DE102007035248B4 - Sensor - Google Patents

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Abstract

Sensor mit wenigstens einem Schaltausgang (14a, b) zur Ausgabe eines sicherheitsrelevanten Schaltsignals, wobei das Schaltsignal in einer Auswerteeinheit (10) generiert wird, welche einen redundanten Aufbau aufweist und zwei sich gegenseitig überwachende Rechnereinheiten (10a, b) aufweist, wobei zur Funktionsüberprüfung über die Auswerteeinheit (10) eine zyklische Testung des oder jedes Schaltausgangs (14a, b) durchgeführt wird, indem auf das Schaltsignal Testimpulse codiert werden, wobei diese die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lassen, dadurch gekennzeichnet, dass über den Schaltausgang (14a, b) weitere Daten ausgebbar und/oder einlesbar sind, wobei in den Rechnereinheiten (10a, b) zusätzlich zu den Testpulsen Datenimpulse generiert werden, die ebenfalls dem Schaltsignal als weitere Daten aufcodiert werden, und wobei die Ausgabe der weiteren Daten die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lässt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Sensoren, die insbesondere als optische Sensoren ausgebildet sein können, werden im Bereich der Sicherheitstechnik und des Personenschutzes eingesetzt. Typischerweise wird mit diesen optischen Sensoren ein Gefahrenbereich an einer Maschine oder Anlage überwacht. Wird mittels des optischen Sensors ein Eindringen eines Objektes oder einer Person in den Gefahrenbereich registriert, wird in der Auswerteeinheit des optischen Sensors als sicherheitsrelevantes Schaltsignal ein entsprechendes Objektfeststellungssignal generiert, welches an die Steuerung der Maschine oder Anlage ausgegeben wird, so dass die Maschine oder Anlage abgeschaltet wird, damit von dieser keine Gefährdung für Personen mehr ausgehen kann. Andererseits wird für den Fall, das kein Eingriff im Gefahrenbereich vorliegt, ein entsprechender Signalzustand des Objektfeststellungssignals im optischen Sensor generiert, so dass dann der Betrieb der Maschine oder Anlage durch den optischen Sensor freigegeben wird.
  • Bekannte optische Sensoren dieser Art weisen eine Steckerverbindung auf, mittels derer der optische Sensor mit der Steuerung der Maschine oder Anlage über Kabelverbindungen verbunden wird. Über diese Kabelverbindung erfolgt die Ausgabe des Objektfeststellungssignals. Weiterhin können über die Kabelverbindung als weitere, insbesondere nicht sicherheitsrelevante Daten Konfigurationsdaten und/oder Diagnosedaten übertragen werden, die zur Wartung und/oder Parametrierung des optischen Sensors verwendet werden.
  • Das Schaltsignal, das heißt das Objektfeststellungssignal einerseits, und die Diagnose- und Konfigurationsdaten andererseits werden über separate Stecker-Pins der Steckerverbindung an externe Einheiten ausgegeben.
  • Die DE 198 42 351 C2 betrifft einen Sensor zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich mit einem Sendeelement und einem Empfangselement, dessen Empfangssignale in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden, deren Funktionsumfang durch ein Programm und/oder dort abgespeicherte Parameterwerte vorgegeben ist, wobei ein Anschluss für eine Zuleitung zu einer externen Spannungsquelle sowie ein Schaltausgang zur Abgabe eines Gegenstandsfeststellungssignals an eine externe Steuereinheit bei Erfassen eines Gegenstands vorgesehen ist. Eine externe Bedieneinheit ist an die Zuleitung zu der externen Spannungsquelle und/oder an den Schaltausgang anschließbar, so dass von der Bedieneinheit während eines Parametriervorgangs das Programm und/oder die Parameterwerte als Parameterdaten in die Auswerteeinheit einlesbar sind.
  • Die DE 10 2005 050 979 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wenigstens einer Rechnereinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird, und mit wenigstens einer Sicherheitsausgangsschaltung, welche in Abhängigkeit des Objektfeststellungssignals zur Generierung eines über einen Schaltausgang ausgebbaren Schaltsignals ein- und ausschaltbar ist. In der Rechnereinheit werden fortlaufend Testsignale generiert und in die Sicherheitsausgangsschaltung in ein- und ausgeschalteten Zustand eingelesen. In der Sicherheitsausgangsschaltung werden als Antwort auf die Testsignale ohne Änderung des Schaltsignals Messsignale generiert und in die Rechnereinheit rückgelesen. In der Rechnereinheit wird durch Auswertung der Signalformen der Messsignale unabhängig von einer am Schaltausgang anliegenden Last die Funktionsfähigkeit der Sicherheitsausgangsschaltung überprüft.
  • Die DE 20 2005 002 797 U1 betrifft eine Sicherheitseinrichtung für maschinelle Vorrichtungen, insbesondere für Bearbeitungsmaschinen oder Fördereinrichtungen, mit wenigstens einer den Zugriff oder Zugang zu einem Gefahrenbereich der Vorrichtung sichernden Lichtschrankenanordnung, die bei einer Auslösung Sicherheitsmittel aktiviert, und mit einer die Sicherheitsmittel steuernden elektronischen Steuereinrichtung über ein elektrisches Kabel und ein elektrisches Steckelement mit einer Steckaufnahme der Lichtschrankenanordnung verbindbar ist. Weiterhin ist ein als Adapter ausgebildetes Zwischensteckelement zur Anpassung des maschinenseitigen Steckelements an die anders ausgebildete Steckaufnahme wenigstens einer anderen Ausführung einer Lichtschrankenanordnung vorgesehen.
  • Aus der DE 100 46 863 C1 ist eine Schnittstelle für Lichtschrankenanordnungen bekannt, die mit einem optoelektronischen Datenaustausch arbeitet, der durch einen magnetischen Schalter aktiviert wird.
  • Die DE 195 08 841 A1 betrifft eine Sicherheitsschalteranordnung zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung eines Arbeitsmittels mittels eines Sensorsignals, welches dem Arbeitsmittel über zwei Auswertekanäle mit jeweils einem Aktor zugeführt wird. Die Aktoren weisen aus Halbleiterelementen bestehende schalterartige Mittel auf. Jedem Aktor ist eine Rechnereinheit vorgeschaltet, die mit dem Aktor über zwei bidirektionale Zuleitungen verbunden ist, wobei über die erste Zuleitung rücklesbar Schaltimpulse von der Rechnereinheit zum Aktor übertragen werden, und wobei über die zweite Zuleitung rücklesbar Testimpulse von der Rechnereinheit zum Aktor zu dessen Funktionsüberprüfung übertragen werden. Die Rechnereinheiten sind über eine bidirektionale Zuleitung zu deren Funktionsüberprüfung verbunden. Von den Rechnereinheiten werden zur Funktionsüberprüfung der Aktoren die Schaltzustände der schalterartigen Mittel so kurzzeitig geändert, dass sich der Betriebszustand des Arbeitsmittels aufgrund seiner Trägheit nicht ändert. Mittels einer Spannungsüberwachungseinheit werden die Betriebsspannungen der Rechnereinheiten überwacht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei kompaktem Aufbau eine hohe Funktionalität aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der erfindungsgemäße Sensor weist wenigstens einen Schaltausgang zur Ausgabe eines sicherheitsrelevanten Schaltsignals auf, wobei das Schaltsignal in einer Auswerteeinheit generiert wird, welche einen redundanten Aufbau aufweist und zwei sich gegenseitig überwachende Rechnereinheiten aufweist. Zur Funktionsüberprüfung wird über die Auswerteeinheit eine zyklische Testung des oder jedes Schaltausgangs durchgeführt, indem auf das Schaltsignal Testimpulse codiert werden, wobei diese die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lassen. Über den Schaltausgang sind weitere Daten ausgebbar und/oder einlesbar, wobei in den Rechnereinheiten zusätzlich zu den Testpulsen Datenimpulse generiert werden, die ebenfalls dem Schaltsignal als weitere Daten aufcodiert werden, und wobei die Ausgabe der weiteren Daten die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lässt.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, über den oder die Schaltausgänge des Sensors nicht nur das sicherheitsrelevante Schaltsignal sondern weitere Daten zu übertragen.
  • Der oder die Schaltausgänge bilden somit Anschlussmittel, über welche eine erweiterte Datenübertragung derart erfolgen kann, dass mehrere unterschiedliche Datenformen über diese übertragen werden können. Durch diese Mehrfachnutzung des oder der Schaltausgänge vereinfacht sich somit die Schnittstelle des Sensors zu externen Einheiten. Insbesondere kann diese Schnittstelle in Form einer Steckerverbindung zum Anschluss eines Anschlusssteckers ausgebildet sein.
  • Bei dieser Steckerverbindung können dann Steckerkontakte gleichzeitig zur Ausgabe des Schaltsignals und der weiteren Daten dienen. Da für die weiteren Daten somit keine separaten Steckerkontakte benötigt werden, vereinfacht sich der Aufbau der Steckerverbindung erheblich.
  • Wesentlich hierbei ist, dass durch die zusätzliche Übertragung der weiteren Daten über den oder die Schaltausgänge der Schaltzustand des Schaltsignals unverändert bleibt. Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für den Einsatz des Sensors im Bereich der Sicherheitstechnik erfüllt, da zur Erfüllung der hierfür bestehenden Sicherheitsanforderungen die Ausgabe des sicherheitsrelevanten Schaltsignals nicht durch Störeinflüsse, insbesondere nicht durch die Übertragung weiterer Daten verfälscht werden darf.
  • Um dies zu erreichen, werden dem Schaltsignal auf dem oder den Schaltausgängen die weiteren Daten durch kurzzeitige Pulse aufkodiert, wobei in diesem Fall die Pulsdauern so kurz sind, dass dadurch das Schaltsignal nicht beeinflusst wird. Besonders vorteilhaft können diese Pulse mit Testpulsen generiert und auf das Schaltsignal kodiert werden, wobei diese Testimpulse zur zyklischen Testung des oder der Schaltausgänge verwendet werden.
  • Die auf diese Weise zusätzlich zu dem sicherheitsrelevanten Schaltsignal über den oder die Schaltausgänge übertragenen weiteren Daten können prinzipiell selbst sicherheitsrelevante Informationen darstellen. In diesem Fall ist bevorzugt auch für diese weiteren sicherheitsrelevanten Daten eine zyklische Testung zu deren Absicherung vorgesehen. Weiterhin können die weiteren Daten auch nicht sicherheitsrelevant sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die weiteren Daten von Konfigurations- und/oder Diagnoseinformationen gebildet, die zur Parametrierung beziehungsweise zur Funktionskontrolle des Sensors benötigt werden.
  • In diesem Fall kann besonders vorteilhaft im Anschlussstecker, der an die Steckerkontakte des Sensors anschließbar ist, ein Konfigurationsspeicher vorgesehen sein, in welchem die über den oder die Schaltausgänge übertragenen Konfigurations- und/oder Diagnoseinformationen gespeichert werden. Dies führt zu einer erheblichen Vereinfachung des Austauschs des Sensors im Fall eines Defekts. Wird nämlich der alte Sensor durch den neuen Sensor ersetzt, so können aus dem Konfigurationsspeicher des Anschlusssteckers die dort gespeicherten Konfigurations- und/oder Diagnoseinformationen ausgelesen und in den Sensor übertragen werden, so dass dieser exakt dieselbe Parametrierung wie der alte Sensor aufweist und damit sofort, das heißt ohne Parametrier- oder Einlernvorgänge funktionsfähig ist.
  • Der erfindungsgemäße Sensor dient generell zur Detektion von Objekten innerhalb eines Überwachungsbereichs, wobei das Schaltsignal ein binäres Objektfeststellungssignal bildet, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs befindet oder nicht.
  • Das Funktionsprinzip des Sensors kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Sensor als Ultraschallsensor oder dergleichen ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist der Sensor als optischer Sensor ausgebildet.
  • Der optische Sensor kann im einfachsten Fall als Lichtschranke ausgebildet sein. Weiterhin kann der optische Sensor als Lichtschrankenanordnung, insbesondere als Lichtgitter ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung eines optischen Sensors als Bildverarbeitungssystem mit einer oder mehreren Kameras ist möglich.
  • Schließlich kann der optische Sensor einen Distanzsensor mit einem Sender und Empfänger bilden, wobei zur Durchführung der Distanzmessungen vorteilhaft ein Lichtlaufzeitverfahren eingesetzt werden kann, insbesondere ein Phasenmessverfahren oder ein Puls-Laufzeit-Verfahren. Besonders vorteilhaft ist ein derartiger optischer Sensor als Flächendistanzsensor ausgebildet. Die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen werden dann periodisch innerhalb eines flächigen Überwachungsbereichs geführt. Durch die mit dem Distanzsensor des optischen Sensors durchgeführten Distanzmessungen sowie die zusätzliche Bestimmung der aktuellen Ablenkrichtung der Sendelichtstrahlen kann die Position eines Objektes im Überwachungsbereich bestimmt werden. Durch eine geeignete Schwellwertbewertung der ermittelten Distanzwerte kann als Objektfeststellungssignal ein binäres Schaltsignal abgeleitet werden, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt innerhalb eines vorgegebenen Schutzfelds befindet oder nicht. Die die Geometrien von Schutzfeldern definierenden Konfigurationsdaten können in der Speichereinheit hinterlegt werden.
  • Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
  • 1: Schematische Darstellung eines Lichtgitters.
  • 2: Schematische Darstellung einer Auswerteeinheit mit einer zugeordneten Ausgangsschaltung für das Lichtgitter gemäß 1.
  • 1 zeigt den Aufbau eines optischen Sensors in Form eines Lichtgitters 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs. Das Lichtgitter 1 weist eine in einem ersten Gehäuse 2 integrierte Sendereinheit 3 und eine in einem zweiten Gehäuse 4 integrierte Empfängereinheit 5 auf.
  • Die Sendereinheit 3 weist eine Anordnung von Sendelichtstrahlen 6 emittierenden Sendern 7 auf. Die Sender 7 bestehen vorzugsweise aus identisch ausgebildeten Leuchtdioden und sind in Abstand nebeneinander liegend angeordnet. Die Sender 7 werden von einer Sender-Steuereinheit 8 angesteuert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Sender 7 im Pulsbetrieb betrieben.
  • Die Empfängereinheit 5 weist eine Anordnung von identisch ausgebildeten, nebeneinander liegend angeordneten Empfängern 9 auf. Die Empfänger 9 bestehen vorzugsweise jeweils aus einer Fotodiode und sind äquidistant angeordnet. Dabei liegt jeweils ein Empfänger 9 einem Sender 7 der Sendereinheit 3 gegenüber, so dass bei freiem Strahlengang die Sendelichtstrahlen 6 eines Senders 7 auf den gegenüberliegend angeordneten Empfänger 9 treffen.
  • Die an den Ausgängen der Empfänger 9 anstehenden Empfangssignale werden in einer zentralen Auswerteeinheit 10 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 10 bildet zugleich eine Empfängersteuereinheit zur Steuerung des Betriebs der Empfänger 9.
  • Jeder Sendelichtstrahlen 6 emittierende Sender 7 bildet mit dem jeweils zugeordneten, gegenüberliegenden Empfänger 9 eine Strahlachse des Lichtgitters 1.
  • Durch eine optische Synchronisation, die insbesondere anhand einer spezifischen Kennung der von einem ausgewählten Sender 7 emittierten Sendelichtimpulse erfolgt, werden die Sender 7 und die Empfänger 9 der einzelnen Strahlachsen einzeln nacheinander zyklisch aktiviert.
  • Zur Objektdetektion werden in der Auswerteeinheit 10 die Empfangssignale mit einem Schwellwert bewertet. Liegt der Pegel der Empfangssignale eines Empfängers 9 oberhalb des Schwellwerts, liegt eine einem freien Strahlengang der Sendelichtstrahlen 6 entsprechende nicht unterbrochene Strahlachse vor. Liegt der Pegel der Empfangssignale des Empfängers 9 unterhalb des Schwellwerts liegt eine einem Objekteingriff entsprechende unterbrochene Strahlachse vor.
  • In Abhängigkeit davon wird in der Auswerteeinheit ein Objektfeststellungssignal generiert, welches ein binäres Schaltsignal bildet ist. Die Schaltzustände des binären Schaltsignals geben an, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht.
  • Die Schaltsignale werden an eine Steuerung ausgegeben, welche eine Maschine steuert. Mit dem Lichtgitter 1 wird ein Gefahrenbereich an der Maschine überwacht. Abhängig von Signalzuständen der Objektfeststellungssignale wird die Maschine über die Steuerung in Betrieb gesetzt oder abgeschaltet. Im vorliegenden Fall wird die Maschine abgeschaltet, wenn der Schaltzustand des binären Schaltsignals einer Objektdetektion im Gefahrenbereich entspricht. Zur Ausgabe des Schaltsignals ist ein Steckerkontakt 11 vorgesehen, an welchen ein Anschlussstecker 12 anschließbar ist.
  • 2 zeigt den Aufbau der Auswerteeinheit 10 des Lichtgitters 1 gemäß 1 und der von dieser gesteuerten Ausgangsschaltung zur Ausgabe des Schaltsignals. Die redundant aufgebaute Auswerteeinheit 10 besteht aus zwei identisch aufgebauten Rechnereinheiten 10a, b, die insbesondere als Microcontroller oder digitale Signalprozessoren ausgebildet sein können. Zur gegenseitigen Kontrolle und Funktionsüberprüfung erfolgt über Datenleitungen 13a, b eine bidirektionale Datenübertragung zwischen den Rechnereinheiten 10a, b. Die Ausgangsschaltung weist einen zweikanaligen Aufbau auf, wobei jeweils ein Kanal einer Rechnereinheit 10a, b zugeordnet ist.
  • Zur Ausgabe des Schaltsignals sind zwei Schaltausgänge 14a, b vorgesehen, welche jeweils von einer der Rechnereinheiten 10a, b angesteuert werden. Die Schaltausgänge 14a, b sind auf die Steckerpins des Steckerkontakts 11 geführt, an welche der Anschlussstecker 12 anschließbar ist.
  • Zur Generierung der Schaltzustände des binären Schaltsignals auf den Schaltausgängen 14a, b ist jedem Schaltausgang 14a, b jeweils ein High-Side-Treiber 15a, b und ein Low-Side-Treiber 16a, b zugeordnet. Diese bestehen aus Halbleiterschaltern, insbesondere Transistoren.
  • Die High-Side-Treiber 15a, b sind jeweils über einen Widerstand 17a, b auf Versorgungsspannung Vcc geführt. Die High-Side-Treiber 15a, b werden über jeweils eine Leitung 18a, b von einer Rechnereinheit 10a, b angesteuert. Entsprechend werden die Low-Side-Treiber 16a, b jeweils über eine Leitung 19a, b von einer Rechnereinheit 10a, b angesteuert.
  • Zur Generierung eines ersten Schaltzustands des über die Schaltausgänge 14a, b übertragenen Schaltsignals werden die Schaltausgänge 14a, b durch Schließen der High-Side-Treiber 15a, b auf Versorgungsspannung Vcc geschaltet, wobei dann die Low-Side-Treiber 16a, b geöffnet sind. Zur Generierung des zweiten Schaltzustands werden durch die Low-Side-Treiber 16a, b die Schaltausgänge 14a, b auf Massepotential gezogen, wobei dann die High-Side-Treiber 15a, b geöffnet sind.
  • Zur Erfüllung der Anforderungen für den Einsatz des Sensors im Bereich der Sicherheitstechnik wird für die Schaltungsanordnung gemäß 2 zyklisch eine Fehlerkontrolle derart durchgeführt, dass sich hierdurch die Betriebszustände von an die Schaltsignale angeschlossenen Lasten nicht ändern.
  • Die Fehlerkontrolle wird über die Rechnereinheiten 10a, b gesteuert. Innerhalb eines Testzyklus wird dabei generell ein Messsignal als Antwort auf ein Umschalten der von den High-Side-Treibern 15a, b und den Low-Side-Treibern 16a, b gebildeten Schaltmitteln der Schaltungsanordnung ausgewertet.
  • Zur Testung der Schaltungsanordnung werden im vorliegenden Fall die Low-Side-Treiber 16a, b verwendet. Dabei wird zu Beginn eines Testzyklus der Low-Side-Treiber 16a, b so kurzzeitig umgeschaltet, dass der Betriebszustand der an die Schaltausgänge 14a, b angeschlossenen Lasten erhalten bleibt. Auf dieses Umschalten generierte Messsignale werden über Meldeleitungen in die Rechnereinheiten 10a, b zurückgelesen.
  • Als Meldeleitungen sind in jedem Kanal eine Low-Side-Meldeleitung 20a, b und eine High-Side-Meldeleitung 21a, b vorgesehen, wobei in den Low-Side-Meldeleitungen 20a, b jeweils ein Widerstand 22a, b vorgesehen ist.
  • Die Aufdeckung von Fehlern in den Rechnereinheiten 10a, b erfolgt dadurch, dass die Messsignalkurven mit in den Rechnereinheiten 10a, b abgespeicherten Sollsignalkurven, die den fehlerfreien Betrieb der Schaltungsanordnung charakterisieren, verglichen werden.
  • Bei der so durchgeführten zyklischen Testung der Schaltausgänge 14a, b werden generell durch Umschalten der Low-Side-Treiber 16a, b kurze Testimpulse auf das Schaltsignal in beiden Schaltausgängen 14a, b aufcodiert, deren Auswertung in den Rechnereinheiten 10a, b Aufschlüsse über Fehler in der Schaltungsanordnung liefert.
  • Zusätzlich zu diesen Testimpulsen werden in den Rechnereinheiten 10a, b weitere Datenimpulse generiert, die ebenfalls dem Schaltsignal aufcodiert werden. Diese zusätzlichen Datenimpulse codieren weitere Daten, die mit dem Schaltsignal über die Schaltausgänge 14a, b an externe Einheiten ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich können auf diese Weise auch zusätzliche Daten eingelesen werden.
  • Ebenso wie die Testimpulse sind die Datenimpulse, insbesondere deren Impulsdauern, so gewählt, dass das Schaltsignal dadurch nicht beeinträchtig wird. Dies bedeutet, dass die Datenimpulse so kurz gewählt sind, dass dadurch der Zustand der von den Schaltausgängen 14a, b angesteuerten externen Lasten nicht geändert wird.
  • Alternativ können über die Schaltausgänge 14a, b zusätzlich zu den Schaltsignalen weitere Daten dadurch übertragen werden, dass mittels der Rechnereinheiten 10a, b, insbesondere durch die Ansteuerung der Low-Side-Treiber 16a, b und/oder der High-Side-Treiber 15a, b durch die Rechnereinheiten 10a, b dem Schaltsignal eine zusätzliche Amplitudenmodulation aufgeprägt wird, durch welche die Informationen der weiteren Daten auf das Schaltsignal aufcodiert werden. Dabei sind die Amplituden der Amplitudenmodulationen so klein gewählt, dass die Schaltzustände des Schaltsignals dadurch nicht beeinträchtigt werden.
  • Da somit bei beiden Varianten zur Übertragung der weiteren Daten über die Schaltausgänge 14a, b die Schaltzustände des Schaltsignals nicht beeinträchtigt werden und damit insbesondere die Ansteuerung externer Lasten mit dem Schaltsignal unbeeinflusst bleibt, sind die sicherheitstechnischen Anforderungen für eine fehlersichere Ausgabe des Schaltsignals erfüllt.
  • Die über die Schaltausgänge 14a, b zusätzlich übertragenen weiteren Daten können generell wie das Schaltsignal als sicherheitsrelevante Daten ausgebildet sein, wobei dann vorzugsweise über die Rechnereinheiten 10a, b analog zur Testung des Schaltsignals auch eine zyklische Testung der übertragenen zusätzlichen weiteren Daten erfolgt. Alternativ können die weiteren Daten nicht sicherheitsrelevante Daten sein.
  • Im vorliegenden Fall sind die weiteren Daten von Konfigurationsinformationen, die zur Parametrierung des Sensors, und von Diagnoseinformationen, die zur Funktionskontrolle des Sensors dienen, gebildet.
  • Im Anschlussstecker 12 ist ein Konfigurationsspeicher 12a integriert. In diesem Konfigurationsspeicher 12a werden die über die Schaltausgänge 14a, b ausgelesenen Konfigurations- und Diagnoseinformationen nicht flüchtig gespeichert.
  • Dadurch wir ein Sensortausch erheblich vereinfacht. Wird bei einem Defekt eines Sensors dieser gegen einen neuen Sensor ausgetauscht, so kann der neue Sensor durch Auslesen der Konfigurations- und Diagnoseinformationen aus dem Konfigurationsspeicher 12a die Daten des alten Sensors übernehmen und weist damit dieselbe applikationsspezifische Konfiguration wie der alte Sensor auf. Damit kann der neue Sensor ohne weitere Parametrier- oder Einlernvorgänge sofort in Betrieb genommen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lichtgitter
    2
    Gehäuse
    3
    Sendereinheit
    4
    Gehäuse
    5
    Empfängereinheit
    6
    Sendelichtstrahlen
    7
    Sender
    8
    Sender-Steuereinheit
    9
    Empfänger
    10
    Auswerteeinheit
    10a, b
    Rechnereinheiten
    11
    Steckerkontakt
    12
    Anschlussstecker
    12a
    Konfigurationsspeicher
    13a, b
    Datenleitungen
    14a, b
    Schaltausgänge
    15a, b
    High-Side-Treiber
    16a, b
    Low-Side-Treiber
    17a, b
    Widerstände
    18a, b
    Leitung
    19a, b
    Leitung
    20a, b
    Low-Side-Meldeleitungen
    21a, b
    High-Side-Meldeleitungen
    22a, b
    Widerstand

Claims (10)

  1. Sensor mit wenigstens einem Schaltausgang (14a, b) zur Ausgabe eines sicherheitsrelevanten Schaltsignals, wobei das Schaltsignal in einer Auswerteeinheit (10) generiert wird, welche einen redundanten Aufbau aufweist und zwei sich gegenseitig überwachende Rechnereinheiten (10a, b) aufweist, wobei zur Funktionsüberprüfung über die Auswerteeinheit (10) eine zyklische Testung des oder jedes Schaltausgangs (14a, b) durchgeführt wird, indem auf das Schaltsignal Testimpulse codiert werden, wobei diese die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lassen, dadurch gekennzeichnet, dass über den Schaltausgang (14a, b) weitere Daten ausgebbar und/oder einlesbar sind, wobei in den Rechnereinheiten (10a, b) zusätzlich zu den Testpulsen Datenimpulse generiert werden, die ebenfalls dem Schaltsignal als weitere Daten aufcodiert werden, und wobei die Ausgabe der weiteren Daten die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lässt.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Daten sicherheitsrelevant oder nicht sicherheitsrelevant sind.
  3. Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Daten Konfigurations- und/oder Diagnoseinformationen beinhalten.
  4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltausgang (14a, b) Steckerkontakte (11) aufweist, an welche ein Anschlussstecker (12) anschließbar ist, in welchem ein Konfigurationsspeicher (12a) zur Speicherung der weiteren Daten integriert ist.
  5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Konfigurationsspeicher (12a) gespeicherten weiteren Daten bei einem Sensortausch für einen neuen Sensor verwendbar sind.
  6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zwei Schaltausgänge (14a, b) aufweist, wobei jeweils ein Schaltausgang (14a, b) einer Rechnereinheit (10a, b) zugeordnet ist.
  7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Daten über die Auswerteeinheit (10) gesteuert wird.
  8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem Objekte Innerhalb eines Überwachungsbereichs erfassbar sind, und dass das Schaltsignal ein binäres Objektfeststellungssignal ist, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht.
  9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein optischer Sensor ist.
  10. Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Flächendistanzsensor, ein Lichtgitter, eine Lichtschranke oder ein Bildverarbeitungssystem ist.
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