DE102012102067A1

DE102012102067A1 - Sensor assembly has master sensor that is provided with computer unit for detecting connection state of connected sensor to master-slave sensor, so that configuration of sensor assembly is formed

Info

Publication number: DE102012102067A1
Application number: DE201210102067
Authority: DE
Inventors: Volker Rohbeck; Thorsten Rauscher; Paul Hartl
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-12

Abstract

The sensor assembly (1) comprises a master sensor in the form of curtain (2) and slave sensor in the form of an optical sensor. The master sensor is provided with a computer unit for detecting connection state of connected sensor to master-slave sensor, so that configuration of sensor assembly is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Sensoranordnung umfasst einen Master-Sensor in Form eines Lichtvorhangs sowie einen oder gegebenenfalls mehrere Slave-Sensoren, die an den Master-Sensor angeschlossen sind. Ein Lichtvorhang, der den Master-Sensor bildet, umfasst generell eine Sendereinheit mit einem ersten Gehäuse, in welchem Lichtstrahlen emittierende Sender integriert sind, sowie eine Empfängereinheit mit einem zweiten Gehäuse, in welchem Lichtstrahlen empfangende Empfänger integriert sind. Mit den Lichtstrahlen des Lichtvorhangs wird ein flächiges Schutzfeld überwacht. Dabei ist jeweils ein Sender einem Empfänger zugeordnet und bildet ein Sender-/Empfängerpaar, wobei bei freiem Schutzfeld die Lichtstrahlen dieses Senders auf den zugeordneten Empfänger des Sender-/Empfängerpaares treffen. In einer Auswerteeinheit des Lichtvorhangs wird zur Objekterfassung geprüft, ob die Strahlengänge der Lichtstrahlen derartiger Sender-/Empfängerpaare unterbrochen sind. In Abhängigkeit hiervon wird in der Auswerteeinheit ein binäres Schaltsignal über einen Schaltausgang ausgegeben, wobei die Schaltzustände des Schaltsignals angeben, ob sich ein Objekt im Schutzfeld befindet oder nicht. Mit einem solchen Lichtvorhang erfolgt eine Gefahrenbereichsüberwachung an sicherheitskritischen Anlagen. Wird mit dem Lichtvorhang ein Objekt erfasst, wird durch das entsprechende Schaltsignal des Lichtvorhangs wenigstens eine gefährliche Bewegung der Anlage gestoppt.Such a sensor arrangement comprises a master sensor in the form of a light curtain and one or optionally a plurality of slave sensors which are connected to the master sensor. A light curtain constituting the master sensor generally comprises a transmitter unit having a first housing in which light emitting emitters are integrated, and a receiver unit having a second housing in which receivers receiving light beams are integrated. The light beams of the light curtain monitor a flat protective field. In each case, a transmitter is assigned to a receiver and forms a transmitter / receiver pair, with free protective field, the light beams of this transmitter meet the associated receiver of the transmitter / receiver pair. In an evaluation unit of the light curtain is checked for object detection, whether the beam paths of the light beams of such transmitter / receiver pairs are interrupted. Depending on this, a binary switching signal is output via a switching output in the evaluation unit, wherein the switching states of the switching signal indicate whether an object is in the protective field or not. With such a light curtain is a danger zone monitoring on safety-critical systems. If an object is detected with the light curtain, at least one dangerous movement of the system is stopped by the corresponding switching signal of the light curtain.

Ein erstes Beispiel für eine Sensoranordnung mit einem Lichtvorhang als Master-Sensor ist eine sogenannte Kaskade von mehreren Lichtvorhängen. In diesem Fall ist der Slave-Sensor selbst von einem Lichtvorhang gebildet, der eine Sendereinheit mit einem Gehäuse aufweist, in dem Lichtstrahlen emittierende Sender angeordnet sind, und der eine Empfängereinheit mit einem zweiten Gehäuse aufweist, in dem Lichtstrahlen emittierende Empfänger angeordnet sind. Zur Ausbildung der Kaskade werden die Gehäuse der Sendereinheiten der Lichtvorhänge miteinander über Kabel verbunden. Weiterhin werden die Gehäuse der Empfängereinheiten über Kabel miteinander verbunden.A first example of a sensor arrangement with a light curtain as the master sensor is a so-called cascade of several light curtains. In this case, the slave sensor itself is constituted by a light curtain having a transmitter unit with a housing in which transmitters emitting light beams are arranged, and which has a receiver unit with a second housing in which light beam emitting receivers are arranged. To form the cascade, the housing of the transmitter units of the light curtains are connected to each other via cables. Furthermore, the housings of the receiver units are connected to each other via cables.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sensoranordnung mit einem Lichtvorhang als Master-Sensor kann derart ausgebildet sein, dass als Slave-Sensor Muting-Sensoren angeschlossen sind.Another embodiment of a sensor arrangement with a light curtain as the master sensor can be designed such that muting sensors are connected as the slave sensor.

Bei beiden Arten von Sensoranordnungen ist vor Inbetriebnahme eine Konfiguration der Sensoranordnung vorzunehmen. Typischerweise muss mit einer Konfigurationseinheit, wie zum Beispiel einer externen Rechnereinheit, die Konfiguration des Master-Sensors und des oder der Slave-Sensoren separat eingestellt werden. Zur Vorgabe der Konfiguration müssen beispielsweise bestimmte Parameterwerte für den Master-Sensor und auch für den oder die Slave-Sensoren vorgegeben werden.In both types of sensor arrangements, a configuration of the sensor arrangement is to be carried out before commissioning. Typically, with a configuration unit, such as an external computing unit, the configuration of the master sensor and the slave sensor (s) must be set separately. To specify the configuration, for example, certain parameter values for the master sensor and also for the slave sensor (s) must be specified.

Diese Art der Konfiguration ist nicht nur umständlich sondern auch fehleranfällig, da der Anwender die Konfiguration des Master-Sensors und des Slave-Sensors aufeinander abstimmen muss.This type of configuration is not only cumbersome but also error-prone, since the user must coordinate the configuration of the master sensor and the slave sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und fehlerfreie Konfigurationsmöglichkeit für eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen.The invention has for its object to provide a simple and error-free configuration option for a sensor arrangement of the type mentioned.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.To solve this problem, the features of claim 1 are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung umfasst einen Master-Sensor in Form eines Lichtvorhangs und wenigstens einen Slave-Sensor in Form eines optischen Sensors. Im Master-Sensor ist eine Rechnereinheit vorgesehen, mittels derer ein an den Master-Sensor angeschlossener Slave-Sensor erkannt wird und in Abhängigkeit hiervon eine Konfiguration der Sensoranordnung gebildet wird.The sensor arrangement according to the invention comprises a master sensor in the form of a light curtain and at least one slave sensor in the form of an optical sensor. In the master sensor, a computer unit is provided, by means of which a slave sensor connected to the master sensor is detected and a configuration of the sensor arrangement is formed in dependence thereon.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, dass bei der erfindungsgemäßen Sensoranordnung allein durch den Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor eine selbsttätige Konfiguration durchgeführt wird. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht dabei darin, dass diese Konfiguration die gesamte Sensoranordnung betrifft, das heißt es findet selbsttätig eine Anpassung von Master-Sensoren und Slave-Sensoren statt, so dass die damit ausgebildete Sensoranordnung als Kompletteinheit ohne weitere anwenderseitigen Konfigurationsvorgänge betriebsbereit ist.The basic idea of the invention thus consists in that in the sensor arrangement according to the invention an automatic configuration is carried out solely by connecting the slave sensor to the master sensor. An essential advantage of the invention consists in the fact that this configuration relates to the entire sensor arrangement, that is, there is an automatic adaptation of master sensors and slave sensors, so that the sensor array formed therewith is ready as a complete unit without further user-side configuration operations.

Die Festlegung der Konfiguration, das heißt Betriebsart der Sensoranordnung erfolgt in der Rechnereinheit des Master-Sensors, wobei hierzu in der Rechnereinheit der an den Master-Sensor angeschlossene Slave-Sensor erkannt, das heißt identifiziert wird und abhängig hiervon die Konfiguration festgelegt wird.The definition of the configuration, that is to say the operating mode of the sensor arrangement, takes place in the computer unit of the master sensor, for which purpose the slave sensor connected to the master sensor is identified, ie identified, and the configuration is determined as a function thereof.

Besonders vorteilhaft ist in der Rechnereinheit eine Firmware implementiert, wobei zur Ausbildung einer Konfiguration der Sensoranordnung die Rechnereinheit ihre Firmware selbsttätig anpasst.A firmware is implemented particularly advantageously in the computer unit, wherein the computer unit automatically adjusts its firmware to form a configuration of the sensor arrangement.

Insbesondere wird in der Rechnereinheit durch Auswahl einer Firmware eine Konfiguration der Sensoranordnung ausgebildet.In particular, a configuration of the sensor arrangement is formed in the computer unit by selecting a firmware.

Die Festlegung der Konfiguration erfolgt somit auf einfache Weise dadurch, dass eine für diese Konfiguration passende Firmware in der Rechnereinheit ausgewählt und implementiert wird. Diese Auswahl der Konfiguration kann in der Rechnereinheit selbsttätig durchgeführt werden, so dass zur Festlegung der Konfiguration keine äußeren Eingriffe durch einen Anwender erforderlich sind. The definition of the configuration thus takes place in a simple manner in that a suitable firmware for this configuration is selected and implemented in the computer unit. This selection of the configuration can be carried out automatically in the computer unit, so that no external intervention by a user is required to establish the configuration.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann über externe Anschlussmittel wie einem Stecker vorab in der Rechnereinheit eine bestimmte Firmware vorgegeben werden. Damit kann ein Anwender eine von ihm gewünschte Vorauswahl treffen, welche Konfiguration der Sensoranordnung bei Anschluss eines Slave-Sensors erhalten wird.According to an advantageous development of the invention, a specific firmware can be preset via external connection means such as a plug in advance in the computer unit. In this way, a user can make a preselection desired by him, which configuration of the sensor arrangement is obtained when a slave sensor is connected.

Besonders vorteilhaft erfolgt mittels der Rechnereinheit des Master-Sensors eine sicherheitsrelevante Erkennung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor.Particularly advantageously, by means of the computer unit of the master sensor, a safety-relevant detection of the transition between the master sensor and the slave sensor.

Diese fehlersichere Erkennung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor ist eine wesentliche Voraussetzung für die Identifizierung des an den Master-Sensor angeschlossenen Slave-Sensors, da somit deren Signale eindeutig voneinander unterschieden werden können.This fail-safe detection of the transition between the master sensor and the slave sensor is an essential prerequisite for the identification of the slave sensor connected to the master sensor, since its signals can thus be clearly distinguished from one another.

Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Master-Sensor und der Slave-Sensor gleichartige Signale generieren. Dies ist dann der Fall, wenn sowohl der Master-Sensor als auch der Slave-Sensor als Lichtvorhang mit einer Mehrfachanordnung von Sender-/Empfängerpaaren ausgebildet sind.This is particularly advantageous when the master sensor and the slave sensor generate similar signals. This is the case when both the master sensor and the slave sensor are designed as a light curtain with a multiple arrangement of transmitter / receiver pairs.

In diesem Fall geht von der Rechnereinheit eine Clock-Leitung aus, die zur Ansteuerung von Schieberegistern zur Einzelaktivierung der Empfänger der Sender-/Empfängerpaare der den Master-Slave und Slave-Sensor bildenden Lichtvorhang dient. Von den Empfängern zur Rechnereinheit ist eine zurücklaufende Carryleitung vorgesehen, wobei zur Identifizierung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor dem ersten Empfänger des Slave-Sensors ein Schaltelement zugeordnet ist, mittels dessen ein den Übergang eindeutig identifizierendes Signal auf die Carryleitung kopiert wird, wenn dieser erste Empfänger aktiviert ist.In this case, a clock line originates from the computer unit which serves to activate shift registers for the individual activation of the receivers of the transmitter / receiver pairs of the light curtain forming the master slave and slave sensor. A returning carry line is provided by the receivers for the computer unit, wherein a switching element is assigned to the first receiver of the slave sensor for identifying the transition between master sensor and slave sensor, by means of which a signal uniquely identifying the transition is copied onto the carry line, if this first receiver is activated.

Dadurch wird eine besonders einfache und gleichzeitig fehlersichere Erkennung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor gewährleistet.This ensures a particularly simple and fail-safe detection of the transition between the master sensor and the slave sensor.

Die unterschiedlichen Konfigurationen der Sensoranordnung stellen vorzugsweise unterschiedliche Betriebsarten dar, die mit dem Anschluss eines spezifischen Slave-Sensors an den Master-Sensor auswählbar sind.The different configurations of the sensor arrangement preferably represent different operating modes, which can be selected with the connection of a specific slave sensor to the master sensor.

Eine Betriebsart kann beispielsweise die Ausbildung der Sensoranordnung als Kaskade von Lichtvorhängen sein. Im einfachsten Fall ist dabei an den, den Master-Sensor bildenden Lichtvorhang ein weiterer Lichtvorhang als Slave-Sensor angeschlossen. Der Lichtvorhang, der den Master-Sensor bildet, erfüllt seine Masterfunktion dadurch, dass dessen Rechnereinheit als Auswerteeinheit des Lichtvorhangs und der gesamten Sensoranordnung aus den Empfangssignalen aller Empfänger der Kaskade das Schaltsignal generiert. In dem Slave-Sensor dagegen wird kein Schaltsignal generiert, vielmehr werden die Empfangssignale der Empfänger des Slave-Sensors an die Auswerteeinheit des Master-Sensors weitergeleitet, wo das Schaltsignal generiert wird. Im einfachsten Fall kann der Slave-Sensor eine passive Einheit ausbilden, das heißt eine bloße Verlängerung der Kaskade mit mehreren Sender-/Empfängerpaaren bilden, das heißt der Slave-Sensor weist keine eigene Rechnereinheit zur Signalauswertung oder dergleichen auf. Alternativ kann der Slave-Sensor auch als eigenständiger, das heißt alleine funktionsfähiger Lichtvorhang ausgebildet sein. Dann weist der Slave-Sensor eine eigene Rechnereinheit zur Signalauswertung auf.An operating mode can be, for example, the formation of the sensor arrangement as a cascade of light curtains. In the simplest case, another light curtain is connected to the light curtain forming the master sensor as a slave sensor. The light curtain, which forms the master sensor, fulfills its master function by virtue of the fact that its computer unit, as the evaluation unit of the light curtain and the entire sensor arrangement, generates the switching signal from the reception signals of all the receivers of the cascade. In contrast, no switching signal is generated in the slave sensor, but the received signals of the receiver of the slave sensor are forwarded to the evaluation unit of the master sensor, where the switching signal is generated. In the simplest case, the slave sensor can form a passive unit, that is, form a mere extension of the cascade with multiple transmitter / receiver pairs, that is, the slave sensor has no own computer unit for signal evaluation or the like. Alternatively, the slave sensor can also be designed as a standalone, that is to say functionally independent, light curtain. Then, the slave sensor has its own computer unit for signal evaluation.

Generell kann eine Kaskade auch derart ausgebildet sein, dass mehrere Slave-Sensoren in Form von Lichtvorhängen an den Master-Sensor in einer Reihenanordnung angeschlossen sind.In general, a cascade can also be configured such that a plurality of slave sensors in the form of light curtains are connected to the master sensor in a series arrangement.

Als weitere Betriebsart ist durch den Anschluss spezifischer Slave-Sensoren an den Lichtvorhang eine Mutingfunktion auswählbar. Bei einer Auswahl dieser Betriebsart bildet der Slave-Sensor einen oder mehrere Mutingsensoren aus, mittels derer zulässige, nicht sicherheitskritische Objekte erkannt und von sicherheitskritischen Objekten unterschieden werden können. Wird von den Mutingsensoren ein zulässiges Objekt erkannt, wird eine Mutingfunktion aktiviert. Damit wird die Überwachungsfunktion des Lichtvorhangs stummgeschaltet, das heißt der Lichtvorhang generiert bei einer Objektdetektion kein Schaltsignal mehr, mit dem eine zu überwachende Anlage stillgesetzt wird.As a further operating mode, a muting function can be selected by connecting specific slave sensors to the light curtain. In a selection of this mode, the slave sensor forms one or more muting sensors, by means of which permissible, non-safety-critical objects can be detected and distinguished from safety-critical objects. If a permissible object is detected by the muting sensors, a muting function is activated. Thus, the monitoring function of the light curtain is muted, that is, the light curtain generated in an object detection no more switching signal with which a system to be monitored is shut down.

Besonders vorteilhaft wird in Abhängigkeit der spezifischen Ausbildung des Slave-Sensors, die im Master-Sensor erkannt wird, eine spezifische Muting-Betriebsart aktiviert, das heißt die Ausbildung des Slave-Sensors gibt die Muting-Betriebsarten der Sensoranordnung eindeutig vor.Depending on the specific design of the slave sensor, which is detected in the master sensor, a specific muting mode is activated particularly advantageously, that is, the design of the slave sensor unambiguously predefines the muting modes of the sensor arrangement.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Slave-Sensoren, mittels derer eine Auswahl einer Muting-Betriebsart erfolgt, jeweils in Form eines Lichtvorhangs mit einer Anzahl von Sender-/Empfängerpaaren ausgebildet. In diesem Fall wird abhängig von der Anzahl der Sender-/Empfängerpaare des Slave-Sensors eine bestimmte Muting-Betriebsart ausgewählt. Beispiele hierfür sind ein Zwei-, Drei- oder Vier-Sensormuting, das heißt je nach gewählter Betriebsart existieren zwei, drei oder vier Mutingsensoren. Diese verschiedenen Mutingsensoren werden jeweils von bestimmen Unterkombinationen der Sender-/Empfängerpaare des Slave-Sensors gebildet. Je nach Applikation können ein oder mehrere Sender-/Empfängerpaare einen Mutingsensor bilden. Die Auswahl der Mutingsensoren für eine Muting-Betriebsart erfolgt selbsttätig nach dem Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor in der Rechnereinheit des Master-Sensors, insbesondere mittels der für die Konfiguration gewählten Firmware der Rechnereinheit.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the slave sensors, by means of which a selection of a muting mode is carried out, each formed in the form of a light curtain with a number of transmitter / receiver pairs. In this case, depending on the number of transmitter / receiver pairs of the slave sensor selected a specific muting mode. Examples include two-, three- or four-sensor muting, which means that there are two, three or four muting sensors depending on the operating mode selected. These different muting sensors are each formed by determining subcombinations of the transmitter / receiver pairs of the slave sensor. Depending on the application, one or more transmitter / receiver pairs can form a muting sensor. The selection of the muting sensors for a muting mode is carried out automatically after the connection of the slave sensor to the master sensor in the computer unit of the master sensor, in particular by means of the firmware of the computer unit selected for the configuration.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:

1: Schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung. 1 : Schematic representation of a first embodiment of the sensor arrangement according to the invention.

2: Detaildarstellung der Empfängereinheiten der Sensoranordnung gemäß 1. 2 : Detail representation of the receiver units of the sensor arrangement according to 1 ,

3: Zeitdiagramm für die Anordnung gemäß 2. 3 : Timing diagram for the arrangement according to 2 ,

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1. Die Sensoranordnung 1 umfasst als Master-Sensor einen Lichtvorhang 2 zur Erfassung von Objekten innerhalb eines Schutzfelds. Der Lichtvorhang 2 umfasst eine Sendereinheit, die in einem ersten Gehäuse 3 integriert ist, sowie eine Empfängereinheit, die in einem zweiten Gehäuse 4 integriert ist. Die Sendereinheit umfasst mehrere Lichtstrahlen 5 emittierende Sender 6 in Form von Leuchtdioden. Die Sender 6 sind in zwei Kaskaden 7a, 7b unterteilt, beispielsweise durch Anordnung auf zwei unterschiedlichen Leiterplatten. Die Empfängereinheit umfasst eine Anordnung von Lichtstrahlen 5 empfangenden Empfängern 8, die wie die Sender 6 in zwei Kaskaden 8a, 8b unterteilt sind. Die Empfänger 8 sind von Photodioden oder dergleichen gebildet. 1 shows a first embodiment of the sensor arrangement according to the invention 1 , The sensor arrangement 1 includes a light curtain as the master sensor 2 for detecting objects within a protective field. The light curtain 2 includes a transmitter unit housed in a first housing 3 integrated, as well as a receiver unit, which in a second housing 4 is integrated. The transmitter unit comprises a plurality of light beams 5 emitting transmitters 6 in the form of light-emitting diodes. The transmitters 6 are in two cascades 7a . 7b divided, for example, by arranging on two different circuit boards. The receiver unit comprises an array of light beams 5 receiving recipients 8th that like the sender 6 in two cascades 8a . 8b are divided. The recipients 8th are formed by photodiodes or the like.

In der Sendereinheit ist eine Steuereinheit 9 angeordnet, die die einzelnen Sender 6 zyklisch nacheinander aktiviert. Die Steuereinheit 9 besteht beispielsweise aus einem Microcontroller 10 der ein Schieberegister steuert, mittels dessen die Sender 6 nacheinander aktiviert werden.In the transmitter unit is a control unit 9 arranged, which the individual transmitters 6 cyclically activated one after the other. The control unit 9 For example, it consists of a microcontroller 10 which controls a shift register by means of which the transmitter 6 be activated one after the other.

In der Empfängereinheit ist eine Auswerteeinheit vorgesehen. Im einfachsten Fall besteht diese aus einem Microcontroller 10. Ist der Lichtvorhang 2 als Sicherheitssensor ausgebildet, besteht die Auswerteeinheit aus zwei sich gegenseitig zyklisch überwachenden Microcontroller 10 oder allgemein Rechnereinheiten. An die Auswerteeinheit ist weiterhin eine Ausgangsschaltung 11 mit einem Schaltausgang angeschlossen.An evaluation unit is provided in the receiver unit. In the simplest case, this consists of a microcontroller 10 , Is the light curtain 2 designed as a safety sensor, the evaluation consists of two mutually cyclically monitoring microcontroller 10 or in general computer units. To the evaluation unit is still an output circuit 11 connected with a switching output.

Jeweils ein Sender 6 und ein gegenüberliegender, zugeordneter Empfänger 8 bilden eine Strahlachse des Lichtvorhangs 2, das heißt ein Sender-/Empfängerpaar, wobei bei freiem Schutzfeld die Lichtstrahlen 5 des Senders 6 eines Sender-/Empfängerpaares ungehindert auf den Empfänger 8 dieses Sender-/Empfängerpaares treffen.One transmitter each 6 and an opposite assigned receiver 8th form a beam axis of the light curtain 2 , that is, a transmitter / receiver pair, wherein with free protective field, the light beams 5 the transmitter 6 a transmitter / receiver pair unhindered on the receiver 8th meet this transmitter / receiver pair.

Über eine optische Synchronisation des Lichtvorhangs 2, beispielsweise durch eine den Lichtstrahlen 5 einer ausgewählten Strahlachse aufgeprägten Kennung, werden die Sender 6 und Empfänger 8 der einzelnen Sender-/Empfängerpaare immer zeitgleich aktiviert.Via optical synchronization of the light curtain 2 , for example by a light rays 5 a selected beam axis imprinted identifier, the transmitter 6 and receiver 8th the individual transmitter / receiver pairs always activated at the same time.

Zur Objekterkennung erfolgt in der Auswerteeinheit eine Amplitudenbewertung der Empfangssignale der Empfänger 8. In Abhängigkeit hiervon generiert die Auswerteeinheit ein binäres Schaltsignal. Im Normalbetrieb, das heißt bei aktivierter Überwachungsfunktion, generiert die Auswerteeinheit als Schaltsignal eine Objektmeldung, falls wenigstens die Lichtstrahlen 5 einer Strahlachse durch einen Objekteingriff unterbrochen sind. Wird die Sensoranordnung 1 zur Gefahrenbereichsüberwachung an einer Anlage eingesetzt, wird bei einer Objekterfassung im Schutzfeld mit dem die Objektmeldung bildenden Schaltsignal die Anlage stillgesetzt. Bei einer aktivierten Mutingfunktion wird dagegen der Lichtvorhang 2 stummgestaltet, das heißt auch bei einem Objekteingriff wird keine Objektmeldung generiert.For object recognition, an evaluation of the amplitude of the received signals of the receivers takes place in the evaluation unit 8th , In response, the evaluation unit generates a binary switching signal. In normal operation, that is to say when the monitoring function is activated, the evaluation unit generates as switching signal an object message, if at least the light beams 5 a beam axis are interrupted by an object intervention. Will the sensor arrangement 1 used for danger zone monitoring on a system, the system is shut down in case of object detection in the protective field with the switching signal forming the object message. If the muting function is activated, the light curtain will be activated 2 muted, which means that no object message is generated during an object intervention.

Die Generierung des Schaltsignals in der Auswerteeinheit und dessen Angabe über den Schaltausgang stellt die Masterfunktion des vom Lichtvorhang 2 gebildeten Master-Sensors dar.The generation of the switching signal in the evaluation unit and its indication via the switching output represents the master function of the light curtain 2 formed master sensor.

Die Sensoranordnung 1 umfasst neben dem Master-Sensor einen Slave-Sensor, der eine solche Masterfunktion nicht aufweist. Im vorliegenden Fall ist der Slave-Sensor ebenfalls von einem Lichtvorhang 12 gebildet, der ebenso wie der den Master-Sensor bildende Lichtvorhang 2 ein Gehäuse 13 mit einer Anordnung von Lichtstrahlen 5 emittierenden Sendern 6 aufweist, die auf zwei Kaskaden 7c, 7d verteilt sind. Weiterhin umfasst der den Slave-Sensor bildende Lichtvorhang 12 ein weiteres Gehäuse 13 mit einer Anordnung von Lichtstrahlen 5 emittierenden Empfängern 8, die ebenfalls auf zwei Kaskaden 8c, 8d aufgeteilt sind. Analog zu dem den Master-Sensor bildenden Lichtvorhang 2 bilden auch bei dem den Slave-Sensor bildenden Lichtvorhang 12 gegenüberliegende Sender 6 und Empfänger 8 Sender-/Empfängerpaare, das heißt Strahlachsen eines Lichtvorhangs 12. Im Gegensatz zu dem den Master-Sensor bildenden Lichtvorhang 2 weist der den Slave-Sensor bildende Lichtvorhang 12 keine Auswerteeinheit und auch keine Steuereinheit 9 auf.The sensor arrangement 1 In addition to the master sensor, a slave sensor does not have such a master function. In the present case, the slave sensor is also of a light curtain 12 formed, as well as the master sensor forming light curtain 2 a housing 13 with an array of light rays 5 emitting transmitters 6 that points to two cascades 7c . 7d are distributed. Furthermore, the light curtain forming the slave sensor comprises 12 another case 13 with an array of light rays 5 emitting receivers 8th also on two cascades 8c . 8d are divided. Analogous to the light curtain forming the master sensor 2 also form in the light curtain forming the slave sensor 12 opposite transmitter 6 and receiver 8th Transmitter / receiver pairs, ie beam axes of a light curtain 12 , In contrast to the light curtain that forms the master sensor 2 has the slave sensor forming light curtain 12 no evaluation unit and no control unit 9 on.

Mit dem Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor erfolgt eine selbsttägige Konfiguration der Sensoranordnung 1. Unter dem Begriff der Konfiguration wird im vorliegenden Fall die Auswahl einer bestimmten Betriebsart der Sensoranordnung 1 verstanden, wobei zusätzlich zur Auswahl der Betriebsart mit der Konfiguration bestimmte Parameter der Sensoranordnung 1 festgelegt werden.With the connection of the slave sensor to the master sensor, a self-day configuration of the sensor arrangement takes place 1 , In the present case, the term configuration refers to the selection of a specific operating mode of the sensor arrangement 1 understood, in addition to the selection of the operating mode with the configuration certain parameters of the sensor array 1 be determined.

Mit dem Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor wird im Master-Sensor, spezifisch in dem die Auswerteeinheit bildenden Microcontroller 10, der angeschlossene Slave-Sensor erkannt und identifiziert und in Abhängigkeit hiervon die Konfiguration der Sensoranordnung 1 vorgegeben. Hierzu wird die im Microcontroller 10 implementierte Firmware in geeigneter Weise konfiguriert. Je nach Art des angeschlossenen Slave-Sensors wird dabei die Firmware des Microntrollers in geeigneter Weise umkonfiguriert. Die auswählbaren Varianten der Firmware des Microcontrollers 10 können in diesem fest implementiert sein. Alternativ können diese anwenderseitig über externe Anschlussmittel wie Stecker vorgegeben werden.With the connection of the slave sensor to the master sensor is in the master sensor, specifically in the evaluation unit forming microcontroller 10 , the connected slave sensor detects and identifies, and depending thereon, the configuration of the sensor array 1 specified. This is done in the microcontroller 10 implemented firmware appropriately configured. Depending on the type of slave sensor connected, the firmware of the microcontroller is reconfigured in a suitable manner. The selectable variants of the firmware of the microcontroller 10 can be firmly implemented in this. Alternatively, these can be specified by the user via external connection means such as connectors.

Wesentlich für die selbsttätige Erkennung des an den Master-Sensor angeschlossenen Slave-Sensors ist eine sichere, das heißt fehlersichere Erkennung des Übergangs zwischen dem Master-Sensor und dem Slave-Sensor. Eine spezifische Ausführung hierfür ist in 2 dargestellt, die die Empfängereinheiten des den Master-Sensor und Slave-Sensor bildenden Lichtvorhangs 12 zeigt.Essential for the automatic detection of the slave sensor connected to the master sensor is a safe, ie fail-safe detection of the transition between the master sensor and the slave sensor. A specific embodiment for this is in 2 shown, the receiver units of the master sensor and slave sensor forming light curtain 12 shows.

Nach Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor über die Kabelverbindung 14 werden zum Betrieb der Sensoranordnung 1 die Empfänger des Master-Sensors und des anschließenden Slave-Sensors zyklisch einzeln nacheinander aktiviert. Hierzu führt eine Clock-Leitung 15 zu Schieberegistern 16a, 16b, die den Empfängern des Master-Sensors zugeordnet sind, und dann über die Kabelverbindung 14 zu Schieberegistern 17a, 17b, die den Empfängern des Slave-Sensors zugeordnet sind. Vom letzten Empfänger des Slave-Sensors führt eine Carry-Leitung 18 über Schieberegistern 19a, 19b, die den Empfängern des Slave-Sensors zugeordnet sind, weiter über die Kabelverbindung 14 und schließlich über Schieberegistern 20a, 20b, die den Empfängern des Master-Sensors zugeordnet sind, zurück zum Mircrocontroller 10.After connecting the slave sensor to the master sensor via the cable connection 14 become the operation of the sensor arrangement 1 the receivers of the master sensor and the subsequent slave sensor cyclically activated one after the other. This leads to a clock line 15 to shift registers 16a . 16b which are assigned to the receivers of the master sensor, and then via the cable connection 14 to shift registers 17a . 17b assigned to the receivers of the slave sensor. From the last receiver of the slave sensor performs a carry line 18 via shift registers 19a . 19b , which are assigned to the receivers of the slave sensor, continue via the cable connection 14 and finally via shift registers 20a . 20b , which are assigned to the receivers of the master sensor, back to the microcontroller 10 ,

Die Schieberegister 16a, 20a sind der ersten Kaskade 8a, 8b des Master-Sensors mit vier Empfängern zugeordnet. Die Schieberegister 16b, 20b sind der zweiten Kaskade 8c, 8d des Master-Sensors mit vier Empfängern zugeordnet. Die Schieberegister 17a, 19a sind der ersten Kaskade 8a, 8b des Slave-Sensors mit vier Empfängern zugeordnet. Schließich sind die SR 17b, 19b der zweiten Kaskade 8c, 8d des Slave-Sensors mit vier Empfängern zugeordnet.The shift registers 16a . 20a are the first cascade 8a . 8b assigned to the master sensor with four receivers. The shift registers 16b . 20b are the second cascade 8c . 8d assigned to the master sensor with four receivers. The shift registers 17a . 19a are the first cascade 8a . 8b assigned to the slave sensor with four receivers. Closing are the SR 17b . 19b the second cascade 8c . 8d assigned to the slave sensor with four receivers.

Zur Einzeldeaktivierung nur eines Empfängers in allen Kaskaden 7a, 7b, 8a, 8b, 8c, 8d wird nur der Inhalt eines Registers des jeweiligen Schieberegisters 16a, 17a oder 17b, das diesem Empfänger zugeordnet ist auf den Wert „1” gesetzt, während alle anderen Register den Wert „0” annehmen. 2 zeigt den Fall, wo der dritte Empfänger der ersten Kaskade 8a, 8b aktiviert ist, indem das dritte Register des Schieberegisters den Wert „1” annimmt. Alle anderen Register enthalten den Wert „0”. Zur zyklischen Einzelaktivierung aller Empfänger wird der reguläre Wert „1” vom ersten bis zum letzten Empfänger durchgeschoben. Dieses Durchschieben des Werts „1” erfolgt mittels des Clocksignals auf der Clock-Leitung 15.For single deactivation of only one receiver in all cascades 7a . 7b . 8a . 8b . 8c . 8d becomes only the content of a register of the respective shift register 16a . 17a or 17b assigned to this receiver is set to the value "1", while all other registers assume the value "0". 2 shows the case where the third receiver of the first cascade 8a . 8b is activated by the third register of the shift register assumes the value "1". All other registers contain the value "0". For cyclic individual activation of all receivers, the regular value "1" is pushed through from the first to the last recipient. This value is pushed through by the clock signal on the clock line 15 ,

Die dabei erhaltenen Zeitdiagramme für die entsprechenden Signalwerte auf der Clock-Leitung 15 und der Carry-Leitung 18 zeigt ausschnittsweise 3. Wird der zweite, dritte oder vierte Empfänger der Kaskade 8a, 8b aktiviert, wird die in 3 mit a bezeichnete Signalkombination erhalten. Auf der Clock-Leitung 15 liegt ein Puls an, mit dem das Register auf den Wert „1” gesetzt wird, das den jeweiligen Empfänger aktiviert.The resulting timing diagrams for the corresponding signal values on the clock line 15 and the carry-line 18 shows in sections 3 , Becomes the second, third or fourth recipient of the cascade 8a . 8b activated, the in 3 obtained with a designated signal combination. On the clock line 15 is a pulse, with which the register is set to the value "1", which activates the respective receiver.

In 3 ist weiterhin mit b eine Signalkombination dargestellt, die auf der Clock-Leitung 15 und der Carry-Leitung 18 erhalten wird, wenn der erste Empfänger der zweiten Kaskade 8c, 8d des Master-Sensors aktiviert wird (in 2 mit I bezeichnet). Auf der Clock-Leitung 15 liegt dann wieder ein Puls an. Anders als im vorigen Fall liegt auch auf der Carry-Leitung 18 derselbe Puls an, da in dem jeweiligen Empfänger ein zugeordnetes Schaltelement den Puls auf der Clock-Leitung 15 auf die Carry-Leitung 18 kopiert.In 3 is still shown with b a signal combination on the clock line 15 and the carry-line 18 is obtained when the first receiver of the second cascade 8c . 8d of the master sensor is activated (in 2 denoted by I). On the clock line 15 then there is another pulse. Unlike in the previous case is also on the carry line 18 the same pulse, because in the respective receiver an associated switching element the pulse on the clock line 15 on the carry line 18 copied.

Schließlich ist in 3 mit c eine Signalkombination dargestellt, die bei dem Übergang vom Master-Sensor zum Slave-Sensor erhalten wird. Spezifisch wird diese Signalkombination erhalten, wenn der erste Empfänger der ersten Kaskade 8a, 8b des Slave-Sensors aktiviert wird (in 2 mit II bezeichnet).Finally, in 3 c represents a signal combination which is obtained during the transition from the master sensor to the slave sensor. Specifically, this signal combination is obtained when the first receiver of the first cascade 8a . 8b of the slave sensor is activated (in 2 denoted by II).

Diesem Empfänger ist ein Schaltelement mit Inverter zugeordnet, das bei Aktivierung dieses Empfängers das Signal auf der Clock-Leitung 15, das heißt den Puls, invertiert und dann auf die Carry-Leitung 18 kopiert, so dass dann auf der Carry-Leitung 18 ein invertierter Puls vorliegt.This receiver is associated with a switching element with inverter, which activates this receiver, the signal on the clock line 15 , that is the pulse, inverted and then on the carry line 18 copied, so then on the carry line 18 an inverted pulse is present.

Durch die Auswertung der Signale auf der Clock-Leitung 15 und der Carry-Leitung 18 kann damit eindeutig ein Kaskadenübergang innerhalb des Master-Sensors oder Slave-Sensors und auch der Übergang zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor identifiziert werden, da sich die hierfür erhaltenen Signalkombinationen (b bzw. c in 3) voneinander eindeutig unterscheiden und auch von den Signalkombinationen a, die bei der Aktivierung der übrigen Empfänger erhalten werden, unterscheiden.By evaluating the signals on the clock line 15 and the carry-line 18 Thus, a cascade transition within the master sensor or slave sensor and also the transition between the master sensor and the slave sensor can be clearly identified, since the signal combinations (b or c in FIG 3 ) are clearly different from each other and also differ from the signal combinations a, which are obtained in the activation of the remaining receivers.

Anhand der Identifizierung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor und der Identifizierung des Slave-Sensors, insbesondere der Anzahl der Sender-/Empfängerpaare des Slave-Sensors, wird durch die Firmware im Microcontroller 10 die jeweilige Betriebsart der Sensoranordnung 1 ausgewählt.Based on the identification of the transition between the master sensor and the slave sensor and the identification of the slave sensor, in particular the number of transmitter / receiver pairs of the slave sensor, by the firmware in the microcontroller 10 the respective operating mode of the sensor arrangement 1 selected.

Zu einer ersten Betriebsart bildet der Slave-Sensor keine bloße Kaskadenverlängerung des Master-Sensors, das heißt durch die zusätzlichen Kaskaden 7a, 7b, 8a, 8b, 8c, 8d des Slave-Sensors kann mit der Sensoranordnung 1 eine Objektüberwachung in einem vergrößerten Schutzfeld erfolgen.For a first mode of operation, the slave sensor does not constitute a mere cascade extension of the master sensor, that is through the additional cascades 7a . 7b . 8a . 8b . 8c . 8d of the slave sensor can with the sensor arrangement 1 an object monitoring takes place in an enlarged protective field.

Weiterhin sind durch den Anschluss spezifischer Slave-Sensoren unterschiedliche Muting-Betriebsarten auswählbar. Je nach Anzahl der Sender-/Empfängerpaare des Slave-Sensors wird im Microcontroller 10 ein sogenanntes Zwei-, Drei- oder Vier-Sensor-Muting aktiviert. Bei einem Zwei-Sensor-Muting sind zwei Muting-Sensoren vorgesehen, mit denen bestimmte zulässige Objekte erfasst werden können. Entsprechend sind bei einem Drei- oder Vier-Sensor-Muting drei oder vier Muting-Sensoren vorgesehen. Als Mutingsensoren werden jeweils bestimmte Unterkombinationen von Sender-/Empfängerpaaren des Slave-Sensors verwendet. Die nicht zur Bildung von Mutingsensoren benötigten Sender-/Empfängerpaare werden deaktiviert. Die Definition der Mutingsensoren erfolgt mit der Konfiguration der Firmware des Microcontrollers 10.Furthermore, different muting modes can be selected by connecting specific slave sensors. Depending on the number of transmitter / receiver pairs of the slave sensor is in the microcontroller 10 a so-called two-, three- or four-sensor muting activated. In two-sensor muting, two muting sensors are provided to detect certain allowable objects. Accordingly, three or four muting sensors are provided in a three- or four-sensor muting. As muting sensors certain subcombinations of transmitter / receiver pairs of the slave sensor are used in each case. The transmitter / receiver pairs not required for the formation of muting sensors are deactivated. The definition of the muting sensors is done with the configuration of the firmware of the microcontroller 10 ,

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird beispielsweise mit dem Anschluss des Slave-Sensors an den Master-Sensor ein Zwei-Sensor-Muting aktiviert. Beispielsweise bilden jeweils das zweite Sender-/Empfängerpaar einer Kaskade 8a, 8b des Slave-Sensors einen Mutingsensor. Die anderen Sender-/Empfängerpaare werden deaktiviert. Mit dem Lichtvorhang 2, 12 des Mastersensors erfolgt dann eine Gefahrenbereichsüberwachung einer Anlage, wobei bei einer Objektdetektion eine Objektmeldung über den Schaltausgang ausgegeben wird. Bei Erkennen eines zulässigen Objekts mit den Mutingsensoren wird der Lichtvorhang 2, 12 stummgeschalten, das heißt dessen Überwachungsfunktion unterdrückt.In the present embodiment according to 1 For example, a two-sensor muting is activated when the slave sensor is connected to the master sensor. For example, each form the second transmitter / receiver pair of a cascade 8a . 8b of the slave sensor a muting sensor. The other transmitter / receiver pairs are deactivated. With the light curtain 2 . 12 The master sensor is then followed by a danger area monitoring of a plant, wherein an object message is output via the switching output in an object detection. Upon detection of a permissible object with the muting sensors, the light curtain becomes 2 . 12 muted, that is suppressed its monitoring function.

Derartige Mutingsensoren bilden somit stets sicherheitskritische Einheiten, da sie die Überwachungsfunktion des Lichtvorhangs 2, 12 stummhalten, so dass dann für eine bestimmte Zeitspanne keine Überwachung mehr gewährleistet ist.Such muting sensors thus always form safety-critical units, since they are the monitoring function of the light curtain 2 . 12 mute, so that then for a certain period of time monitoring is no longer guaranteed.

Die Erkennung des Übergangs zwischen Master-Sensor und Slave-Sensor gemäß 3 trägt diesem Risiko Rechnung, da diese Erkennung bei einem Auftreten eines Fehlers in den sicheren Zustand übergeht. Wird nämlich beim Übergang vom Master-Sensor zum Slave-Sensor vom Schaltelement, das dem ersten Empfänger des Slave-Sensors (bezeichnet mit II in 2) zugeordnet ist, das Signal auf der Clock-Leitung 15 nicht invertiert sondern direkt auf die Carry-Leitung 18 kopiert, so wird dadurch ein normaler Kaskadierübergang im Master-Sensor vorgetäuscht, was den Fall einer Kaskadenerweiterung anstelle des Anschlusses von Mutingsensoren entspricht. Damit wird keine Muting-Betriebsart aktiviert, die risikobehaftet wäre, sondern eine Kaskadenerweiterung mit einer Objekt-Überwachung in einem erweiterten Schutzfeld, was einen Übergang in einen sicheren Zustand entspricht.The detection of the transition between master sensor and slave sensor according to 3 takes this risk into account, since this recognition changes to the safe state when an error occurs. Namely, in the transition from the master sensor to the slave sensor from the switching element, the first receiver of the slave sensor (denoted by II in 2 ) is assigned to the signal on the clock line 15 not inverted but directly on the carry line 18 copied, this simulates a normal cascade transition in the master sensor, which corresponds to the case of a cascade extension instead of the connection of muting sensors. This does not activate a muting mode that would be risky, but a cascade extension with an object monitoring in an extended protective field, which corresponds to a transition to a safe state.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sensoranordnungsensor arrangement
22: Lichtvorhanglight curtain
33: Gehäusecasing
44: Gehäusecasing
55: Lichtstrahlenlight rays
66: Sendertransmitter
7a, 7b7a, 7b: Kaskadecascade
88th: Empfängerreceiver
8a, 8b8a, 8b: Kaskadecascade
8c, 8d8c, 8d: Kaskadecascade
99: Steuereinheitcontrol unit
1010: Microcontrollermicrocontrollers
1111: Ausgangsschaltungoutput circuit
1212: Lichtvorhanglight curtain
1313: Gehäusecasing
1414: Kabelverbindungcable connection
1515: Clock-LeitungClock line
16a, 16b16a, 16b: Schieberegistershift register
17a, 17b17a, 17b: Schieberegistershift register
1818: Carry-LeitungCarry-line
19a, 19b19a, 19b: Schieberegistershift register
20a, 20b20a, 20b: Schieberegistershift register

Claims

Sensor arrangement ( 1 ) with a master sensor in the form of a light curtain ( 2 ) and with at least one slave sensor in the form of an optical sensor, characterized in that a computer unit is provided in the master sensor, by means of which a slave sensor connected to the master sensor is detected and in dependence thereon a configuration of the sensor arrangement ( 1 ) is formed.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that in the computer unit, a firmware is implemented, wherein to form a configuration of the sensor arrangement ( 1 ) the computer unit automatically adjusts its firmware.

Sensor arrangement according to claim 2, characterized in that in the computer unit by selecting a firmware, a configuration of the sensor arrangement is formed.

Sensor arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that via external connection means, the firmware of the computer unit is configurable.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that by means of the computer unit of the master sensor, a safety-relevant detection of the transition between the master sensor and the slave sensor.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that their configurations are different modes.

Sensor arrangement according to claim 6, characterized in that in a first mode of operation of the slave sensor an extension of the master sensor forming light curtain ( 2 ) and that a second operating mode is a muting operation of the light curtain ( 2 ).

Sensor arrangement according to claim 7, characterized in that the slave sensor is another light curtain ( 12 ) comprising a number of transmitter / receiver pairs.

Sensor arrangement according to claim 8, characterized in that a specific muting mode is selected depending on the number of transmitter / receiver pairs of the slave sensor in the computer unit.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that from the computer unit a clock line ( 15 ), which is used for the activation of shift registers for the individual activation of the receivers of the transmitter / receiver pairs of the light curtain () forming the master-slave and slave sensor ( 12 ), and that a carry-line () returning from the receivers to the computer unit ( 18 ) is provided, wherein for identifying the transition between the master sensor and the slave sensor, the first receiver of the slave sensor, a switching element is assigned, by means of which a transition uniquely identifying signal on the carry line ( 18 ) is copied when this first receiver is activated.