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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern oder Regeln von Sensoren eines Sensorsystems, wobei das Steuern oder Regeln das Neustarten des Sensorsystems umfasst.
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Sensorsysteme werden beispielsweise in der Prozessautomatisierung, etwa zum Überwachen, Steuern oder Regeln von Produktionsanlagen verwendet. Oft treten hierbei Ausfallzeiten auf, welche durch eine Fehlfunktion eines Sensors hervorgerufen werden. Vielfach treten solche Fehlfunktionen aufgrund einer hohen Anschaltzeit der Sensoren auf, beispielsweise aufgrund eines Fehlers im Speichermanagement einer eingebetteten Software, wie einer Sensorfirmware.
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Aus der
DE 10 2021 121 571 A1 sind ein Verfahren und ein System, welches eine Anordnung von Sensoren aufweist, bekannt, wobei das Verfahren dazu ausgebildet ist den Betrieb eines ersten Sensors, sowie weiterer Sensoren der Anordnung zu charakterisieren. Mittels eines Vergleichs der Charakterisierungen kann auf ein Einbüßen an Funktionsfähigkeit des ersten Sensors geschlossen und eine entsprechende Meldung ausgegeben werden. Dies ermöglicht es, einen Fehler in der Sensorausgabe nach einem Selbst-Reset zu erkennen.
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Die US 2021 / 0 286 079 A1 beschreibt ein verteiltes Sensorsystem mit einem Managementsystem, welches einen Betriebszustand des Sensorsystems regeln kann. Der Betriebszustand kann beispielsweise ein Einschalten, einen Neustart oder einen Überspannungsschutzzustand umfassen.
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Aus der
CN 1 12 581 770 A ist ein auf dem Internet der Dinge basierendes Verfahren bekannt, welches zur Steuerung der Belegung von Parkplätzen in einem Parkhaus ausgebildet ist. Dabei können Infrarotsensoren vorgesehen sein, mittels derer erkannt werden kann, ob ein Fahrzeug vollständig auf einem Parkplatz befindlich ist. Das Verfahren kann in diesem Zusammenhang einen Neustart der Infrarotsensoren vorsehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Sensorsystems anzugeben, welches eine geringe Ausfallzeit aufweist, das Sensorsystem verlässlich steuert und eine zuverlässige Erfassung von Sensordaten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Steuern oder Regeln von Sensoren eines Sensorsystems angegeben, wobei das Sensorsystem wenigstens zwei Sensoren und eine zentrale Steuereinrichtung umfasst. Die Sensoren weisen jeweils eine erste Kommunikationsschnittstelle auf, welche zum Austausch von Daten mit der zentralen Steuereinrichtung ausgebildet ist. Die zentrale Steuereinrichtung umfasst eine zweite Kommunikationsschnittstelle, welche zum Austausch von Daten mit den Sensoren ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst die Schritte
- a. Gruppieren von Sensoren in Sensorgruppen,
- b. Festlegen eines Neustartkriteriums für die Sensoren wenigstens einer der Sensorgruppen,
- c. Senden eines Neustartbefehls zum Neustarten der Sensoren einer Sensorgruppe von der zentralen Steuereinrichtung an die Sensoren der Sensorgruppe,
- d. Durchführen eines Neustarts für jeden Sensor der Sensorgruppe,
- e. Senden einer Sensor-Statusmeldung an die zentrale Steuereinrichtung durch jeden Sensor der Sensorgruppe,
- f. Ableiten eines Gruppenstatus in Abhängigkeit aller Sensor-Statusmeldungen der Sensoren der Sensorgruppe,
- g. Melden des Gruppenstatus.
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Vorzugsweise erfolgt das Melden des Gruppenstatus mittels einer optischen Anzeige. Alternativ oder zusätzlich kann das Melden des Gruppenstatus das Senden wenigstens eines Steuer- oder Regelbefehl an die Sensoren wenigstens einer Sensorgruppe in Abhängigkeit des Gruppenstatus umfassen. Das Senden des Neustartbefehls im Schritt c kann insbesondere automatisch erfolgen. Die Verfahrensschritte können, sofern technisch sinnvoll, auch in einer anderen Reihenfolge als angegeben ausgeführt werden. Beispielsweise kann auch zuerst der Schritt b und danach der Schritt a ausgeführt werden.
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Das Verfahren hat den Vorteil, dass das Neustarten der Sensorgruppen so terminiert werden kann, dass die Ausfallzeit des Sensorsystem gering gehalten wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Sensoren einen Neustart durchlaufen können, bevor softwarebedingte Ausfälle einzelner Sensoren auftreten. Solche Ausfälle können beispielsweise in einem Produktionsablauf, der durch ein entsprechendes Sensorsystem überwacht, gesteuert oder geregelt wird, wesentlich störender sein, als ein definierter Neustart. Nach dem Durchlaufen der Neustartsequenz wird der Status der Sensoren einer Sensorgruppen als Gruppenstatus zusammengefasst und gemeldet, beispielsweise mittels einer optischen Anzeige. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Meldung in Form eines akustischen Signals erfolgen. Erfolgt die Meldung in Form eines Steuer- oder Regelbefehls, können beispielsweise eine oder mehrere durch die Sensoren überwachte Produktionslinien automatisiert gesteuert oder geregelt werden. Die Sensoren einer Produktionslinie können in manchen Ausgestaltungen des Verfahrens derselben Gruppe zugeordnet werden. Zum Beispiel kann von der zentralen Steuereinrichtung ein Befehl zum Starten einer oder mehrerer Produktionslinien gesendet werden. Der Befehl kann an wenigstens einen der Sensoren, oder aber direkt an eine Steuereinheit der entsprechenden Produktionslinie, gesendet werden. Somit kann vorteilhaft eine verlässliche Steuerung der Produktionslinie erfolgen.
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Die erste Kommunikationsschnittstelle und die zweite Kommunikationsschnittstelle sind beispielsweise in einem lokalen Netzwerk vernetzt. Das lokale Netzwerk kann beispielsweise auf einem Ethernet-Protokoll aufgebaut sein. Ferner kann eine Vernetzung mittels eines IO-Link Systems vorgesehen sein. In manchen Ausgestaltungen des Sensorsystems kann es bevorzugt sein, dass die erste und die zweite Kommunikationsschnittstelle zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet sind. Somit kann die Kommunikation zwischen den Sensoren und der zentralen Steuereinrichtung einfach, ohne das Verlegen von Kabeln, eingerichtet werden.
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Ferner ist es bevorzugt, dass das Steuer- oder Regelkriterium durch einen Nutzer festlegbar ist. Somit kann eine flexible Steuerung oder Regelung des Sensorsystems sichergestellt werden. Insbesondere kann eine Anpassung des Steuer- oder Regelkriteriums erfolgen.
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In manchen vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens umfasst das Steuer- oder Regelkriterium wenigstens eines der folgenden Kriterien: einen Wochentag, eine Uhrzeit, ein Datum, einen frei wählbaren Zeitpunkt, eine Periodendauer, einen Sensorstatus, eine Nutzereingabe.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Sensorsystem mit wenigstens zwei Sensoren und einer zentrale Steuereinrichtung, wobei die Sensoren jeweils eine Sensorsteuereinrichtung aufweisen und wobei die zentrale Steuereinrichtung und die Sensorsteuereinrichtungen dazu eingerichtet sind, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorzugsweise ist das Verfahren als computerimplementiertes Verfahren ausgebildet.
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Die zentrale Steuereinrichtung kann in manchen Weiterbildungen des Sensorsystems eine grafische Nutzeroberfläche umfassen. Die zentrale Steuereinrichtung kann dann dazu eingerichtet sein den Gruppenstatus mittels der grafischen Nutzeroberfläche anzuzeigen und/oder eine Nutzereingabe zum Festlegen des Steuer- oder Regelkriteriums mittels der grafischen Nutzeroberfläche zu empfangen.
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Beispielsweise umfassen die Sensoren wenigstens eine Kamera oder einen anderen optischen Sensor, einen kapazitiven Sensor, einen induktiven Sensor, einen Durchflusssensor, oder einen Kraftsensor. Vorteilhaft kann das Sensorsystems zum Überwachen und/oder Steuern einer Produktionsanlage verwendet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Sensorsystems, welches zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung ausgebildet und eingerichtet ist; und
- 2 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Sensorsystem 1, das mit einem Verfahren gemäß der Erfindung gesteuert und/oder geregelt werden kann. Das Sensorsystem 1 umfasst mehrere Sensoren 2, die in unterschiedlich großen Sensorgruppen 3 gruppiert sind. Die Sensoren 2 umfassen jeweils eine Sensorsteuereinrichtung 5 und eine erste Kommunikationsschnittstelle 7. Die erste Kommunikationsschnittstelle 7 ist im Beispiel zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet, und kann beispielsweise eine WLAN, Bluetooth, Zigbee, EnOcean, LoRaWAN, oder eine auf einem anderen Funkprotokoll basierende Schnittstelle sein. Ebenso sind jedoch auch drahtgebundene Lösungen und Kombinationen unterschiedlicher Netzwerkprotokolle oder Architekturen möglich. Die einzelnen Sensoren 2 und Sensorgruppen 3 können über eine zentrale Steuereinrichtung 9 gesteuert und/oder geregelt werden.
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Die zentrale Steuereinrichtung 9 umfasst eine zweite Kommunikationsschnittstelle 11, die im Beispiel ebenfalls zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet ist. Über eine Eingabevorrichtung 13, beispielsweise eine Tastatur, kann eine Nutzereingabe zum Festlegen eines Neustartkriteriums erfolgen. Ferner kann eine optische Anzeige 15 vorgesehen sein, welche beispielsweise ein Display umfassen kann. Die optische Anzeige 15 kann eine graphische Darstellung, vorzugsweise die Darstellung einer graphischen Nutzeroberfläche eines Computerprogramms anzeigen. Somit können das Neustartkriterium und gegebenenfalls zusätzliche Steuer- oder Regelkriterien einfach mit Hilfe der graphischen Nutzeroberfläche über die Eingabevorrichtung dem Verfahren zugeführt werden. Insbesondere kann die Eingabe das Festlegen oder Auswählen wenigstens eines der folgenden Kriterien umfassen: einen Wochentag, eine Uhrzeit, eine Zeitdauer, eine Periodendauer, ein Sensorsignal, ein Befehl zum Neustarten.
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Die 2 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens als computerimplementiertes Verfahren. Das computerimplementierte Verfahren kann als Programmcode auf einem Datenspeicher der zentralen Steuereinrichtung 9 bereitgestellt werden und durch die zentralen Steuereinrichtung 9 ausgeführt werden. Ein Nutzer kann in einem ersten Schritt S1 unterschiedliche Sensoren 2 zu Sensorgruppen 3 zusammenfassen, beispielsweise alle Sensoren einer Produktionslinie. In einem Schritt S3 können ein oder mehrere Neustartkriterien zum Ausführen eines Neustarts der Sensoren 2 einer oder mehrerer Sensorgruppen 3 festgelegt werden. Nach diesen Schritten zur Konfiguration des Systems kann in einem Schritt S5 der Neustartbefehl von der zentralen Steuereinrichtung 9 automatisch an die Sensoren 2 einer oder mehrerer Sensorgruppen 3 gesendet werde und in einem Schritt S7 durch die Sensoren 2 empfangen werden. In einem Schritt S9 kann daraufhin ein Neustart der entsprechenden Sensoren 2 erfolgen.
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Nach dem Neustart können alle, oder nur diejenigen Sensoren 2, welche einen Neustart durchlaufen haben, in einem Schritt S11 jeweils eine Sensor-Statusmeldung an die zentrale Steuereinrichtung 9 senden. Diese Sensor-Statusmeldungen können in einem Schritt S13 durch die zentrale Steuereinrichtung 9 empfangen werden. In einem Schritt S15 kann nun für jede der Sensorgruppen 3 ein Gruppenstatus bestimmt werden. Schließlich kann die zentrale Steuereinrichtung 9 in einem Schritt S17 den Gruppenstatus für jede der Sensorgruppen 3 melden, beispielsweise mittels der optischen Anzeige 15.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt S17 das Senden wenigstens eines weiteren Steuer- oder Regelbefehls an eine betreffende Sensorgruppe 3 in Abhängigkeit des Gruppenstatus umfassen. Beispielsweise kann damit ein Neustart einer Produktionslinie angestoßen werden. Die Schritte S3 bis S17 können entsprechend dem im Schritt S2 festgelegten Neustartkriterium wiederholt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensorsystem
- 2
- Sensor
- 3
- Sensorgruppe
- 5
- Sensorsteuereinrichtung
- 7
- erste Kommunikationsschnittstelle
- 9
- zentrale Steuereinrichtung
- 11
- zweite Kommunikationsschnittstelle
- 13
- Eingabevorrichtung
- 15
- optische Anzeige
- S1 bis S17
- Verfahrensschritte
