DE102006056465B4

DE102006056465B4 - Method and device for monitoring the radio traffic within a room

Info

Publication number: DE102006056465B4
Application number: DE200610056465
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: DE102006056465A1

Abstract

Verfahren zum Überwachen des Funkverkehrs zwischen einem einer Maschinensteuerung zugeordneten Funksender und einem einer Maschine zugeordneten Funkempfänger innerhalb eines Raumes, wobei ein Signalempfänger verwendet wird, mittels dessen die Funksignale innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes bei den gesendeten Frequenzen in dem Raum erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Erfassungsschaltung der Funkverkehr in dem zu überwachenden Raum während des Normalbetriebes ohne Vorliegen von Störfunksignalen aufgenommen und aus der so ermittelten Messung eine Hüllkurve berechnet wird, die einen zulässigen Funksignal-Bereich repräsentiert, innerhalb dessen ein störungssicherer Maschinenbetrieb in dem Raum möglich ist, dass diese Hüllkurve in einem Speicher abgelegt wird, dass die Funksignale bei ihren erfassten Frequenzen mit der Hüllkurve hinsichtlich einer Signalüberschreitung eines von der Hüllkurve festgelegten Schwellen-Wertes verglichen werden, und dass bei Überschreiten des Schwellen-Wertes ein Warnsignal abgegeben wird.Method for monitoring the radio traffic between a radio transmitter assigned to a machine control and a radio receiver assigned to a machine within a room, wherein a signal receiver is used, by means of which the radio signals are detected within a predetermined frequency band at the transmitted frequencies in the room, characterized in that: a detection circuit records the radio traffic in the room to be monitored during normal operation without the presence of interference signals and calculates an envelope from the measurement determined in this way, which represents a permissible radio signal range within which interference-free machine operation in the room is possible so that this envelope is stored in a memory that the radio signals are compared at their detected frequencies with the envelope with regard to signal exceeding a threshold value defined by the envelope, and there ss a warning signal is given if the threshold value is exceeded.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Funkverkehrs zwischen einem einer Maschinensteuerung zugeordneten Funksender und einem einer Maschine zugeordneten Funkempfänger innerhalb eines Raumes, wobei ein Signalempfänger verwendet wird, mittels dessen die Funksignale innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes bei den gesendeten Frequenzen in dem Raum erfasst werden.The invention relates to a method for monitoring the radio communication between a radio transmitter associated with a machine control and a radio receiver associated with a machine within a room, wherein a signal receiver is used, by means of which the radio signals are detected within a predetermined frequency band at the transmitted frequencies in the room.

In der industriellen Anwendung werden zunehmend Funkfernsteuerungen eingesetzt, um drahtlos auch über größere Distanzen Maschinen steuern zu können. Dabei ist einer Maschinensteuerung in der Regel ein Funksender und der zu steuernden Maschine ein Funkempfänger zugeordnet. Gegebenenfalls können zum Zweck des bidirektionalen Datenaustausches sowohl die Maschinensteuerung, als auch die Maschine mit jeweils einem Funksender und einem Funkempfänger ausgerüstet sein. In den gängigsten Anwendungsfällen ist die Maschine innerhalb eines Raumes, beispielsweise einer Fertigungshalle, eingesetzt.In industrial applications, radio remote controls are increasingly being used to wirelessly control machines over longer distances. In this case, a machine controller is usually assigned a radio transmitter and the machine to be controlled a radio receiver. Optionally, for the purpose of bidirectional data exchange, both the machine control and the machine may be equipped with a respective radio transmitter and a radio receiver. In the most common applications, the machine is used within a room, such as a production hall.

In diesem Raum können noch weitere Funkstrecken in dieser Weise aufgebaut sein. Üblicher Weise senden die Funkstrecken in einem einheitlichen Frequenzband (beispielsweise 2,4 GHZ-Band). Es muss daher bei der Einrichtung der Funkstrecken darauf geachtet werden, dass sich die einzelnen Funksignale nicht gegenseitig überlagern und stören. Wenn alle Funkstrecken ordnungsgemäß eingerichtet sind, treten in der Regel keine Störungen auf und der vorgegebene Maschinenbetrieb ist sichergestellt. Nun kann es vorkommen, dass in dem Raum Funksignalsender verwendet werden, die bei der Abstimmung der Funkstrecken nicht berücksichtigt wurden.In this room even more radio links can be constructed in this way. Usually, the radio links transmit in a uniform frequency band (for example, 2.4 GHZ band). Therefore, when setting up the radio links, care must be taken that the individual radio signals do not overlap and interfere with each other. If all radio links are set up correctly, no faults usually occur and the specified machine operation is ensured. Now it may happen that in the room radio signal transmitters are used, which were not taken into account in the tuning of the radio links.

In der DE 38 13 820 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen des Funkverkehrs zwischen einem einer Maschinensteuerung zugeordneten Funksender und einem einer Maschine zugeordneten Funkempfänger beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird z. B. in einer Halle ein Hallenkran mittels eines Funksenders gesteuert, dessen Signale von einem dem Kran zugeordneten Funkempfänger erfasst werden. Diese Funk-Fernwirkanlage besitzt einen mehrkanaligen Funksender und einen mehrkanaligen Funkempfänger für frequenzmodulierte, dem Sender und Empfänger speziell zugeordnete Funksignale und zeichnet sich dadurch aus, dass die Funkkanäle im Empfänger bei gestörtem oder nicht vorhandenem Empfang dieser Funksignale automatisch so oft auf einen jeweils weiteren der vorhandenen Kanäle umgeschaltet werden, bis einer dieser weiteren Kanäle einem am Sender neu ausgewählten Kanal entspricht und die Funksignale dieses Senders wieder ungestört empfangen werden. Sind beispielsweise in einer Fertigungshalle mehrere Maschinen über Funkstrecken zu steuern, wäre eine derartige Kanalumschaltung nicht einfach zu verwirklichen und kann ihrerseits zu Störungen führen.In the DE 38 13 820 A1 A method for monitoring the radio communication between a radio transmitter associated with a machine control and a radio receiver associated with a machine is described. In this known method z. B. in a hall a hall crane controlled by a radio transmitter whose signals are detected by a crane associated radio receiver. This radio remote control system has a multi-channel radio transmitter and a multi-channel radio receiver for frequency-modulated, the transmitter and receiver specially assigned radio signals and is characterized by the fact that the radio channels in the receiver with disturbed or non-existent reception of these radio signals automatically to a respective other of the existing Channels are switched until one of these other channels corresponds to a channel newly selected on the transmitter and the radio signals of this transmitter are received again undisturbed. If, for example, several machines are to be controlled over radio links in a production hall, such a channel changeover would not be easy to implement and may in turn lead to faults.

Die DE 195 39 312 A1 zeigt ein Verfahren zur Erhöhung der Übertragungssicherheit bei Funkalarmanlagen. Hierbei besteht eine Besonderheit darin, dass sowohl eine Zentraleinheit als auch die Außenstellen mehrere Antennen aufweisen. Dadurch ist es möglich, die Ausbreitungscharakteristik der Funksignale derart zu gestalten, dass die Empfangsfeldstärke nur vom Abstand zwischen Sende- und Empfangsantennen abhängt. Probleme durch Mehrwegeempfang werden aufgrund der räumlich versetzten Positionierung der Antennen einer Einheit beseitigt. Die Außeneinheiten senden dabei Datentelegramme mehrfach, wobei die Datentelegramme mit mindestens zwei verschiedenen Trägerfrequenzen moduliert und gesendet werden. Ein in der Zentraleinheit vorhandener Empfänger kann zu gleichzeitigem Empfang mehrerer verwendeter Trägerfrequenzen mehrere Einzelempfänger aufweisen oder mit einem einzelnen Empfänger die verwendeten Trägerfrequenzen nach einem bestimmten Schema durchscannen. Die Empfangsfeldstärken der von den Außeneinheiten mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen gesendeten Funksignale werden am Ort der Zentraleinheit bestimmt und die jeweiligen Werte der Empfangsfeldstärken zusammen mit den Trägerfrequenzwerten gespeichert. Sobald die Störungen bei einer bestimmten Trägerfrequenz einen Schwellwert überschreiten, wird diese Trägerfrequenz für weitere Funkverbindungen nicht mehr benutzt. Bei einem Initialisierungslauf wird die Empfangsfeldstärke individuell für jede Außeneinheit mit deren Codenummer und gegebenenfalls zusätzlich der eingestellten Trägerfrequenz abgespeichert. Anschließend wird zum Beheben der Störung eine andere Trägerfrequenz für die Funkstrecke zwischen der betreffenden Außeneinheit und der Zentraleinheit gewählt. Eine derartige Vorgehensweise zur Umgehung von Störungen wäre für einen Maschinenbetrieb in Fertigungshallen nicht ohne Weiteres zufrieden stellend, da eine Umstellung von Frequenzkanälen zu Stillstandszeiten einer Maschine und ihrerseits zu Störungen bei der Kanalumstellung führen könnte.The DE 195 39 312 A1 shows a method for increasing the transmission reliability in wireless alarm systems. Here, a special feature is that both a central unit and the remote locations have multiple antennas. This makes it possible to design the propagation characteristic of the radio signals such that the reception field strength depends only on the distance between transmitting and receiving antennas. Problems due to multipath reception are eliminated due to the spatially offset positioning of the antennas of a unit. The outdoor units in this case send data telegrams several times, wherein the data telegrams are modulated and transmitted with at least two different carrier frequencies. A receiver present in the central unit can have a plurality of individual receivers for simultaneously receiving a plurality of carrier frequencies used or can scan the carrier frequencies used according to a specific scheme with a single receiver. The reception field strengths of the radio signals transmitted by the outdoor units with different carrier frequencies are determined at the location of the central unit and the respective values of the reception field strengths are stored together with the carrier frequency values. As soon as the disturbances at a certain carrier frequency exceed a threshold value, this carrier frequency is no longer used for further radio links. During an initialization run, the reception field strength is stored individually for each outdoor unit with its code number and optionally also the set carrier frequency. Subsequently, another carrier frequency for the radio link between the relevant outdoor unit and the central unit is selected to correct the interference. Such a procedure for the avoidance of disturbances would not be readily satisfactory for a machine operation in production halls, since a changeover of frequency channels to downtime of a machine and in turn could lead to disturbances in the channel changeover.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen des Funkverkehrs zwischen einem einer Maschinensteuerung zugeordneten Funksender und einem einer Maschine zugeordneten Funkempfänger sowie eine Maschinenanordnung bereit zu stellen, mit dem (der) Maschinenfehlzeiten möglichst weitgehend vermieden werden.The object of the invention is to provide a method for monitoring radio communication between a radio transmitter assigned to a machine controller and a radio receiver assigned to a machine, and a machine arrangement with which machine malfunction times are avoided as far as possible.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 9 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1 or 9.

Hierbei ist bei einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen des Weiteren vorgesehen, dass mittels einer Erfassungsschaltung der Funkverkehr in dem zu überwachenden Raum während eines Normalbetriebs ohne Vorliegen von Störfunksignalen aufgenommen und aus der so ermittelten Messung eine Hüllkurve für das vorgegebene Frequenzband berechnet wird. Die Hüllkurve repräsentiert dabei einen zulässigen Funksignal-Bereich innerhalb dessen ein störungssicherer Maschinenbetrieb in dem Raum möglich ist. Die Hüllkurve kann dabei von einem Mikrocontroller berechnet und in einem Speicher abgelegt werden. Die Funksignale bei den erfassten Frequenzen werden mit der Hüllkurve hinsichtlich einer Signalüberschreitung eines von der Hüllkurve festgelegten Schwellenwertes verglichen. Bei Überschreiten wird ein Warnsignal abgegeben. Mit diesen Maßnahmen wird innerhalb des betreffenden Frequenzbandes ein unzulässiges Funksignal, das im Raum mit den Maschinen auftritt und den durch die Hüllkurve vorgegebenen Sollwert unzulässig überschreitet, vom Signalempfänger erkannt, und eine vorhandene Störquelle, z. B. ein für temporäre Programmierarbeiten verwendetes Blue-Tooth-Signal (Blue Tooth ist eine eingetragene Marke der Bluetooth Special Interest Group (SIG)), das zu einer Maschinenstörung führen könnte, festgestellt. Eine Störquelle wird so über das gesamte, von der Hüllkurve umfasste Frequenzband, in dem der normale Funkbetrieb abläuft, festgestellt und eine potentielle Störung des Maschinenbetriebs kann frühzeitig vermieden werden. Here, in a method having the features specified in the preamble of claim 1 further provided that received by a detection circuit of the radio traffic in the space to be monitored during normal operation without the presence of interference signals and calculated from the measurement thus determined an envelope for the given frequency band becomes. The envelope represents an allowable radio signal range within which a trouble-free machine operation in the room is possible. The envelope can be calculated by a microcontroller and stored in a memory. The radio signals at the detected frequencies are compared to the envelope for signal overshoot of a threshold defined by the envelope. If exceeded, a warning signal is emitted. With these measures, an inadmissible radio signal that occurs in the room with the machines and exceeds the setpoint specified by the envelope inadmissible exceeds the relevant frequency band detected by the signal receiver, and an existing source of interference, eg. For example, a blue-tooth signal used for temporary programming (Blue Tooth is a registered trademark of the Bluetooth Special Interest Group (SIG)), which could lead to a machine malfunction. A source of interference is thus detected over the entire enveloped frequency band in which the normal radio operation takes place, and a potential failure of the machine operation can be avoided at an early stage.

Bei Auftreten einer Störung kann ein Warnsignal akustisch und/oder optisch ausgegeben werden. Denkbar ist auch, dass alternativ oder zusätzlich das Warnsignal in einen auslesbaren Speicher eingeschrieben wird. Dabei kann zusätzlich auch die Warnsignalzeit und/oder -dauer eingeschrieben werden.If a fault occurs, a warning signal can be emitted acoustically and / or optically. It is also conceivable that alternatively or additionally the warning signal is written into a readable memory. In addition, the warning signal time and / or duration can be written in addition.

Erfindungsgemäß kann insbesondere auch ein individueller Toleranzpegel abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall bei der Berechnung der Hüllkurve berücksichtigt sein.In particular, according to the invention, an individual tolerance level can also be taken into account when calculating the envelope, depending on the particular application.

In der Anwendung kann es vorkommen, dass nachträglich zusätzlich eine oder mehrere Funkstrecken eingerichtet werden. Diese werden dann auf die übrigen Funkteilnehmer, die bereits vorhanden sind, abgestimmt. Um nun auch die neuen Funkstrecken berücksichtigen zu können, kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mittels der Erfassungsschaltung beliebig oft eine Hüllkurve ermittelt werden kann. Der neu abgestimmte Funkverkehr wird dann in einer neu festgelegten Hüllkurve berücksichtigt.In the application, it may happen that subsequently one or more radio links are additionally set up. These are then matched to the other radio subscribers that already exist. In order to be able to take into account the new radio links, it may be provided according to the invention that an envelope can be determined as often as desired by means of the detection circuit. The re-tuned radio traffic is then considered in a newly defined envelope.

Eine denkbare Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die Messdauer, innerhalb der mittels der Erfassungsschaltung der Funkverkehr im Normalbetrieb erfasst wird, frei wählbar ist. Auf diese Weise können die abhängig vom Anwendungsfall unterschiedlichen Maschinenzykluszeiten berücksichtigt werden.A conceivable variant of the invention may be characterized in that the measurement duration within which the radio communication is detected during normal operation by means of the detection circuit is freely selectable. In this way, depending on the application, different machine cycle times can be taken into account.

Beispielsweise kann die Erfassungsdauer dabei einer Maschinenzykluszeit oder einem charakteristischen Teilbereich der Maschinenzykluszeit entsprechen.For example, the acquisition duration may correspond to a machine cycle time or a characteristic subrange of the machine cycle time.

Mittels des Signalempfängers kann bevorzugt ein amtlich freigegebenes Frequenzband, beispielsweise das 2,4 GHZ-Frequenzband überwacht werden.By means of the signal receiver, an officially released frequency band, for example the 2.4 GHz frequency band, can preferably be monitored.

Eine mögliche Erfindungsvariante sieht vor, dass das Warnsignal über eine Schnittstelle auf einen Gebäudebus übertragen wird oder dass das Warnsignal über eine Funkschnittstelle an einen Funkempfänger einer zu steuernden Maschine übertragen wird. Auf diese Weise kann unmittelbar auf die Maschine Einfluss genommen werden.A possible variant of the invention provides that the warning signal is transmitted via an interface to a building bus or that the warning signal is transmitted via a radio interface to a radio receiver of a machine to be controlled. In this way, the machine can be directly influenced.

Eine erfindungsgemäße Verfahrensvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass dem Signalempfänger wenigstens ein Spezial-Zusatzsignalempfänger zugeordnet ist, der ein spezielles Funksignal innerhalb des überwachten Frequenzbandes erfasst. Mit dem Spezial-Zusatzsignalempfänger können gezielt spezielle Funk-Signale im Detail ausgewertet werden. Auf diese Weise können Zusatzinformationen über das spezielle Funk-Signal erhalten werden. Beispielsweise können auf diese Weise Blue-Tooth-Signale überwacht werden, wobei gleichzeitig auch die Anzahl der Blue-Tooth-Sender ermittelt wird.A method variant according to the invention may be characterized in that the signal receiver is assigned at least one special auxiliary signal receiver which detects a special radio signal within the monitored frequency band. With the special additional signal receiver specifically special radio signals can be evaluated in detail. In this way, additional information about the special radio signal can be obtained. By way of example, blue-tooth signals can be monitored in this way, with the number of blue-tooth transmitters also being determined at the same time.

Die Erfindung betrifft auch eine Maschinenanordnung mit wenigstens einer Maschine, der ein Funkempfänger zugeordnet ist, wobei der Funkempfänger mit einem Funksender einer Maschinensteuerung im Funkkontakt steht, wobei der Funkverkehr zwischen dem Funksender und dem Funkempfänger mittels einer Überwachungseinrichtung mit einem Signalempfänger überwacht ist, wobei der Signalempfänger die Funksignale bei ihren Frequenzen in einem vorgegebenen Frequenzband, in dem der Funkverkehr gesendet wird, erfasst.The invention also relates to a machine assembly having at least one machine associated with a radio receiver, the radio receiver being in radio contact with a radio transmitter of a machine control, the radio communication between the radio transmitter and the radio receiver being monitored by means of a monitoring device having a signal receiver, the signal receiver the radio signals are detected at their frequencies in a given frequency band in which the radio traffic is transmitted.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung eine Vergleichsschaltung aufweist, mittels deren die erfassten Funksignale bei ihren Frequenzen mittels einer Vergleichsschaltung mit einer vorgegebenen oder vorgebbaren Hüllkurve verglichen werden, und dass ein Signalgeber bei Überschreiten eines durch die Hüllkurve vorgegebenen Schwellenwertes ein Warnsignal abgibt.To achieve the above object, it is provided according to the invention that the monitoring device comprises a comparison circuit, by means of which the detected radio signals are compared at their frequencies by means of a comparison circuit with a predetermined or predeterminable envelope, and that a signal generator when exceeding a predetermined threshold by the envelope gives a warning signal.

Auf die vorstehenden Ausführungen wird zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen.The foregoing is referred to to avoid repetition.

Claims

Method for monitoring the radio communication between a radio transmitter assigned to a machine control and a radio receiver assigned to a machine within a room, using a signal receiver by means of which the radio signals within a predetermined frequency band are detected at the transmitted frequencies in the room, characterized in that a detection circuit of the radio traffic is recorded in the space to be monitored during normal operation without the presence of interference signals and from the measurement thus determined an envelope is calculated representing an allowable radio signal range within which a trouble-free machine operation in the room is possible that this envelope is stored in a memory, that the radio signals are compared at their detected frequencies with the envelope with respect to a signal exceeding a threshold value set by the envelope, and d when the threshold value is exceeded, a warning signal is emitted.

A method according to claim 1, characterized in that by means of the detection circuit as often as an envelope can be determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the measurement period, within which by means of the detection circuit of the radio communication is detected in normal operation, is freely selectable.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that by means of the signal receiver, the radio signals transmitted in the frequency band 2,4 GHZ are monitored at their frequencies.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized, that the warning signal is transmitted via an interface to a building bus or that the warning signal is transmitted via a radio interface to a radio receiver of a machine to be controlled.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the signal receiver is associated with at least one special auxiliary signal receiver which detects a special radio signal within the monitored frequency band.

A method according to claim 6, characterized in that the special auxiliary signal receiver is a blue-tooth signal receiver.

A method according to claim 7, characterized in that the special auxiliary signal receiver detects the number of transmitted in the monitored space Blue-Tooth signals and their signal level.

Machine arrangement with at least one machine, which is associated with a radio receiver, wherein the radio receiver is in radio contact with a radio transmitter of a machine control, wherein the radio communication between the radio transmitter and the radio receiver is monitored by means of a monitoring device with a signal receiver, the signal receiver, the radio signals at their frequencies detected in a given frequency band in which the radio traffic is transmitted, characterized, that the monitoring device has a comparison circuit, by means of which the detected radio signals are compared at their frequencies by means of a comparison circuit with a predetermined or predefinable envelope, and a signal generator emits a warning signal when a threshold value predetermined by the envelope is exceeded.

Machine arrangement according to claim 9, characterized by the use of a method according to one of claims 1 to 8.