DE10350927C5 - Lichtgitter - Google Patents

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    • 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

Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einer Sendereinheit mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern, mit einer Empfängereinheit mit einer Anzahl von Empfängern, wobei jedem Sender ein Empfänger zur Bildung einer Strahlachse zugeordnet ist, so dass bei freiem Strahlengang die von dem jeweiligen Sender emittierten Sendelichtstrahlen auf den zugeordneten Empfänger geführt sind, und mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der an den Empfängern anstehenden Empfangssignale, wobei in dieser bei einer durch einen Objekteingriff im Überwachungsbereich bedingten Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignal generiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) wenigstens einen digitalen Signalprozessor (14) aufweist, in welchem Softwareroutinen zur Signalvorverarbeitung in Form von digitalen Suchfiltern implementiert sind, wobei mittels der digitalen Suchfilter aus den Digitalsignalen Nutzsignale von Hintergrundsignalen separierbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lichtgitter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Lichtgitter ist beispielsweise aus der DE 39 39 191 C2 bekannt. Dieses Lichtgitter weist eine zweikanalige Auswerteeinheit auf, die in jedem Auswertekanal einen Microcontroller aufweist. In den Microcontrollern wird aus den Empfangssignalen ein Objektfeststellungssignal generiert. Den Microcontrollern in den Auswertekanälen ist jeweils eine Analogschaltung zugeordnet. Dort erfolgt zum einen eine Verstärkung der Empfangssignale. Des Weiteren erfolgt dort eine Vorverarbeitung der Empfangssignale.
  • Die Analogschaltung in einem Auswertekanal umfasst insbesondere einen zweikanaligen Verstärker und zwei diesen nachgeschaltete Komparatoren, die auf unterschiedliche Schaltschwellen eingestellt sind. Die Ausgangssignale der Komparatoren werden einem monostabilen Flip-Flop zugeordnet. Die an dem Flip-Flop anstehenden Signalimpulse werden einem Zähler zugeführt. Mit dieser Schaltung erfolgt eine Signalvorverarbeitung der Empfangssignale derart, dass festgestellt wird, ob eine Verschmutzung der Sender oder Empfänger vorliegt.
  • Nachteilig hierbei ist, dass derartige Analogschaltungen empfindlich gegen äußere Störeinflüsse sind wie zum Beispiel EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)-Störeinflüssen und thermischen Driften der einzelnen Bauelemente.
  • Durch derartige Störeinflüsse kommt es zur Verzerrungen und Verfälschungen der Empfangssignale und damit letztlich auch zu fehlerhaften Objektdetektio nen. Dies führt zu einer unerwünschten Reduzierung der Nachweisempfindlichkeit des Lichtgitters.
  • Aus der EP 0 658 718 B1 ist eine Vorrichtung zur Korrektur der Winkelabweichung einer optischen Sensoranordnung bekannt. Die Sensoranordnung kann insbesondere als Lichtgitter ausgebildet sein, wobei das Lichtgitter eine Anordnung von nacheinander aktivierten, verschiedene Kanäle bildenden Lichtsendereinrichtungen und diesen zugeordneten Lichtempfangseinrichtungen aufweist. Die Signalauswertung erfolgt derart, dass die Quotienten der Empfangssignale für verschiedene Kanäle gebildet werden, wobei diese Quotienten mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen sind. Zur Durchführung dieser Auswertung können die Empfangssignale der einzelnen Lichtempfangseinrichtungen über einen Multiplexer und einen Analog/Digital-Wandler in einen Mikroprozessor eingelesen werden, in welchem die Verhältnisse der Empfangssignale berechnet werden.
  • Die Problematik einer Signalvorverarbeitung zur Eliminierung von Störsignaleinflüssen ist dort nicht angesprochen.
  • Die DE 195 44 632 A1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Empfänger und wenigstens einem Sender, welche gegenüberliegend an den Rändern des Überwachungsbereichs so angeordnet sind, dass ein im Überwachungsbereich angeordnetes Objekt den Strahlengang der vom Sender zum Empfänger geführten Sendelichtstrahlbündel zumindest teilweise unterbricht, worauf in einer an den Empfänger angeschlossenen Auswerteeinheit eine Objektmeldung ausgelöst wird. Der Empfänger besteht aus einer linearen Anordnung von photosensitiven Elementen. Während einer Abgleichphase werden die bei freiem Strahlengang belichteten und nicht belichteten photosensitiven Elemente in der Auswerteeinheit registriert und diese Signalwerte als Referenzwerte abgespeichert. Während einer auf die Abgleichphase folgenden Arbeitsphase werden die Sig nalwerte der photosensitiven Elemente fortlaufend registriert und als Istwerte mit den Referenzwerten verglichen. Durch den Vergleich der Istwerte mit den Referenzwerten erfolgt die Erfassung der Objekte im Überwachungsbereich.
  • Die Auswerteeinheit ist von einem Microcontroller gebildet, in welchen die Empfangssignale des Empfängers über einen Analog/Digital-Wandler eingelesen werden. Auch hier ist das Problem einer Signalvorverarbeitung zur Elimination von Störeinflüssen nicht angesprochen.
  • Die DE 299 24 385 U1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfangselement, wobei zur Erfassung des Objekts die auf das Empfangselement auftreffende Lichtmenge der Empfangslichtstrahlen in einer Auswerteeinheit bewertet wird. Das Empfangselement ist in mehrere Segmente aufgeteilt. Zur Justage der optoelektronischen Vorrichtung wird jeweils die Lichtmenge der auf ein Segment auftreffenden Empfangslichtstrahlen ermittelt und die relative Verteilung der Lichtmengen auf den Segmenten mittels einer an einer Außenseite der optoelektronischen Vorrichtung angeordneten Anzeigeeinheit dargestellt.
  • Aus der DE 100 58 244 C2 ist eine Messanordnung zur Ermittlung der Position eines Objektes vor einen Bildschirm in einem zugelassenen Aufenthaltsbereich bekannt. Die Messanordnung umfasst eine Anordnung von Lichtpulsen aussendenden Infrarotdioden. Eine entspreche Anzahl von Fototransistoren dient zum Empfang der Lichtimpulse. Die Empfangssignale der Fototransistoren werden über einen Analog-/Digitalwandler in den Speicher eines Microcontrollers eingelesen. Zur Vermeidung von Fremdlichteinflüssen werden in dem Microcontroller zudem die Dunkelwerte der Fototransistoren erfasst, die von den Empfangssignalen abgezogen werden.
  • Aus der DE 296 12 447 U1 ist eine Reflexionslichtschranke zur Detektion transparenter Behälter bekannt.
  • Aus der EP 0 106 672 A1 ist ein optischer Sensor mit einer automatischen Regelung der Sendeleistung bekannt.
  • In DIN EN 954-1 Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen – Beiblatt 1; Teil 100 Leitfaden für Benutzung und Anwendung der EN 954-1: 1996. – Deutsche Fassung CR 954–100: 1999, sind Anforderungen von Steuerungen für den Einsatz im Bereich der Sicherheitstechnik beschrieben.
  • Die DE 196 45 175 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern einer optischen Überwachungseinrichtung. Die Überwachungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle sowie eine Empfängeranordnung mit einer Vielzahl von Photoempfangern, die in einem vorgegebenen Muster und in einer logischen Reihenfolge angeordnet sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Lichtgitter der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches bei möglichst einfachem Aufbau eine hohe Nachweisempfindlichkeit und Robustheit gegen externe Störeinflüsse aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich weist eine Sendereinheit mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern auf. Zudem weist das erfindungsgemäße Lichtgitter eine Empfängereinheit mit einer Anzahl von Empfängern auf, wobei jedem Sender ein Empfänger zur Bildung einer Strahlachse zugeordnet ist, so dass bei freiem Strahlengang die von dem jeweiligen Sender emittierten Sendelichtstrah len auf den zugeordneten Empfänger geführt sind. Weiterhin beinhaltet das erfindungsgemäße Lichtgitter eine Auswerteeinheit zur Auswertung der an den Empfängern anstehenden Empfangssignale. In dieser Auswerteeinheit wird bei einer durch einen Objekteingriff im Überwachungsbereich bedingten Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignal generiert. Die Auswerteeinheit ist von wenigstens einem digitalen Signalprozessor gebildet.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass durch den Einsatz wenigstens eines digitalen Signalprozessors als Auswerteeinheit eine Analogschaltung zur Vorverarbeitung der Empfangssignale entfällt. Als analoge Schaltungskomponenten werden typischerweise nur noch den Empfängern nachgeordnete Bauelemente zur Impedanzwandlung benötigt, um die Signal pegel der Empfangssignale für das Einlesen in den digitalen Signalprozessor anzupassen.
  • Die in den Empfängern generierten und gegebenenfalls vorverstärkten Empfangssignale werden in dem digitalen Signalprozessor unmittelbar digitalisiert, wobei hierzu vorzugsweise im digitalen Signalprozessor wenigstens ein Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist.
  • Da die Auswerteeinheit nahezu keine analogen Schaltungskomponenten mehr aufweist, ist diese unempfindlich gegen äußere Störeinflüsse wie zum Beispiel EMV-Einstrahlungen oder thermisches Driften einzelner Schaltungskomponenten.
  • Durch die im digitalen Signalprozessor integrierten Softwareroutinen erfolgt die Signalvorverarbeitung der digitalisierten Empfangssignale. Dabei sind die Softwareroutinen als digitale Suchfilter ausgebildet, mittels derer aus den digitalisierten Empfangssignalen Nutzsignale von Hintergrundsignalen separierbar sind. Generell werden mittels der Softwareroutinen durch Störeinflüsse wie zum Beispiel Rauschen und Fremdlichteinstrahlung bedingte Hintergrundsignale von den Nutzsignalen separiert, wodurch die Nachweisempfindlichkeit des Lichtgitters erheblich vergrößert wird.
  • Im einfachsten Fall weist die Auswerteeinheit des erfindungsgemäßen Lichtgitters einen einkanaligen Aufbau mit einem digitalen Signalprozessor auf.
  • Für Anwendungen des Lichtgitters im Bereich der Sicherheitstechnik, insbesondere des Personenschutzes, weist die Auswerteeinheit Mittel zur Überwachung des digitalen Signalprozessors auf. Je nach geforderter Sicherheitskategorie des Lichtgitters können die Mittel zur Überwachung unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Bei einem Lichtgitter, welches einer Typ 2 – Sicherheitskategorie gemäß der Norm EN 954 entspricht, weist die Auswerteeinheit einen digitalen Signalprozessor auf, dessen Funktion über einen Überwachungskanal überwacht wird, wobei dieser beispielsweise einen Mikroprozessor aufweist.
  • Bei einem Lichtgitter, welches einer Typ 4 – Sicherheitskategorie gemäß der Norm EN 954 entspricht, weist die Auswerteeinheit einen zweikanaligen Aufbau mit zwei sich gegenseitig überwachenden digitalen Signalprozessoren auf.
  • Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Lichtgitters zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich.
  • 2: Schematische Darstellung einer von einem digitalen Signalprozessor gebildeten Auswerteeinheit für das Lichtgitter gemäß 1.
  • 3: Schematische Darstellung einer von einem digitalen Signalprozessor mit zugeordnetem Überwachungskanal gebildeten Auswerteeinheit für das Lichtgitter gemäß 1.
  • 4: Schematische Darstellung einer Auswerteeinheit mit zwei digitalen Signalprozessoren für das Lichtgitter gemäß 1.
  • 1 zeigt den Aufbau eines Lichtgitters 1 zur Überwachung eines Überwachungsbereichs. Das Lichtgitter 1 weist eine in einem ersten Gehäuse 2 integrierte Sendereinheit 3 und eine in einem zweiten Gehäuse 4 integrierte Empfängereinheit 5 auf. Die Sendereinheit 3 und die Empfängereinheit 5 befinden sich an gegenüberliegenden Rändern des Überwachungsbereichs.
  • Die Sendereinheit 3 weist eine Anordnung von Sendelichtstrahlen 6 emittierenden Sendern 7 auf. Die Sender 7 bestehen vorzugsweise aus identisch ausgebildeten Leuchtdioden und sind in Abstand nebeneinander liegend angeordnet, wobei die Sender 7 vorzugsweise äquidistant längs einer Geraden angeordnet sind. Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 6 ist jedem Sender 7 eine Sendeoptik 8 vorgeordnet. Die Sendeoptiken 8 sind im Bereich der Frontwand des Gehäuses 2 hinter einem nicht separat dargestellten Austrittsfenster angeordnet. Im vorliegenden Fall emittieren die Sender 7 Sendelichtstrahlen 6 im Infrarotbereich. Prinzipiell können die Sender 7 auch Sendelichtstrahlen 6 im sichtbaren Wellenlängenbereich emittieren.
  • Die optischen Achsen der im Überwachungsbereich geführten Sendelichtstrahlen 6 verlaufen parallel zueinander in der Ebene des Überwachungsbereichs.
  • Die Sender 7 werden von einer Sendersteuereinheit 9 angesteuert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Sender 7 im Pulsbetrieb betrieben. Die Sender 7 emittieren somit Sendelichtimpulse mit einem vorgegebenen Puls-Pausen-Verhältnis. Die einzelnen Sender 7 emittieren zyklisch nacheinander Sendelichtimpulse, wobei die Taktung über die Sendersteuereinheit 9 erfolgt. Dabei werden innerhalb eines Abtastzyklus die Sender 7 entsprechend ihrer Reihenfolge in der Sendereinheit 3 in einer vorgegebenen Scanrichtung nacheinander aktiviert. Die Sendelichtimpulse des ersten Senders 7 dienen zur Synchronisation des Lichtgitters 1. Zweckmäßigerweise weisen hierzu die Sendelichtimpulse des ersten Senders 7 eine Kodierung auf, die sich eindeutig von den Kodierungen der Sendelichtimpulse der übrigen Sender 7 unterscheidet.
  • Die Empfängereinheit 5 weist eine Anordnung von identisch ausgebildeten, nebeneinander liegend angeordneten Empfängern 10 auf. Die Empfänger 10 bestehen vorzugsweise jeweils aus einer Fotodiode und sind äquidistant längs einer Geraden angeordnet. Jedem Empfänger 10 ist eine Empfangsoptik 11 vorgeordnet. Dabei liegt jeweils ein Empfänger 10 einem Sender 7 der Sendereinheit 3 gegenüber. Die Strahlformung der Sendelichtstrahlen 6 ist im vorliegenden Fall derart gewählt, dass bei freiem Strahlengang die Sendelichtstrahlen 6 eines Senders 7 jeweils nur auf den gegenüberliegend angeordneten Empfänger 10 treffen. Jeder Sender 7 und der diesem zugeordnete Empfänger 10 bildet eine Strahlachse des Lichtgitters 1.
  • Die Empfänger 10 werden über eine Empfängersteuereinheit 12 gesteuert. Die am Ausgang der Empfänger 10 anstehenden Empfangssignale werden in einer Auswerteeinheit 13, die Bestandteil der Empfängersteuereinheit 12 ist, ausgewertet. Bei freiem Strahlengang des Lichtgitters 1 treffen die Sendelichtstrahlen 6 ungehindert auf die zugeordneten Empfänger 10 und generieren dort einem freien Strahlengang entsprechende Referenzempfangssignale. Insbesondere erfolgt die Bewertung der Empfangssignale in der Auswerteeinheit 13 mit einem Schwellwert, wobei die Amplituden der Referenzempfangssignale oberhalb des Schwellwerts liegen.
  • Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich ein, so wird der Strahlengang der Sendelichtstrahlen 6 wenigstens eines Senders 7 unterbrochen. Das Empfangssignal des zugeordneten Empfängers 10 liegt dann unterhalb des Schwellwerts, das heißt an diesem Empfänger 10 werden keine Referenzempfangssignale registriert.
  • Die Unterbrechungen der Strahlachsen werden in der Auswerteeinheit 13 zur Generierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet. Das Objektfeststellungssignal ist als binäres Schaltsignal ausgebildet, welche die Schaltabstände „0” und „1” aufweist. Der Schaltzustand „0” entspricht einem freien Strahlengang des Lichtgitters 1, das heißt in dem Überwachungsbereich wurde kein Objekt registriert. Der Schaltzustand „1” entspricht einem Objekteingriff in den Strahlengang des Lichtgitters 1. Vorzugsweise reicht bereits die Unterbrechung einer Strahlachse aus, damit ein Objekteingriff gegeben ist. Für den Fall, dass das Lichtgitter 1 im Bereich der Sicherheitstechnik eingesetzt wird, wird durch die Generierung eines derartigen Objektfeststellungssignals ein Abschaltbefehl zum Abschalten einer Maschine oder Anlage generiert, deren Vorfeld mit dem Lichtgitter 1 überwacht wird.
  • Das Lichtgitter 1 bildet dann eine Personenschutzeinrichtung, die verhindert, dass sich Personen während des Betriebes der Maschine in deren Vorfeld aufhalten.
  • Der Begriff Lichtgitter 1 umfasst generell Mehrfachanordnungen von Lichtschranken und Lichtvorhängen.
  • Prinzipiell kann das Lichtgitter 1 auch als Transceiver ausgebildet sein. In diesem Fall befinden sich die Sender 7 der Sendereinheit 3 und die Empfänger 10 der Empfängereinheit 5 in einem gemeinsamen Gehäuse, welches an einem Rand des Überwachungsbereichs angeordnet ist. In diesem Fall ist am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs ein Reflektor angeordnet. Über diesen Reflektor werden bei freiem Strahlengang des Lichtgitters 1 die von den Sender 7 emittierten Sendelichtstrahlen 6 zurück zu den zugeordneten Empfängern 10 reflektiert.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Auswerteeinheit 13 eines Lichtgitters 1, welches in nicht sicherheitskritischen Applikationen eingesetzt wird. Die Auswerteeinheit 13 weist daher einen einkanaligen Aufbau auf.
  • Die Auswerteeinheit 13 gemäß 2 besteht aus einem digitalen Signalprozessor 14. Der digitale Signalprozessor 14 weist einen der eigentlichen Prozessoreinheit 15 vorgeordneten Analog-Digital-Wandler 16 auf. Der Analog-Digital-Wandler 16 ist im vorliegenden Fall von einem 8 bit Analog-Digital-Wandler 16 gebildet, das heißt der Analog-Digital-Wandler 16 weist eine Wortbreite von n = 8 bit auf. Generell sind je nach Auflösung des Analog- Digital-Wandlers 16 auch andere Bitbreiten möglich. Mit dem Analog-Digital-Wandler 16 erfolgt eine Digitalisierung der Empfangssignale.
  • Als einzige analoge empfangsseitige Schaltungselemente sind den einzelnen Empfängern 10 Bauelemente zur Impedanzwandlung der Pegel der Empfangssignale nachgeordnet, um diese an den geforderten Eingangssignalpegel des Analog-Digital-Wandlers 16 anzupassen.
  • In der Empfängersteuereinheit 12 ist eine nicht dargestellte Takteinheit vorgesehen, mittels derer die einzelnen Empfänger 10 synchron zu den jeweils zugeordneten Sendern 7 aktiviert werden. Damit werden die Empfänger 10 analog zu den Sendern 7 zyklisch nacheinander aktiviert. Die in den Empfängern 10 in dem durch die Empfängersteuereinheit 12 vorgegebenen Takt einzeln nacheinander generierten Empfangssignale werden in den digitalen Signalprozessor 14 der Auswerteeinheit 13 eingelesen. In dem Analog-Digital-Wandler 16 werden die analogen Empfangssignale der Empfänger 10 seriell digitalisiert. Die so generierten Digitalsignale werden in der Prozessoreinheit 15 des digitalen Signalprozessors 14 ausgewertet. Die Taktsteuerung wird beispielsweise von einem ASIC übernommen, der wie der digitale Signalprozessor 14 ein digital arbeitendes Bauelement bildet.
  • Dabei erfolgt in dem digitalen Signalprozessor 14 zunächst eine Signalvorverarbeitung der Digitalsignale. Hierzu sind in dem digitalen Signalprozessor 14 geeignete Softwareroutinen implementiert. Insbesondere kann eine derartige Softwareroutine von einem digitalen Suchfilter gebildet sein. Durch die mit diesen Softwareroutinen durchgeführte Signalverarbeitung werden die Nutzsignalanteile der digitalisierten Empfangssignale, die durch die auf die einzelnen Empfänger 10 auftreffenden Sendelichtstrahlen 6 generiert werden, von Hintergrundsignalen separiert, welche von Störeinflüssen verursacht sind. Derartige Störeinflüsse sind zum Beispiel Rauschen und Fremdlichteinstrahlungen.
  • Die auf diese Weise vorverarbeiteten Digitalsignale werden dann zur Generierung des Objektfeststellungssignals mit dem Schwellwert bewertet. Die hierzu vorgesehene Schwellwerteinheit ist in der Prozessoreinheit 15 des digitalen Signalprozessors 14 integriert.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Auswerteeinheit 13 für das Lichtgitter 1 gemäß 1. Das Lichtgitter 1 mit der Auswerteeinheit 13 gemäß 3 ist für sicherheitstechnische Applikationen der Sicherheitskategorie Typ 2 gemäß der Norm EN 954 einsetzbar. Die in 3 dargestellte Auswerteeinheit 13 weist wiederum einen digitalen Signalprozessor 14 mit einem Analog-Digital-Wandler 16 und einer Prozessoreinheit 15 auf. Der Aufbau und die Funktionsweise dieses digitalen Signalprozessors 14 entsprechen der Ausführungsform gemäß 2.
  • Zur Erfüllung der Anforderungen der Typ 2 – Sicherheitskategorie weist die Auswerteeinheit 13 einen Überwachungskanal auf, der im vorliegenden Fall im Wesentlichen von einem Mikroprozessor 17 gebildet ist. Während der digitale Signalprozessor 14 zur Verarbeitung der Empfangssignale und zur Generierung des Objektfeststellungssignals dient, dient der Mikroprozessor 17 des Überwachungskanals allein zur Funktionsüberprüfung des digitalen Signalprozessors 14. Mittels des Mikroprozessors 17 werden insbesondere die von dem digitalen Signalprozessor 14 generierten Ergebnisse überprüft. Weiterhin werden die Laufzeiten des digitalen Signalprozessors 14 durch den Mikroprozessor 17 überprüft. Bei einem vom Mikroprozessor 17 aufgedeckten Fehler des digitalen Signalprozessors 14 wird dieser über den Mikroprozessor 17 abgeschaltet.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auswerteeinheit 13 für das Lichtgitter 1 gemäß 1. Das Lichtgitter 1 mit der Auswerteeinheit 13 gemäß 4 ist für sicherheitstechnische Applikationen der Sicherheitskategorie Typ 4 der Norm EN 954 ausgelegt. Hierzu weist die Auswerteeinheit 13 einen zweikanaligen Aufbau mit zwei sich gegenseitig überwachenden digita len Signalprozessoren 14 auf. Die digitalen Signalprozessoren 14 sind identisch ausgebildet und entsprechen in ihrem Aufbau dem digitalen Signalprozessor 14 gemäß 4. Die Empfangssignale werden in beide digitale Signalprozessoren 14 über die dort integrierten Analog-Digital-Wandler 16 eingelesen. In beiden digitalen Signalprozessoren 14 erfolgt eine Signalvorverarbeitung der digitalisierten Empfangssignale und eine anschließende Auswertung der vorverarbeiteten Digitalsignale zur Generierung des Objektfeststellungssignals. Ein gültiges Objektfeststellungssignal wird nur generiert, wenn dieses in identischer Weise in den beiden digitalen Signalprozessoren 14 aus den Empfangssignalen berechnet wird. Im Fehlerfall wenigstens eines digitalen Signalprozessors 14 oder bei einer Abweichung der Signalauswertung in den beiden digitalen Signalprozessoren 14 erfolgt ein Abschaltbefehl für beide digitale Signalprozessoren 14, so dass das Gesamtsystem in den sicheren Zustand übergeht. Damit wird im Fehlerfall der Auswerteeinheit 13 vermieden, dass ein Objektfeststellungssignal generiert wird, mittels dessen eine mit dem Lichtgitter 1 zu überwachende Maschine oder Anlage aktiviert würde.
  • 1
    Lichtgitter
    2
    Gehäuse
    3
    Sendereinheit
    4
    Gehäuse
    5
    Empfängereinheit
    6
    Sendelichtstrahlen
    7
    Sender
    8
    Sendeoptik
    9
    Sendersteuereinheit
    10
    Empfänger
    11
    Empfangsoptik
    12
    Empfängersteuereinheit
    13
    Auswerteeinheit
    14
    Digitaler Signalprozessor
    15
    Prozessoreinheit
    16
    Analog-Digital-Wandler
    17
    Mikroprozessor

Claims (8)

  1. Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einer Sendereinheit mit einer Anzahl von Sendelichtstrahlen emittierenden Sendern, mit einer Empfängereinheit mit einer Anzahl von Empfängern, wobei jedem Sender ein Empfänger zur Bildung einer Strahlachse zugeordnet ist, so dass bei freiem Strahlengang die von dem jeweiligen Sender emittierten Sendelichtstrahlen auf den zugeordneten Empfänger geführt sind, und mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der an den Empfängern anstehenden Empfangssignale, wobei in dieser bei einer durch einen Objekteingriff im Überwachungsbereich bedingten Unterbrechung wenigstens einer Strahlachse ein Objektfeststellungssignal generiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) wenigstens einen digitalen Signalprozessor (14) aufweist, in welchem Softwareroutinen zur Signalvorverarbeitung in Form von digitalen Suchfiltern implementiert sind, wobei mittels der digitalen Suchfilter aus den Digitalsignalen Nutzsignale von Hintergrundsignalen separierbar sind.
  2. Lichtgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem digitalen Signalprozessor (14) wenigstens ein Analog-Digital-Wandler (16) vorgesehen ist oder dass dem digitalen Signalprozessor (19) wenigstens ein externer Analog-Digital-Wandler (16) zugeordnet ist, wobei mittels des Analog-Digital-Wandlers (16) die am Ausgang der Empfänger (10) anstehenden analogen Empfangssignale in Digitalsignale gewandelt werden.
  3. Lichtgitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler (16) als n-bit Analog-Digital-Wandler (n > 1) ausgebildet ist.
  4. Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) einen einkanaligen Aufbau aufweist.
  5. Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) zwei Kanäle aufweist, wobei ein Kanal von dem digitalen Signalprozessor (14) gebildet ist und der andere Kanal einen Überwachungskanal zur Funktionsüberprüfung des digitalen Signalprozessors (14) bildet.
  6. Lichtgitter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungskanal einen Mikroprozessor (17) aufweist.
  7. Lichtgitter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Mikroprozessors (17) die im digitalen Signalprozessor (14) generierten Ergebnisse der Signalauswertung überprüfbar sind.
  8. Lichtgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) einen zweikanaligen Aufbau mit zwei sich gegenseitig überwachenden digitalen Signalprozessoren (14) aufweist.
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