793C2 (en)
EP2098930B1 (en) Monitoring system for a drive unit
DE3324333C2 (en) Method for monitoring an electronically controlled screwdriver
DE102007025852B3 (en) Monitoring device for detecting an incorrect addressing of an actuator-sensor interface slave
WO2006095012A1 (en) Two-channel method for continuously determining at least one output signal from variable input signals
EP1125406B1 (en) Method and device for processing a received signal transmitting coded data
WO1988005570A1 (en) Process and device for monitoring computer-controlled final control elements
EP1614990B2 (en) Position sensor and method therefore
DE10045097B4 (en) Sensor head, control module and multiple sensor
EP3035000B1 (en) Device and method for checking a work cycle signal of a position measurement device
DE10130307C2 (en) Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals
DE202009010293U1 (en) Electronic evaluation module for sensor signals
DE102019123146B4 (en) DIAGNOSTIC AND/OR PARAMETER DATA TRANSFER BETWEEN CONTROL MODULE AND INPUT/OUTPUT MODULE
EP2787407B1 (en) Method for a failsafe operation of a network-enabled control system
EP3091685B1 (en) Device and method for processing of serial data frames
EP0694451B1 (en) Vehicle security device
DE10200436A1 (en) Device for safe position monitoring
EP0312633A1 (en) Device for checking kinematic gearing faults
DE102021102522A1 (en) System for data transmission and valve system
EP0513570A1 (en) Equipment for checking the presence of pins in a printed wiring board when automatically mounting the pins
DE1513297C (en)
WO2008046124A2 (en) Method and device for verifying a bus system

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee