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Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte für Industrieanwendungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE102012023190B4 ist eine säulenartige Signalleuchte für Industrieanwendungen bekannt, die ein stabförmiges transparentes Gehäuse aufweist und in dessen Inneren ein stabförmiger Signalgeber mit mehreren Leuchtsegmenten angeordnet ist. Diese Signalleuchte weist eine IO-Link-Schnittstelle auf. Zum Ansteuern der einzelnen LEDs muss diese Signalleuchte mit einer IO-Link Mastereinheit verbunden werden, die die zur Ansteuerung erforderlichen digitalen Signale an die Signalleuchte übertragt. Um eine spezielle Signalisierung zu generieren ist immer eine Mastereinheit erforderlich.
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Aus der
DE10212895A1 ist eine Signalleuchte für Industrieanwendungen bekannt, die am Gehäuse einen Steckeranschluss und mehreren im Inneren des Gehäuses angeordneten LEDs aufweist.
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Derartige Signalleuchten werden im Industriebereich vielfach eingesetzt, um den Zustand eines Gerätes, einer Maschine, einer Anlage oder eines Fertigungsplatzes anzuzeigen.
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Die einzelnen Leuchtsegmente werden über Schaltsignale z. B. von einem Schaltausgang einer Steuerung z. B. einer SPS ein- bzw. ausgeschaltet.
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Es sind auch Signalleuchten bekannt, die Leuchtelemente mit unterschiedlichen Leuchtfarben aufweisen, die über drei Eingänge beeinflusst werden können. Üblicherweise ist jedem Eingang eine Farbe zugeordnet (RGB rot, grün, blau).
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Durch Kombination der Eingangsbeschaltung können auch Mischfarben von rot, grün und blau erzeugt werden.
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Hierfür wird eine externe Logik benötigt, um die Ansteuersignale zu generieren, die die gewünschte Mischfarbe erzeugen.
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Weiterhin sind auch Signalleuchten, z.B. 8WD4 Fa. Siemens, bekannt, die direkt an ein Bussystem z. B. AS-i angeschlossen werden können und deren Lichteffekte wie z.B. Dauerlicht, Blinklicht, Änderungen der Blinkfrequenz bzw. Länge der Pausen zwischen Leuchtphasen über Bussignale eingestellt werden können.
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Über eine aus der Gebäudeautomatisierungstechnik bekannte KNX- oder Dali-Busschnittstelle können z. B. LED-Streifen angesteuert werden.
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Die elektronische Busschnittstelle ist dabei immer dem LED-Streifen vorgeschaltet. Die Busschnittstelle erzeugt die entsprechenden Signale für die Farbsteuerung.
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Nachteilig hierbei ist, dass zur Ansteuerung und „Dekodierung“ der Signalelemente des LED-Streifens immer ein Bussystem (ASi, KNX bzw. Dali) benötigt wird. Auf der Steuerungsseite erzeugt dieses eine entsprechenden Hardware-Aufwand, weil auch die Steuerung über eine solche Schnittstelle verfügen muss.
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Wesentliche Idee der Erfindung ist es, eine Ansteuereinheit für ein industrielles Signalisierungselement anzugeben, die zwar über eine industrielle Kommunikationsschnittstelle verfügt, diese Schnittstelle aber nur zur Parametrierung benutzt werden muss. Mittels der Schnittstelle werden den Schalteingängen jeweils eine separate Lichteigenschaft zugeordnet, in der dann das Leuchtelement leuchten soll, wenn dieser Schalteingang angesteuert wird.
Das spart die Kosten für das Interface in der Steuerung, verhindert missbräuchliches Konfigurieren und ermöglicht die Nutzung der Farbumschaltung auch ohne Steuerung, wenn die Schalteingänge direkt von einem Signalgeber (z. B. Näherungsschalter) angesteuert werden.
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Die Ansteuereinheit ist ausgangsseitig mit mindestens drei Farb-LEDs z.B. eine LED-Industrie-Signalleuchte oder ein LED-Streifen verbindbar und weist eingangsseitig einen Industrie-Standardstecker-Anschluss z.B. M12 auf. In der Ansteuereinheit ist eine Steuerlogik L und einer LED-Treiberschaltung vorgesehen.
Der Industrie-Standardstecker-Anschluss ist dabei über mindestens zwei Eingangssignalleitungen für industrielle Schaltsignale und eine Kommunikationsleitung K für eine Kommunikationsverbindung entsprechend einem industriellen Kommunikationsstandard mit der Steuerlogik verbunden. Die Treiberschaltung weist ausgangsseitig mindestens drei Anschlüsse für die Farb-LEDs auf.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
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Es zeigen:
- 1 Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuereinheit mit einer lO-Link-Schnittstelle;
- 2 mechanischer Aufbau der Signalleuchte;
- 3 schematische Darstellung einer Verbindung einer Steuerung mit einer Signalleuchte über eine erfindungsgemäße Ansteuereinheit;
- 4 schematische Darstellung einer Verbindung eines Laptops, der eine Industrie-Kommunikationsschnittstelle aufweist, mit einer Signalleuchte über eine erfindungsgemäße Ansteuereinheit;
- 5 schematische Darstellung einer Ansteuerung einer Signalleuchte über die Ansteuereinheit mittels dreier Schaltsignale;
- 6 vereinfachtes Blockschaltbild gemäß 1.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuereinheit mit einer IO-link-Schnittstelle.
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Die Ansteuereinheit AE weist im Wesentlichen einen Standard-M12 Steckeranschluss für drei Eingangsleitungen, einer Steuerlogik L mit einer Kommunikationsschnittstelle (IO-Link Driver, IO-Link phy) und einer Prozessoreinheit CPU sowie einer LED- Treiberschaltung LED Driver auf. Zusätzlich kann die Prozessoreinheit CPU mit einem Touch Sensor, einem Summer Buzzer verbunden sein.
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2 zeigt den mechanischen Aufbau der Signalleuchte. Sie besteht aus einem Basiselement einem Diffusor und einer Abdeckung. Der Diffusor überdeckt eine Leiterplatte auf der mehrere LEDs vorgesehen sind.
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Das Basiselement weist an seiner Unterseite einen M30 Gewindeanschluss zur Fixierung der Signalleuchte an einer Halterung auf. Im Innenbereich des M30 Gewindeanschlusses ist ein M12 Steckeranschluss vorgesehen.
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3 zeigt schematisch die Verbindung einer Steuerung mit einer Signalleuchte über eine erfindungsgemäße Ansteuereinheit.
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Die Signalleuchte kann direkt von einer Steuerung (SPS, PLC) über die Ansteuereinheit AE angesteuert werden.
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4 zeigt schematisch die Verbindung eines Laptops, der eine Industrie-Kommunikationsschnittstelle aufweist, mit einer Signalleuchte über eine erfindungsgemäße Ansteuereinheit. Die Parametrierung der Ansteuereinheit AE kann z. B. über einen Laptop und einer entsprechenden Kommunikationsschnittstelle KS mit Hilfe einer Parametriersoftware z.B. Linerecorder Fa. Ifm erfolgen.
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5 zeigt die Ansteuerung einer Signalleuchte über die Ansteuereinheit mittels dreier Schaltsignale.
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Die Signalleuchte kann entsprechend der Parametrierung der Ansteuereinheit über mindestens 2 Schaltsignale, dargestellt sind drei Schaltsignale, in unterschiedlichen Farben angesteuert werden.
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6 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild gemäß 1.
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Die Ansteuereinheit AE dient zur Ansteuerung eines industriellen Signalisierungselements mit mindestens drei Farb-LEDs z.B. einer LED-Industrie-Signalleuchte oder einem LED-Streifen. Eingangsseitig weist die Ansteuereinheit einen Industrie-Standardstecker-Anschluss z.B. M12 auf. Weiterhin umfasst die Ansteuereinheit eine Steuerlogik L und eine LED-Treiberschaltung. Der Industrie-Standardstecker-Anschluss ist über mindestens zwei Eingangssignalleitungen E1, E2 für industrielle Schaltsignale und eine Kommunikationsleitung K für eine Kommunikationsverbindung entsprechend einem industriellen Kommunikationsstandard mit der Steuerlogik L verbunden. Die LED Treiberschaltung weist mindestens drei ausgangsseitigen Anschlüssen A1, A2, A3 auf, über die die Farb-LEDs des Signalisierungselements angesteuert werden.
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Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung näher beschrieben.
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Über die intelligente Schnittstelle (z. B. IO-Link) kann die Ansteuereinheit für die Signalleuchte für Industrieanwendungen einfach konfiguriert werden, um ein bestimmtes Signalisierungsmuster zu generieren.
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Im Betrieb wird die Signalleuchte nur über Schaltsignale angesteuert. Somit kann ein einfaches Schaltgerät, z. B. ein induktiver Näherungsschalter, Taster oder ein Schaltsignal einer SPS, etc., ein komplexes Signalmuster erzeugen.
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Damit kann die Signalleuchte insbesondere auch bei kleinen oder einfachen Maschinen, die nur „Standard-Relais-Technik“ oder sogar nur Handtaster mit Steuerungskontakten verwenden, eingesetzt werden.
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Die Signalleuchte wird nur über ein Schaltsignal also die digitale Information Spannung „AN“ oder „Aus“ angesteuert.
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Gerade in solchen einfachen Anwendungen kann es notwendig und vorteilhaft sein, wenn man mit Hilfe von einfachen Schaltsignalen die Leuchtfarbe, Blinkfrequenz usw. verändern kann.
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Die wesentliche Idee der Erfindung ist es, dass die Signalleuchte über eine intelligente Schnittstelle verfügt, über die sie konfiguriert werden kann, und außerdem über mehrere, (mindestens 2) digitale Eingänge verfügt, mit dessen Hilfe das virtuelle Erscheinungsbild der Signalleuchte verändert werden kann.
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Bei der Konfiguration werden den digitalen Eingängen bestimmte „Erscheinungsbilder“ zuordnen bzw. es können „Erscheinungsbilder“ geändert werden.
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Nach der Parametrierung ist dann die intelligente Schnittstelle (z.B.IO-Link) nicht mehr notwendig, weil die Leuchte dann über die digitalen Eingänge gesteuert wird.
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Hierdurch reduzieren sich der Verdrahtungsaufwand und auch die Kosten weil keine Mastereinheit erforderlich ist, die z.B. über ein Bustelegramm mitteilt wie das Erscheinungsbild aussehen soll, z. B. welche LED angesteuert werden soll in welcher Farbe und mit welcher Blinkfrequenz. Für viele Anwender ist eine solche Ansteuerung über Bustelegramme viel zu aufwendig.
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Ansteuereinheit ist so ausgeführt, dass sie in einem eigenständigen Gehäuse untergebracht wird. Alternativ ist die Ansteuereinheit direkt mit Kunststoff umspritzt.
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Ansteuereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zu der IO-Link oder AS-I Schnittstelle min. zwei digitale Eingänge vorhanden sind. Jedem dieser Eingänge lässt sich über die Schnittstelle ein oder mehrere der Leuchtelemente zuordnen und die Leuchteigenschaften individuell einstellen.
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Die hier beschriebene Signalleuchte ist dadurch gekennzeichnet, das die Leuchtsegmente durch verschiedene LED's mit jeweils einer einzelnen Farbe, oder als RGB-umschaltbare LED's ausgeführt werden kann. Die Leuchte kann aus verschiedenen Modulen zusammengesteckt werden, oder aus einer Gesamtleuchte mit mehreren Leuchtelementen bestehen. Wobei auch einzelne LED's ein Leuchtelement darstellen können.
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Die Signalleuchte kann aber auch als ein flexibles LED-Band ausgeführt sein, deren LED's einzeln, oder in Gruppen von der Steuerelektronik ein und ausgeschaltet werden können, bzw die Leuchtfarbe, die Lichtintensität oder eine Blinkfrequenz individuell einstellbar machen.
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Die Erfindung besteht darin, dass nun die Ansteuereinheit unabhängig von der Signalleuchten-Mechanik angesteuert werden kann. Mit der hier beschriebenen Elektronik lassen sich Signalleuchten (A), LED-Streifen (C), längliche oder kugelförmige Leuchten (D) kombinieren.
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Es sind ganz neue Beleuchtungskonzepte möglich. Es lassen sich somit die Zustandsanzeige einer Maschine und die Maschinenbeleuchtung (B) mit einer Leuchte realisieren.
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Die Signalleuchte kann, soweit sie aus LED-Bändern erstellt wird, individuell der Gehäusegeometrie der Maschine oder Anlage angepasst werden.
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Außerdem werden über die digitalen Eingänge die Leuchtsegmente angesteuert. Durch die Parametrierung der Eingänge bekommt die Signalleuchte eine entsprechende Intelligenz, die sonst in einer externen PLC realisiert werden müsste.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012023190 B4 [0002]
- DE 10212895 A1 [0003]
