DE102018119847B4 - Sensor - Google Patents

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DE102018119847B4 DE102018119847.7A DE102018119847A DE102018119847B4 DE 102018119847 B4 DE102018119847 B4 DE 102018119847B4 DE 102018119847 A DE102018119847 A DE 102018119847A DE 102018119847 B4 DE102018119847 B4 DE 102018119847B4
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    • F16PSAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/144Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using light grids

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Abstract

Sensor (1) mit einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit (8), wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit (8) eine Schnittstelle (10) aufweist,wobeidie Schnittstelle (10) mit einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) räumlich getrennt von dem Sensor (1) in einem zweiten Gehäuse (12) angeordnet ist,wobeider Sensor ein Laserscanner ist mit einem ersten Gehäuse (2) mit mindestens einem Lichtsender (3) zur Aussendung von Lichtstrahlen (6), einem Lichtempfänger (4) zum Empfang von Lichtstrahlen (6), und einer Ablenkeinheit (5), um die Lichtstrahlen (6) unterschiedlicher Winkelrichtungen abzulenken, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und der ersten Steuer- und Auswerteeinheit (8), wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit (8) dazu ausgebildet ist, aus den Signalen des Lichtempfängers (4) Abstandswerte zu bilden,dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, aus den Abstandswerten ein Objektfeststellungssignal zur Abschaltung einer Maschine zu bilden,wobeieine Konfiguration des Schutzfeldes in einem Speicher (7) der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit (11) gespeichert ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) ein zentrales Serversystem einer Automatisierungsanlage ist,wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) eine sichere Steuer- und Auswerteeinheit ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) zweikanalig ausgebildet ist,wobei die Schnittstelle (10) eine sichere Schnittstelle (10) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Sensoren haben ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten und werden in vielen Bereichen zur Sicherung von Maschinen und Anlagen eingesetzt.
  • Um verschiedene Anforderungen und damit verschiedene Preissegmente eines Sensormarktes, beispielsweise von sichereren Laserscannern bedienen zu können, ist es erforderlich, mehrere Varianten eines Sensors mit unterschiedlichem Funktions- bzw. Leistungsumfang zu entwickeln und anzubieten.
  • Dabei soll es möglich sein, dass der Anwender auch nach dem Kauf des Sensors den Funktionsumfang bestimmen kann.
  • Die EP 2 843 447 A1 offenbart ein Lichtgitter mit einem ersten Sensorkopfgehäuse mit einer Gehäuselängsachse mit mehreren Lichtsendern und/oder mehreren Lichtempfängern, mindestens einer ersten Auswerteeinheit, welche in dem Sensorkopfgehäuse angeordnet ist zur Auswertung von Empfangssignalen und zur Ausgabe von analogen oder digitalen Empfangsdaten, wobei ein zweites Gehäuse vorgesehen ist, das mit dem Sensorkopfgehäuse lösbar verbunden ist, wobei das Sensorkopfgehäuse mittels einer ersten elektrischen Schnittstelle nur mit dem zweiten Gehäuse verbindbar ist und das zweite Gehäuse mittels einer zweiten elektrischen Schnittstelle an eine Maschinensteuerung anschließbar ist, wobei das Sensorkopfgehäuse um die Gehäuselängsachse drehbar in dem zweiten Gehäuse gelagert ist.
  • Die DE 198 31 493 A1 offenbart einen optoelektronischen Sensor mit einem Gehäuse, in welchem ein Sendelichtstrahlen emittierender Sender und/oder ein Empfangslichtstrahlen empfangender Empfänger sowie eine Auswerteeinheit zur Ansteuerung des Senders und/oder zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale integriert sind. Es ist eine an die Auswerteeinheit angeschlossene Schnittstelle vorgesehen, über welche der Sensor an eine externe Spannungsversorgungseinheit und an externe Geräte zum Austausch von Daten anschließbar ist. Mehrere, jeweils in einem Gehäuseaufsatz integrierte Sensorerweiterungsmodule mit einer der Schnittstelle des Sensors entsprechenden Schnittstelle sowie einem Anschlußmodul an externe Geräte bilden mit dem Sensor eine Baugruppe. Jeweils ein Sensorerweiterungsmodul ist an den Sensor ankoppelbar, in dem deren Schnittstellen einander anschließbar und der Gehäuseaufsatz am Gehäuse befestigbar ist, wodurch der Funktionsumfang des Sensors veränderbar oder erweiterbar ist.
  • Die DE 102 51 350 A1 offenbart einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und einer Auswerteeinheit mit einem Sensorsoftwaremodul, in welchem die Ausgangssignale des Empfängers zur Generierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet werden und mit welchem ein Ausgang zur Ausgabe des Objektfeststellungssignals angesteuert wird. In der Auswerteeinheit ist ein Webserversoftwaremodul integriert, in welchem HTML-Seiten zur Parametrisierung und Diagnose des optischen Sensors über einen externen Browser abgespeichert sind. Als Schnittstelle ist zwischen dem Sensorsoftwaremodul und dem Webserversoftwaremodul eine Speichereinheit vorgesehen, in welcher die Parameterwerte des optischen Sensors abgespeichert sind.
  • Die DE 20 2015 100 154 U1 offenbart ein Sicherheitslichtgitter mit einer ersten optischen Einheit, die eine Mehrzahl von Lichtsendern und eine Steuereinheit für die Lichtsender aufweist, einer zweiten optischen Einheit, die eine Mehrzahl Lichtempfänger und eine Auswerteeinheit für die Empfangssignale der Lichtempfänger aufweist, wobei die zweite optische Einheit der ersten gegenüberliegt, so dass einem Lichtsender jeweils ein Lichtempfänger gegenüberliegt und diese jeweils ein Sender-/Empfängerpaar bilden, einer externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit, einer ersten Kabelverbindung für die erste optische Einheit und einer zweiten Kabelverbindung für die zweite optische Einheit, einer Kommunikationsverbindung zwischen den optischen Einheiten, einem Ausgang an der zweiten optischen Einheit zur Ausgabe eines Sicherheitssignals in Abhängigkeit von den Empfangssignalen, wobei die erste Kabelverbindung die erste optische Einheit mit der externen Verarbeitungs- und Versorgungseinheit verbindet und eine elektrische Versorgungsleitung und einen Kommunikationskanal enthält und die zweite Kabelverbindung die zweite optische Einheit mit der ersten verbindet und eine elektrische Versorgungsleitung enthält.
  • Die DE 10 2012 112 035 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Robotsaugers, der eine Sende- und Empfangseinheit umfasst, wobei mit der Sende- und Empfangseinheit eine kommunikative Verbindung mit einer externen Verarbeitungseinrichtung aufgenommen wird, wobei im Betrieb des Robotsaugers die externe Verarbeitungseinrichtung die Verarbeitung von vom Robotsauger gelieferten Daten übernimmt und die externe Verarbeitungseinrichtung aufgrund dieser Verarbeitung Steuerinformationen an den Robotsauger zurückliefert, die der Robotsauger zur Ansteuerung zumindest einzelner vom Robotsauger umfasster Aggregate auswertet.
  • Die DE 10 2013 202 100 A1 offenbart ein externes Ansteuerungsmodul für einen Sensor, das eine Verbindungseinrichtung zur Ankoppelung an den Sensor und eine Steuerungseinheit aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass sie zu im Vorhinein festgelegten Zeitpunkten oder auf eine externe Anforderung hin über die Verbindungseinrichtung ein Aktivierungssignal an den Sensor sendet, um diesen in Betrieb zu nehmen, ihn zu veranlassen eine oder mehrere Messinformationen zu ermitteln und ihn wieder abzuschalten.
  • Die DE 10 2014 105 781 A1 offenbart einen optoelektronischen Sensor zur Erfassung von Messinformationen aus einem Überwachungsbereich, wobei der Sensor einen Lichtempfänger und eine Auswertungseinheit zum Erzeugen von bezüglich eines Winkelursprungs winkelaufgelösten Messinformationen aus einem Empfangssignal des Lichtempfängers aufweist. Dabei ist die Auswertungseinheit dafür ausgebildet, den Winkelursprung an eine durch einen Benutzer bezeichnete Winkelposition zu verschieben.
  • Die DE 11 2013 006 744 T5 offenbart eine integrierte Ministeuervorrichtung, eine erste Steuereinheit zum Empfangen umfangreicher erzeugter Sensordaten während ein autonomer Fahrroboter betrieben wird und umfangreiche Berechnungen parallel ausführt, eine zweite Steuereinheit, die mit der ersten Steuereinheit verbunden ist, zum Ausführen der umfangreichen Berechnungen parallel zusammen mit der ersten Steuereinheit, eine Mikrosteuereinheit und eine Stromversorgung.
  • Die DE 10 2007 035 248 A1 offenbart einen Sensor mit wenigstens einem Schaltausgang zur Ausgabe eines sicherheitsrelevanten Schaltsignals. Über den Schaltausgang sind weitere Daten ausgebbar und/oder einlesbar, wobei die Ausgabe der weiteren Daten die Schaltzustände des Schaltsignals unverändert lässt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine beliebige Abstufung von einzelnen Funktionsvarianten eines Sensors bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch einen Sensor mit einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit eine Schnittstelle aufweist, wobei die Schnittstelle mit einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit räumlich getrennt von dem Sensor in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, aus den Abstandswerten ein Objektfeststellungssignal zur Abschaltung einer Maschine zu bilden, wobei der Sensor ein Laserscanner ist mit einem ersten Gehäuse mit mindestens einem Lichtsender zur Aussendung von Lichtstrahlen, einem Lichtempfänger zum Empfang von Lichtstrahlen, und einer Ablenkeinheit, um die Lichtstrahlen unterschiedlicher Winkelrichtungen abzulenken, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und der ersten Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus den Signalen des Lichtempfängers Abstandswerte zu bilden, wobei eine Konfiguration des Schutzfeldes in einem Speicher der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit gespeichert ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit ein zentrales Serversystem einer Automatisierungsanlage ist.
  • Gemäß der Erfindung ist die zweite Steuer- und Auswerteeinheit eine räumlich unabhängige externe zweite Steuer- und Auswerteeinheit. Bei der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit kann es sich um ein zentrales Serversystem einer Automatisierungsanlage handeln.
  • Der Sensor weist Sensorelemente auf, bestehend aus mindestens einem Lichtsender, mindestens einem Lichtempfänger, und der ersten Steuer- und Auswerteeinheit in dem ersten Gehäuse. Diese Komponenten bilden das Sensorteil zur physikalischen Erfassung der Roh-Messwerte. Dabei werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit Messwerte, beispielsweise Abstandswerte gebildet. Diese Messwerte bzw. Abstandswerte oder Abstandsdaten werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit in einem bestimmten Datenformat in Echtzeit bereitgestellt und auf der Schnittstelle bereitgestellt.
  • Bei den Messwerten kann es sich je nach Sensor beispielsweise um Abstandswerte, Rohmesswerte, Remissionswerte, Kamerabilder, Verschmutzungsdaten, Temperaturdaten, Geschwindigkeitsdaten, Beschleunigungsdaten, Neigungsdaten oder ähnliches handeln.
  • Es kann auch vorgesehen sein, I/O-Daten, Diagnosedaten, Werte von Aktoren, Konfigurationsdaten, Firmwaredaten oder ähnliches zwischen der ersten Steuer- und Auswerteeinheit und der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit auszutauschen.
  • Über die Schnittstelle werden die Messwerte bzw. Abstandswerte an die zweite Steuer- und Auswerteeinheit übertragen. Die zweite Steuer- und Auswerteeinheit verarbeitet die Messwerte nach vordefinierten Funktionsblöcken.
  • Ein möglicher Funktionsblock kann beispielsweise eine Schutzfeldauswertung sein, wonach geprüft wird, ob ein Eingriff in das Schutzfeld erfolgte oder nicht. Ein möglicher Funktionsblock kann auch eine reine Messdatenausgabe von Messwerten sein, die eine geglättete Kontur eines Objektes aufweisen.
  • Gemäß der Erfindung werden die Messwerte bzw. Abstandswerte für die betreffende Anwendung erst in der zweiten ausgelagerten Steuer- und Auswerteeinheit verarbeitet, gemäß den Vorgaben für die betreffende Anwendung.
  • Der Anwender kann dabei den Sensor mit der ersten Steuer- und Auswerteeinheit in dem ersten Gehäuse mit einer beliebigen zweiten Steuer- und Auswerteeinheit in einem zweiten Gehäuse kombinieren, falls die Schnittstellen zwischen der ersten Steuer- und Auswerteeinheit und der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit kompatibel sind, so dass zwischen den Steuer- und Auswerteeinheiten kommuniziert werden kann. So kann der Sensor mit der ersten Steuer- und Auswerteeinheit oder die zweite Steuer- und Auswerteeinheit unabhängig voneinander erworben und ausgetauscht werden. Auch die zweite Steuer- und Auswerteeinheit kann nach Bedarf, beispielsweise bei einer notwendigen Modernisierung ausgetauscht werden, ohne dass die räumlich justierten Sensoren in den ersten Gehäusen ausgetauscht werden müssen. So kann der Anwender die betreffenden Komponenten auch wahlweise anmieten oder kaufen. Auch die Funktionsblöcke können angemietet oder gekauft werden.
  • Damit ist die Funktion der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit jederzeit und unabhängig von dem Sensor anpassbar.
  • Weiter kann der Hersteller jederzeit neue Funktionsblöcke anbieten, welche nachträglich auf der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit integriert werden können. So kann eine funktionale Produktpflege durchgeführt werden, ohne die Hardware des Sensors austauschen zu müssen.
  • An die zweite Steuer- und Auswerteeinheit können gemäß der Erfindung mehrere Sensoren angeschlossen werden. Dadurch sind die Messwerte von mehreren Sensoren in der Steuer- und Auswerteeinheit verfügbar. Dadurch können die Messwerte, bzw. Sensorwerte, bzw. Abstandswerte von mehreren Sensoren zur Auswertung kombiniert werden, wodurch eine übergreifende Automatisierung möglich wird. So kann beispielsweise eine Objektverfolgung bei mehreren Sensoren durchgeführt werden oder beispielsweise eine Fusion der Messwerte von mehreren Sensoren in einem einzigen gemeinsamen Koordinatensystem erfolgen. Dabei können die Messwerte von unterschiedlichen Sensoren kombiniert werden. So können beispielsweise Abstandsdaten eines Sensors und/oder Kamerabilder einer Kamera und/oder Zustandsdaten eines Türkontaktes und/oder Drehzahldaten eines Motors miteinander kombiniert werden.
  • Weiter kann eine statistische Auswertung der Messwerte erfolgen. Beispielsweise kann ein Verschleiß von Sensorkomponenten festgestellt werden, wodurch Wartungsintervalle festgelegt werden können. Weiter kann eine Fehleranalyse unterstützt werden, da historische Messwerte vorliegen und mit aktuellen Messwerten verglichen werden können.
  • Weiter können neue Funktionsblöcke zu Testzwecken aktiviert werden und zu Testzwecken neben dem Produktivbetrieb mitlaufen. Dadurch werden Stillstandszeiten verringert und die neuen Funktionsblöcke können an einer echten Produktivanwendung erprobt werden.
  • Weiter ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Mischung aus neu installierten und bisher installierten Sensoren möglich. Damit ist beispielsweise eine stufenlose Umstellung auf eine neue Gerätegeneration von Sensoren an einer Anlage möglich.
  • Gemäß der Erfindung ist der Sensor ein Laserscanner mit einem ersten Gehäuse mit mindestens einem Lichtsender zur Aussendung von Lichtstrahlen, mindestens einem Lichtempfänger zum Empfang von Lichtstrahlen, und einer Ablenkeinheit, um die Lichtstrahlen unterschiedlicher Winkelrichtungen abzulenken, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus den Signalen des Lichtempfängers Abstandswerte zu bilden,
  • Basierend auf dem Prinzip der Lichtlaufzeit-Messung tastet ein Laserscanner wie ein optisches Radar seine Umgebung ab und erkennt zuverlässig Objekte in definierten Überwachungs- oder Schutzfeldern. Das tastende Messprinzip, das nicht auf ein festes externes Referenzziel angewiesen ist, macht Laserscanner äußerst flexibel und insbesondere auch für mobile Applikationen anwendbar.
  • Der Laserscanner weist die Sensorelemente auf, bestehend aus dem Lichtsender, dem Lichtempfänger, der Ablenkeinheit und der ersten Steuer- und Auswerteeinheit in dem ersten Gehäuse. Diese Komponenten bilden das Sensorteil zur physikalischen Erfassung der Roh-Messwerte. Dabei werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit Abstandswerte gebildet. Diese Abstandswerte oder Abstandsdaten werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit in einem bestimmten Datenformat in Echtzeit bereitgestellt und auf der Schnittstelle bereitgestellt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Schnittstelle eine sichere Schnittstelle. Bei der sicheren Schnittstelle kann es sich beispielsweise um einen sicheren Feldbus handeln, wie beispielsweise die sicheren Varianten von Profinet, Profibus, Devicenet, Interbus usw.
  • Derartige sichere Schnittstellen müssen entsprechend von Sicherheitsnormen, wie beispielsweise der Norm IEC61508 oder EN954-1 geprüft sein. Die sicheren Schnittstellen müssen bestimmte Anforderungen erfüllen, nämlich eine bestimmte Fehlersicherheit aufweisen. Diese Anforderungen werden beispielsweise durch einen redundanten Aufbau von Soft- und Hardware der Schnittstelle gelöst und je nach Schnittstelle durch Maßnahmen wie laufende Zähler, zyklische Redundanzprüfung (CRC), Quittierungen, Timeouts, Kennungen für Sender und Empfänger oder Redundanz mit Kreuzvergleich gelöst.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Schnittstelle eine Ethernet-Schnittstelle. Eine Ethernetschnittstelle hat den Vorteil, dass diese vernetzbar ist und sehr preiswert realisierbar ist.
  • Die zweite Steuer- und Auswerteeinheit kann auch nur aus Software auf einem ersten Server bestehen. Der Server verfügt dabei bereits über eine Ethernet-Schnittstelle. Eine Redundanz kann ggf. durch einen zweiten Server anderen Typs erzeugt werden, der seine Ergebnisse mit denen des ersten Servers abgleicht. Hierbei ist keine spezielle Hardware nötig. Vielmehr ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass verschiedene Rechner- und µC-Plattformen emuliert eingebunden werden können.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuer- und Auswerteeinheit beim Hersteller lokalisiert und die Funktionsblöcke werden von dem Hersteller verwaltet, gewartet, erweitert und vertrieben. D.h. die Applikation aller Sensoren läuft auf diesem Server als zweite Steuer- und Auswerteeinheit. Der Anwender bzw. Kunde kann auf den Teil seiner Sensoren, also der Applikationen, Konfigurationen und Diagnosen zugreifen.
  • Es ist auch möglich, dass ein solcher Server beim Anwender bzw. Kunden steht und nicht beim Sensorhersteller.
  • Die auf dem Server, also der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit erzeugten Ergebnissignale und -werte (z.B. Abschaltsignal, Meldesignal, Steuerungssignal etc.) werden dann wieder über die beschriebene Schnittstelle zur Anlage, also zur ersten Steuer- und Auswerteeinheit zurückgesendet. Auch hier kann der Empfänger flexibel adressiert werden. D.h. die Ergebnisse gehen entweder an den Ursprungssensor und/oder an einen beliebigen anderen Teilnehmer (Sensor, Aktor-Steuerung, weiteren Server, usw.) zurück.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Steuer- und Auswerteeinheit eine sichere Steuer- und Auswerteeinheit ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit zweikanalig ausgebildet ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann redundant zweikanalig aufgebaut sein, so dass die Kanäle aus identischen Mikrocontrollern oder Mikrorechnern aufgebaut sind. Jedoch kann auch eine diversitäre zweikanalige Struktur gewählt werden, wonach verschiedene Typen von Mikrocontrollern oder Mikrorechnern verwendet werden.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Konfiguration des Schutzfeldes in der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit gespeichert. So kann der Laserscanner bei einer Reparatur ausgetauscht werden, ohne dass eine Konfiguration, die in der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit hinterlegt ist, verloren geht oder zusätzlich gesichert werden muss.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
    • 1 einen schematisch dargestellten Laserscanner und eine zweite Steuer- und Auswerteeinheit.
  • In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt einen Sensor 1 mit einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit 8 eine Schnittstelle 10 aufweist, wobei die Schnittstelle 10 mit einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 verbunden ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 räumlich getrennt von dem Sensor 1 in einem zweiten Gehäuse 12 angeordnet ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 ausgebildet ist, aus den Abstandswerten ein Objektfeststellungssignal zur Abschaltung einer Maschine zu bilden.
  • 1 zeigt insbesondere einen Laserscanner 13 mit einem ersten Gehäuse 2 mit mindestens einem Lichtsender 3 zur Aussendung von Lichtstrahlen 6, einem Lichtempfänger 4 zum Empfang von Lichtstrahlen, und einer Ablenkeinheit 5, um die Lichtstrahlen 6 unterschiedlicher Winkelrichtungen abzulenken, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit 8 dazu ausgebildet ist, aus dem Signal des Lichtempfängers 4 Abstandswerte zu bilden, wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit 8 eine Schnittstelle 10 aufweist, wobei die Schnittstelle 10 mit einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 verbunden ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 räumlich getrennt von dem Laserscanner 13 in einem zweiten Gehäuse 12 angeordnet ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 ausgebildet ist, aus den Abstandswerten ein Objektfeststellungssignal zur Abschaltung einer Maschine zu bilden.
  • 1 zeigt einen Laserscanner 13 nach einem Lichtlaufzeitprinzip mit dem Lichtsender 3, der aufeinanderfolgende Lichtimpulse in einen Messbereich bzw. Überwachungsbereich aussendet und mit dem Lichtempfänger 4, welcher die an einem Objekt 9 im Messbereich zurückgeworfenen Lichtimpulse aufnimmt und in Form von elektrischen Empfangssignalen der ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8 zuführt, die unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Lichtimpulses für den Abstand des Objektes 9 zum Laserscanner repräsentative Abstandswerte ermittelt sowie einer zwischen dem Lichtsender 3 und dem Messbereich angeordneten Ablenkeinheit 5 bzw. Lichtablenkeinheit, welche die Lichtimpulse in sich fortlaufend verändernden Richtungen in den Messbereich umlenkt.
  • Gemäß 1 ist die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 eine räumlich unabhängige externe zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11. Bei der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 kann es sich beispielsweise um ein zentrales Serversystem einer Automatisierungsanlage handeln.
  • Der Laserscanner 13 weist die Sensorelemente auf, nämlich den Lichtsender 3, den Lichtempfänger 4, die Ablenkeinheit 5 und die erste Steuer- und Auswerteeinheit 8 in dem ersten Gehäuse 2. Diese Komponenten bilden das Sensorteil zur physikalischen Erfassung der Roh-Messwerte. Dabei werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8 Abstandswerte gebildet. Diese Abstandswerte oder Abstandsdaten werden von der ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8 in einem bestimmten Datenformat in Echtzeit bereitgestellt und auf der Schnittstelle 10 bereitgestellt.
  • Über die Schnittstelle 10 werden die Abstandswerte an die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 übertragen. Die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 verarbeitet die Abstandswerte nach vordefinierten Funktionsblöcken.
  • Gemäß 1 werden die Abstandswerte für die betreffende Anwendung erst in der zweiten ausgelagerten Steuer- und Auswerteeinheit 11 verarbeitet, gemäß den Vorgaben für die betreffende Anwendung.
  • Der Anwender kann dabei den Laserscanner 13 mit der ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8 in dem ersten Gehäuse 2 mit einer beliebigen zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 in einem zweiten Gehäuse 12 kombinieren, da die Schnittstelle 10 zwischen der ersten Steuer- und Auswerteeinheit 8 und der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 kompatibel ist, so dass zwischen den Steuer- und Auswerteeinheiten 8 und 11 kommuniziert werden kann.
  • An die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 können gemäß der Erfindung mehrere Laserscanner 13 angeschlossen werden.
  • Gemäß 1 ist die Schnittstelle 10 eine sichere Schnittstelle 10. Bei der sicheren Schnittstelle 10 kann es sich beispielsweise um einen sicheren Feldbus handeln. Gemäß 1 ist die Schnittstelle 10 eine Ethernet-Schnittstelle.
  • Gemäß 1 ist die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 eine sichere Steuer- und Auswerteeinheit 11, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 zweikanalig ausgebildet ist. Die zweite Steuer- und Auswerteeinheit 11 kann redundant zweikanalig aufgebaut sein, so dass die Kanäle aus identischen Mikrocontrollern oder Mikrorechnern aufgebaut sind.
  • Gemäß 1 ist eine Konfiguration des Schutzfeldes in der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 gespeichert. So kann der Laserscanner 13 bei einer Reparatur ausgetauscht werden, ohne dass eine Konfiguration, die in einem Speicher 7 der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit 11 hinterlegt ist, verloren geht oder zusätzlich gesichert werden muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Sensor
    2
    erstes Gehäuse
    3
    Lichtsender
    4
    Lichtempfänger
    5
    Ablenkeinheit
    6
    Lichtstrahlen
    7
    Speicher
    8
    erste Steuer- und Auswerteeinheit
    9
    Objekt
    10
    Schnittstelle
    11
    zweite Steuer- und Auswerteeinheit
    12
    zweites Gehäuse
    13
    Laserscanner

Claims (2)

  1. Sensor (1) mit einer ersten Steuer- und Auswerteeinheit (8), wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit (8) eine Schnittstelle (10) aufweist, wobei die Schnittstelle (10) mit einer zweiten Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) räumlich getrennt von dem Sensor (1) in einem zweiten Gehäuse (12) angeordnet ist, wobei der Sensor ein Laserscanner ist mit einem ersten Gehäuse (2) mit mindestens einem Lichtsender (3) zur Aussendung von Lichtstrahlen (6), einem Lichtempfänger (4) zum Empfang von Lichtstrahlen (6), und einer Ablenkeinheit (5), um die Lichtstrahlen (6) unterschiedlicher Winkelrichtungen abzulenken, wodurch ein Schutzfeld gebildet ist und der ersten Steuer- und Auswerteeinheit (8), wobei die erste Steuer- und Auswerteeinheit (8) dazu ausgebildet ist, aus den Signalen des Lichtempfängers (4) Abstandswerte zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) ausgebildet ist, aus den Abstandswerten ein Objektfeststellungssignal zur Abschaltung einer Maschine zu bilden, wobei eine Konfiguration des Schutzfeldes in einem Speicher (7) der zweiten Steuer- und Auswerteeinheit (11) gespeichert ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) ein zentrales Serversystem einer Automatisierungsanlage ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) eine sichere Steuer- und Auswerteeinheit ist, wobei die zweite Steuer- und Auswerteeinheit (11) zweikanalig ausgebildet ist, wobei die Schnittstelle (10) eine sichere Schnittstelle (10) ist.
  2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (10) eine Ethernet-Schnittstelle ist.
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