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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren
zur Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsmodi eines Meßwertaufnehmers.
Insbesondere geeignet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren,
wenn ein Positionsmeßsystem
als Meßwertaufnehmer
eingesetzt wird.
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Aus
der
DE 41 29 577 A1 ist
ein Meßsystem zur
Drehwinkelerfassung bekannt, bei dem eine Modifikation meßsystem-spezifischer
Daten durch den Anwender möglich
ist. Hierzu umfaßt
das Meßsystem einen
Datenspeicher, der mit einer Auswerteeinheit über Signal-Übertragungsleitungen verbunden
ist; durch zeitweises Zusammenschalten der Meßsystem-Ausgänge bzw.
Speicher-Ausgänge
mit den Übertragungsleitungen
kann das Meßsystem
anwenderspezifisch programmiert werden. Für die Datenübertragung wird ein zeitsequentielles
Multiplex-Verfahren vorgeschlagen, was eine technisch relativ aufwendige
Lösung
darstellt. Zudem ist die Synchronisiation von Meßsystem und Auswerteeinheit
nicht gewährleistet.
Die vorgeschlagene Schnittstelle ist ferner nicht universell für verschiedene
Meßsysteme einsetzbar,
beispielsweise für
Meßsysteme,
die bereits den eigentlichen Meß wert
in Form einer Absolutposition liefern und bei denen der interessierende Meßwert nicht
erst in der nachgeordneten Auswerteeinheit erzeugt werden muß.
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Eine
Vorrichtung sowie ein Verfahren zur synchron-seriellen Datenübertragung
zwischen einem Meßwertaufnehmer
und einer Verarbeitungseeinheit ist desweiteren aus der
EP 0 171 579 A1 bekannt.
Hierbei umfaßt
die vorgeschlagene Vorrichtung eine Taktsignal- sowie eine Daten-Leitung, über die
der Meßwertaufnehmer
und eine nachgeordnete Verarbeitungseinheit miteinander verbunden
sind; die beiden Signalübertragungsleitungen
werden jeweils nur unidirektional betrieben. Eine anwenderspezifische
Programmierung des Meßwertaufnehmers,
etwa durch Beschreiben und Auslesen von Speichereinheiten, die dem
Meßwertaufnehmer
zugeordnet sind, ist bei dieser Vorrichtung nicht vorgesehen bzw.
nicht möglich.
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In
der
EP 0 660 209 A1 wird
aus diesem Grund vorgeschlagen, zumindest eine Signal-Übertragungsleitung
zwischen dem Meßwertaufnehmer und
der Verarbeitungseinheit bidirektional auszuführen und dem Meßwertaufnehmer
eine Reihe von Speicherbereichen zuzuordnen. Die Speicherbereiche
können
vom Anwender über
diese Signal-Übertragungsleitung
beschrieben bzw. ausgelesen werden, so daß derart dem Anwender eine
Anpassung der Verarbeitungseinheit an spezifische Meßwertaufnehmer-Parameter
möglich
ist. Die vorgesehenen Speicherbereiche können verschiedenste Parameter des
Meßwertaufnehmers,
Informationen zu dessen Betriebszustand, Parameter der Verarbeitungseinheit
etc. beinhalten. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung ist nunmehr
ein wahlweiser Programmier- bzw. Meßbetrieb des Meßwertaufnehmers
möglich.
Diese vorteilhafte Lösung
erfordert jedoch bestimmte Voraussetzungen seitens der Meßwertaufnehmer,
insbesondere eine bidirektionale Signal-Übertragungsleitung zur Verarbeitungseinheit
und ist deshalb nicht universell einsetzbar, etwa in Verbindung
mit Meßwertaufnehmern,
die nur unidirektional betreibbare Takt- und Datenleitungen aufweisen.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen einem Meßwertaufnehmer und
einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit ist aus der
EP 0 324 067 A2 bekannt.
Hierbei sind wiederum dem Meßwertaufnehmer
zugeordnete Speicherbausteine vorgesehen, die beschrieben und ausgelesen
werden können
und in denen Meßwertaufnehmer-Kenndaten
abgelegt sind. Auch diese Lösung
ist wie die vorab erläuterte
Variante nur in Verbindung mit dafür ausgelegten Meßwertaufnehmern und
einer entsprechenden Ausgestaltung der Signal-Übertragungsleitungen einsetzbar.
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Desweiteren
offenbart die
US 4,831,380
A eine Schnittstelle für
Meßwertaufnehmer,
bei der durch Detektion eines Referenzsignales die gleichzeitige Übermittlung
von Meßwertaufnehmer-Korrekturdaten
und Meßdaten
zur Verarbeitungseinheit erfolgt. Eine Programmiermöglichkeit
für den
Meßwertaufnehmer,
d.h. etwa die anwenderspezifische Anpassung an bestimmte Anforderungen
der Verarbeitungseinheit ist hierbei jedoch ebensowenig vorgesehen
wie die definierte Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsmodi
des Meßwertaufnehmers.
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Aus
der
DE 40 20 809 C2 ist
ein Verfahren zum Informationsaustausch über einen seriellen Bus bekannt,
bei dem auf einer Leitung sowohl periodische Taktsignale als auch
den Taktsignalen überlagerte
Daten übertragen
werden. Die Codierung der übertragenen
Daten erfolgt durch die Zuordnung bestimmter Pegelhöhen zu den
logischen NULL- und EINS-Werten. Hinweise auf ein geeignetes Umschaltverfahren
in unterschiedliche Betriebsmodi bei Schnittstellenarchitekturen
mit parallelen Takt- und Datenleitungen sind dieser Druckschrift
nicht zu entnehmen.
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Im "SINCOS Datenblattentwurf
SCS/M 70A" vom 15.3.1993
wird eine weitere Datenübertragungsvariante
vorgeschlagen, bei der über
einen digitalen Prozessdatenkanal ein Datenaustausch zwischen einem
Messwertaufnehmer und einer Verarbeitungseinheit möglich ist.
Ein geeignetes Umschaltverfahren in unterschiedliche Betriebsmodi
bei Schnittstellenarchitekturen mit parallelen Takt- und Datenleitungen
ist dieser Druckschrift ebenfalls nicht zu entnehmen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren
zur Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsmodi eines Meßwertaufnehmers
zu schaffen, die in Verbindung mit möglichst vielen verschiedenen
Meßwertaufnehmer-Systemen
zuverlässig
arbeitet. Insbesondere soll neben verschiedenen Meßmodi, in
denen eine Meßdatenübertragung
an eine nachgeordnete Verarbeitungseinheit in unterschiedlicher
Art und Weise erfolgt, eine Programmierung des Meßwertaufnehmers durch
den jeweiligen Anwender möglich
sein. Ein derartiger Programmiermodus soll z.B. eine Anpassung der
Verarbeitungseinheit an bestimmte Parameter des Meßwertaufnehmers
mit geringem Aufwand ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus den aufgeführten
Maßnahmen
in den von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen.
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Ein
Verfahren zur Lösung
der angesprochenen Probleme wird durch die Merkmale des Anspruches
14 angegeben.
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Mögliche Ausführungsformen
ergeben sich aus den aufgeführten
Maßnahmen
in den von Anspruch 14 abhängigen
Ansprüchen.
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Durch
den erfindungsgemäßen Einsatz
einer Vergleicher-Einheit ist nunmehr sichergestellt, daß eine zuverlässige Identifizierung
und nachfolgende Umschaltung in den gewünschten Meßwertaufnehmer-Betriebsmodus
erfolgt. Hierbei können
verschiedenste Betrebsmodi desselben vorgesehen werden, beispielsweise
unterschiedliche Meßmodi,
in denen Signale unterschiedlicher Form an eine nachgeordnete Verarbeitungseinheit übertragen
werden. Daneben kann jedoch auch definiert in einen Programmmiermodus
umgeschaltet werden, in dem ein Beschreiben und Auslesen von entsprechenden Speicherbereichen
des Meßwertaufnehmers
erfolgen kann usw..
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
lassen sich dabei zum einen bei herkömmlichen Schnittstellen-Varianten
mit unidirektionalen Signalübertragungsleitungen
einsetzen, wie sie etwa in der
EP 0 171 579 A1 beschrieben werden. Zum anderen
können
auch Vorrichtungen gemäß der
EP 0 660 209 A1 damit
optimiert werden. Der universelle Einsatz in Verbindung mit verschiedensten
Meßwertaufnehmern
ist somit sichergestellt.
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Innerhalb
eines Programmiermodus ist es möglich,
verschiedene bekannte Signalübertragungsverfahren
einzusetzen, d.h. die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren
können
diesbezüglich äußerst fllexibel
ausgestaltet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren
lassen sich ferner in Verbindung mit verschiedensten Ausführungen
von Meßwertaufnehmern
einsetzen.
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Darüberhinaus
resultiert als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens,
daß separate
Verbindungsleitungen zum Aktivieren der eigentlichen Umschaltung
nicht benötigt
werden. Die eigentlichen Umschaltsignale können auf den bereits vorhandenen
Signal-Übertragungsleitungen übertragen
werden.
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Weitere
Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
beiliegenden Figuren.
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Dabei
zeigt
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine
schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsmäßen Vorrichtung.
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Eine
erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in einer schematisierten Darstellung in 1 gezeigt.
In Verbindung mit 1 wird im folgenden auch eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutert.
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Die
dargestellte Vorrichtung umfaßt
zum einen den Meßwertaufnehmer
(1), der im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel
als Positionsmeßsystem,
respektive als absolutes Winkelmeßsystem, ausgeführt ist. Über zwei
unidirektional betriebene Signal-Übertragungsleitungen (3, 4)
ist der Meßwertaufnehmer
(1) mit einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit (2)
verbunden. Im Fall des absoluten Winkelmeßsystems entspricht die Verarbeitungseinheit
(2) demzufolge beispielsweise einer konventionellen Werkzeugmaschinen-Steuerung.
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Zur
Erfassung der interessierenden absoluten Winkelstellung ist der
Meßwertaufnehmer
(1) in bekannter Art und Weise ausgeführt, das heißt durch die
lichtelektrische Abtastung einer Codescheibe oder aber mehrerer
durch Untersetzungsgetriebe miteinander verbundener Codescheiben
lassen sich analoge Abtastsignale erzeugen. Diese werden in einer
Abtasteinheit verstärkt
und in Digitalsignale in Form eines binären Datenwortes umgewandelt,
welches die absolute Winkelstellung angibt. Die einzelnen Komponenten
zur Erzeugung der zu übertragenden
Positionsdaten sind in 1 nicht im einzelnen dargestellt,
mit dem Bezugszeichen (5) wird vielmehr die Gesamtheit
der einzelnen Elemente der Meßwert-Erzeugungseinheit
(5) bezeichnet. An deren Ausgang liegt bereits das binäre Datenwort
an, das die absolute Winkelposition angibt. Über. die gewählte schematisierte
Darstellung soll zudem veranschaulicht werden, daß auch das
jeweilige Verfahren zur Meßwert-Erzeugung
in keiner Weise einschränkend
im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anzusehen ist. Alternativ
könnten
auch beliebige andere Signalerzeugungsverfahren in Verbindung mit
der erfindungsmäßen Vorrichtung
bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Einsatz kommen.
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Die Übertragung
der Signale von der Meßwert-Erzeugungseinheit
(
5) über
die zwei Signal-Übertragungsleitungen
(
3,
4) zur nachgeordneten Verarbeitungseinheit
(
2) erfolgt in einem Meßmodus in bekannter Art und
Weise, wie dies beispielsweise in der
EP 0 171 579 A1 beschrieben ist. Hierbei werden
die beiden Signal-Übertragungsleitungen
(
3,
4) unidirektional betrieben, d.h. es ist eine
Takt- (
3) und eine Datenleitung (
4) vorgesehen.
Durch die Übermittlung
definierter Taktsignale von der Verarbeitungseinheit (
2) über die
Taktleitung (
3) an die Meßwert-Erzeugungseinheit (
5)
wird die serielle Übertragung
von Meßdaten
auf der Datenleitung (
4) in Richtung Verarbeitungseinheit
(
2) entsprechend synchronisiert.
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Der
dargestellte Meßwertaufnehmer
(
1) umfaßt
desweiteren einen Speicherbaustein (
6) mit mehreren separaten
Speicherbereichen (
6.1,
6.2,
6.3). Die
einzelnen Speicherbereiche (
6.1,
6.2,
6.3) sind
hierbei für
verschiedene Parameter-Kategorien reserviert und können vom
jeweiligen Anwender in einem Programmiermodus definiert beschrieben
und ausgelesen werden. Wie in der
EP 0 660 209 A1 detailliert ausgeführt, können in
den einzelnen Speicherbereichen (
6.1,
6.2,
6.3)
anwenderspezifische Parameter ebenso abgelegt werden wie spezifische
Daten des Meßwertaufnehmer-Herstellers, Korrekturdaten
des Meßwertaufnehmers
(
1), Betriebsart-Parameter usw.. Zur Programmierung bzw. definierten
Veränderung
dieser Speicherbereiche (
6.1,
6.2,
6.3)
ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
nunmehr vorgesehen, daß neben
einem Meßmodus,
in dem eine Meßdaten-Übertragung
zur Verarbeitungseinheit (
2) erfolgt, desweiteren ein Programmiermodus
realisierbar ist bzw. für
den Anwender zur Verfügung
steht. In einem derartigen Programmiermodus kann beispielsweise
die Betriebsart des Meßwertaufnehmers
(
1), z.B. die Angabe der Drehrichtung eines Winkelmeßsystemes,
definiert vorgegeben werden, das Auslesen von Parametern des Meßwertaufnehmer-Herstellers
erfolgen etc..
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Um
bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
mit jeweils unidirektionalen Signal-Übertragungsleitungen (3, 4)
einen derartigen Programmiermodus zu ermöglichen, ist eine Vergleicher-Einheit
(7) innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen.
Die Aufgabe der Vergleicher-Einheit (7) besteht darin,
laufend die Signale zu erfassen, die über mindestens, eine der beiden
Signal-Übertragungsleitungen
(3, 4) übertragen
werden bzw. dort anliegen. Die erfaßten Signale werden von der
Vergleicher-Einheit (7) laufend mit vorgegebenen Referenzsignalen
verglichen, so daß derart
eine Identifikation des jeweils aktivierten bzw. gewünschten
Betriebsmodus möglich
ist. Je nach Art des übertragenen
Signales erkennt die Vergleicher-Einheit (7) anhand der
zur Verfügung
stehenden Referenz-Signale demzufolge den vom Anwender gewünschten Betriebsmodus
und aktiviert die entsprechenden Umschaltmittel (8.1, 8.2),
um zwischen den mindestens zwei Betriebsmodi umzuschalten. In Abhängigkeit von
der Anzahl vorgesehener Betriebsmodi können hierbei auch unterschiedlich
viele Referenzsignale bzw. -Signalarten erforderlich sein. Bei lediglich
zwei gewünschten
Betriebsmodi hingegen reicht in einer möglichen Ausführungsform
ein einziges Referenzsignal zur Erkennung des gewünschten
Umschaltzeitpunktes aus; sobald die Vergleichereinheit dieses Signal
erkennt, wird jeweils in den anderen der beiden Betriebsmodi umgeschaltet.
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Die
Wahl des gerade gewünschten
Betriebsmodus erfolgt durch den Anwender über die Verarbeitungseinheit
(2), die hierfür
eine geeignete Schnittstelle, z.B. in Form einer Tastatur, umfaßt. Daneben
weist die Verarbeitungseinheit (2) vorzugsweise auch eine
Anzeigeeinheit auf, welche in 1 ebenfalls
nicht dargestellt ist. In der Regel wird der Anwender vor dem Ersteinsatz
auf den möglichen Programmier-Modus
zurückgreifen,
um derart die Speicherbereiche (6.1, 6., 6.3)
zu verändern,
auszulesen etc.. Ebenso kann der Programmiermodus zur Fehlerdiagnose
vorteilhaft eingesetzt werden.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es beispielsweise möglich, den
Meßwertaufnehmer
(1) derart zu betreiben, daß er sich nach dem Einschalten
automatisch im Programmiermodus befindet und der jeweilige Anwender
dann die gewünschte
Programmierung des Meßwertaufnehmers
(1) vornimmt. Nach der durchgeführten Programmierung erfolgt
die Umschaltung in den Meßmodus,
wozu wiederum die vorgesehene Vergleicher-Einheit (7) anhand
eines Referenz-Signales den anschließend gewünschten Betriebsmodus identifiziert
und die erforderlichen Umschaltmittel aktiviert.
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Es
ergeben sich demzufolge eine Reihe möglicher Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
der dargestellten Ausführungsform
der 1 ist die Vergleicher-Einheit (7) so
ausgebildet, daß damit
ein Erfassen der übertragenen
Signalfrequenz auf mindestens einer Signal-Übertragungsleitung (3)
möglich
ist. Als Referenz-Signal steht demzufolge eine Referenzfrequenz-Signalfolge
zur Verfügung,
mit der das aktuell erfaßte
Signal verglichen wird. Bei der in 1 dargestellten
Ausführungsform überwacht
die Vergleichereinheit (7) die an der Taktsignal-Leitung
(3) anliegenden Signale und vergleicht diese mit einem
Referenz-Signal. Erkennt die Vergleicher-Einheit (7) über die
gerade registrierte Signalfrequenz, daß nunmehr keine Synchronisierungs-Daten
auf der Takt-Leitung (3) mehr übertragen werden, da eine von
der Referenz-Frequenz
abweichende Signalform vorliegt, so aktiviert die Vergleicher-Ein heit
(7) geeignet ausgeführte
Umschaltmittel (8.1, 8.2), über die eine Umschaltung in
den Programmier-Modus erfolgt.
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Zum
Identifizieren des Betriebsmodus kann beispielsweise eine Referenzfrequenz
vorgegeben werden; weicht die detektierte Frequenz um einen bestimmten
Betrag von dieser Referenzfrequenz ab, so erfolgt die Umschaltung
in den jeweils anderen Betriebsmodus. Prinzipiell könnten derart
selbstverständlich
auch mehr als zwei unterschiedliche Betriebsmodi vorgesehen werden.
Ebenso ist es möglich,
auch die Identifikation des jeweiligen Betriebsmodus alternativ
zum beschriebenen Frequenzvergleich der anliegenden Signale auszuführen. So kann
beispielsweise auch ein Umschaltsignal auf einer Datenleitung erzeugt
werden, in dem auf Seiten der Verarbeitungseinheit ein Widerstand
bzw. eine Last auf diese Datenleitung aufgeschaltet wird. Eine entsprechende
Veränderung
des Gleichstrom- oder des Gleichspannungspegels auf dieser Datenleitung wird über die
Vergleichereinheit erkannt und ein dem veränderten Pegel zugeordneter
Betriebsmodus des Meßwertaufnehmers
identifiziert bzw. aktiviert. Entsprechend kann ein Zurückschalten
in den ursprünglichen
Betriebsmodus erfolgen, indem ein derartiger Widerstand wieder von
dieser Datenleitung abgeschaltet wird. Selbstverständlich lassen
sich auf diese Art und Weise ebenfalls mehrere verschiedene Betriebszustände definiert
identifizieren und aktivieren.
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Nachdem
derart eine gewünschte Änderung des
Betriebsmodus erfaßt
wurde, wird anschließend die
Takt-Leitung (3) und die Datenleitung (4) jeweils so
umgeschaltet, daß ein
Beschreiben und/oder Auslesen der Speicherbereiche (6.1, 6.2, 6.3)
des Speicherbausteins (6) möglich ist. Die von der Vergleicher-Einheit
(7) hierzu aktivierbaren Umschaltmittel (8.1, 8.2)
sind in 1 in schematisierter Form als Schalter
dargestellt. Selbstverständlich
können
sowohl diese Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch die
ferner erläuterten
Komponenten in vielfältigsten
Ausführungsformen
soft- und/oder hardwaremäßig realisiert
werden. Über
die gewählte Darstellung
soll lediglich die prinzipielle Signalverarbeitung innerhalb der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. beim erfindungsgemäßen Verfahren
veranschaulicht werden.
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Das
für die
Vergleicher-Einheit (7) erforderliche Referenzsignal wird
in der dargestellten Ausführungsform
von einer Oszillatorstufe (9) erzeugt, die dem Meßwertaufnehmer
(1) zugeordnet ist. Alternativ hierzu ist in 1 über die
Verbindung zur Verarbeitungseinheit (2) die Möglichkeit
angedeutet, ein derartiges Referenzsignal extern von der Verarbeitungseinheit
(2) erzeugen zu lassen und der Vergleicher-Einheit zuzuführen.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
der dargestellten Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
somit eine definierte Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebsmodi
des Meßwertaufnehmers
(1) durch den Anwender über die
Verarbeitungseinheit (2). Hierbei identifiziert die vorgesehene
Vergleichereinheit (7) jeweils durch Vergleichen mit einem
Referenzsignal den gewünschten
Betriebsmodus und aktiviert die Umschaltmittel (8.1, 8.2),
die dann die erforderlichen Änderungen
veranlassen.
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Die
für einen
Programmiermodus erforderliche Datenübertragung auf der Taktsignal-Leitung
(3) zwischen der Verarbeitungseinheit (2) und
dem Meßwertaufnehmer
(1) bzw. dem Speicherbaustein (6) erfolgt in bekannter
Art und Weise durch geeignetes Verschlüsseln oder Codieren der übertragenen
Signale. Hierfür
kommen bekannte Modulationsverfahren wie Pulscode-, Pulsphasen-
oder Frequenzmodulationsverfahren etc. in Betracht. So kann beispielsweise
im Fall der Frequenzmodulation der übertragenen Signale im Programmier-Modus
die Signalübertragung
in Richtung des Meßwertaufnehmers
im Frequenzbereich zwischen 1,5MHz und 3MHz erfolgen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
sei nunmehr anhand der 2 erläutert. Dargestellt ist hierbei
erneut ein Meßwertaufnehmer
(21) sowie eine nachgeordnete Verarbeitungseinheit (22),
welche durch Signal-Übertragungsleitungen
(23, 24) miteinander verbunden sind. Der Meßwertaufnehmer
(21) ist wiederum als absolutes Positionsmeßsystem
ausgeführt
und entspricht im grundsätzlichen
Aufbau dem des vorab erläuterten
Ausführungsbeispieles.
Hierbei umfaßt
der Meßwertaufnehmer
(21) unter anderem eine schematisiert dargestellte Meßwerterzeugungseinheit
(25) sowie einen Seicherbaustein (26) mit verschiedenen Speicherbereichen
(26.1, 26.2, 26.3). Ebenso wie im vorab
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist ferner eine Vergleicher-Einheit (27) innerhalb der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
angeordnet, die ein definiertes Umschalten zwischen den verschiedenen
Betriebsmodi sicherstellt, indem durch Vergleichen der an mindestens
einer Signal-Übertragungsleitung
(23) anliegenden Signale mit Referenzsignalen der jeweils
aktivierte Betriebsmodus identifiziert wird.
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Im
Gegensatz zur erläuterten
Ausführungsform
der 1 ist nunmehr eine der beiden Signal-Übertragungsleitungen
(24) als bidiektional betreibbare Signal-Übertragungsleitung
(24) ausgeführt,
was in schematisierter Form in 2 angedeutet
ist. Sobald die Vergleicher-Einheit (27) erkennt, daß die an
einer der beiden Signal-Übertragungsleitungen
(23) anliegenden Signale von einem vorgegebenen Referenz-Signal
abweichen, wird ein Umschaltmittel (28) aktiviert. Hierbei
wird vom Umschaltmittel (28) die Verbindung zwischen der
Verarbeitungseinheit (22) und dem beschreib- und auslesbaren
Speicherbaustein (26) innerhalb des Meßwertaufnehmers (21)
hergestellt. Über
die bidirektional arbeitende Signal-Übertragungsleitung (24)
erfolgt dann die anwenderspezifische Programmierung des Speicherbausteins
(26) bzw. das Beschreiben und Auslesen der unterschiedlichen
Speicherbereiche (62.1, 26.2, 26.3).
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Wie
im vorab erläuterten
Ausführungsbeispiel
kann wiederum vorgesehen werden, das Referenzsignal für die Vergleicher-Einheit
(27) über
eine Oszilatorstufe (29) zu erzeugen, die dem eigentlichen
Meßwertaufnehmer
(21) zugeordnet ist. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit,
ein externes Referenzsignal über
die Verarbeitungseinheit (22) zuzuführen, was in Figur ebenfalls
angedeutet ist.
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Im
weiteren Aufbau entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem der 1.
Insbesondere sei auch bei dieser Ausführungsform darauf hingewiesen,
daß es
eine Reihe von Möglichkeiten
gibt, sowohl die schematisch dargestellte Vergleicher-Einheit (27)
als auch die Umschaltmittel (28) hard- und/oder softwaremäßig auszuführen. Anhand
der gewählten
Darstellung sollte lediglich das erfindungsgemäße, funktionelle Zusammenwirken
erläutert werden,
das die verschiedenen Betriebsmodi des Meßwertaufnehmers ermöglicht; eine
Beschränkung auf
bestimmte Ausführungsformen
der einzelnen Komponenten ist darin nicht zu sehen.
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Eine
dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
sei nachfolgend anhand der schematisierten Darstellung in 3 erläutert. Während in den
beiden vorab beschriebenen Ausführungsbeispielen
jeweils eine Umschaltung zwischen einem Meßmodus und einem Programmiermodus
eines Meßwertaufnehmers
erfolgte, ist im dritten Ausführungsbeispiel
vorgesehen, zwischen verschiedenen Meßmodi des Meßwertaufnehmers
(31) definiert umzuschalten. Die beiden Meßmodi unterscheiden
sich dabei in der Form der an die nachgeordnete Auswerteeinheit
(32) übertragenen
Signale. So werden in einem ersten Meßmodus analoge Signale übertragen, während im
zweiten Meßmodus
eine Übertragung von
digitalen Signalen erfolgt. Eine derartige Umschaltmöglichkeit
zwischen verschiedenen Ausgangssignalen eines als Positionsmeßeinrichtung ausgebildeten
Meßwertaufnehmers
(31) erweist sich beispielsweise zur Fehlerdiagnose als
vorteilhaft, wenn von den üblicherweise
rechteckförmigen
Ausgangssignalen zu diesem Zweck auf die analogen Abtastsignale
umgeschaltet werden kann. Diese können dann nachfolgend in einer
Verarbeitungseinheit (32) analysiert werden, um eventuell
vorliegende Fehlfunktionen des Meßwertaufnehmers (31)
zu diagnostizieren. Selbstverständlich
lassen sich die erwähnten
Maßnahmen
auch je nach Anforderung kombinieren, d.h. es ist erfindungsgemäß auch möglich, sowohl
eine Umschaltung zwischen verschiedenen Meßmodi als auch zwischen Meßmodi- und
Programmiermodus vorzusehen usw..
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Im
Ausführungsbeispiel
der 3 ist seitens des Meßwertaufnehmers (31),
der beispielsweise wiederum als Positionsmeßeinrichtung ausgebildet ist,
eine Meßwert-Erzeugungseinheit
(35) vorgesehen. Über
diese können
mittels der lichtelektrischen Abtastung einer oder mehrerer Codescheiben
analoge Abtastsignale erzeugt werden, die zur absoluten Positionsbestimmung
zweier zueinander beweglicher Objekte dienen. Grundsätzlich kann
die Meßwert-Erzeugungseinheit
(35) auch anders ausgebildet sein, beispielsweise zur inkrementalen
Positionsbestimmung durch die lichtelektrische oder magnetische
Abtastung einer periodischen Maßstabteilung etc. Über die
Meßwert-Erzeugungseinheit
(35) werden demzufolge Analogsi gnale erzeugt, welche innerhalb
des Meßwertaufnehmers
(31) auf eine Signalverarbeitungsstufe (36) gelangen.
Die vorgesehene Signalverarbeitungsstufe (36) dient zur
Umwandlung der Analogsignale in Digitalsignale, d.h. beispielsweise
in entsprechende Ausgangssignale in Rechteckform. Über eine
Signal-Übertragungsleitung (34)
werden die digitalen Ausgangssignale an die nachgeordnete Verarbeitungseinheit
(32) übergeben. Neben
der Signal-Übertragungsleitung
(34) zur Übertragung
der Daten an die nachfolgende Verarbeitungseinheit ist eine weitere
Signal-Übertragungsleitung
(33) vorgesehen, über
die analog zum ersten Ausführungsbeispiel
eine Übermittlung
von Taktsignalen an die Meßwert-Erzeugungseinheit
(35) erfolgt, um den Datentransfer geeignet zu synchronisieren.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr
neben einem ersten Meßmodus,
in dem digitale Ausgangssignale an die Verarbeitungseinheit (32) übergeben
werden, mindestens ein zweiter Meßmodus des Meßwertaufnehmers
(31) vorgesehen, der eine Übergabe der analogen Abtastsignale
an die Verarbeitungseinheit (32) ermöglicht. Hierzu werden die entsprechenden Analogsignale
zwischen der Meßwert-Erzeugungseinheit
(35) und der Signalverarbeitungsstufe (36) abgegriffen.
Zwischen der Signal-Übertragungsleitung
(34) und den beiden Signal-Leitungen auf Seiten des Meßwertaufnehmers
(31), an denen die Analog- bzw. Digitalsignale anliegen,
ist ein geeignetes Umschaltmittel (38) angeordnet, so daß zwischen
ausgangsseitig anliegenden Analog- oder Digitalsignalen gewählt werden
kann, die an die Verarbeitungseinheit (32) übergeben
werden.
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Die
entsprechende Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Meßmodi erfolgt
analog zu den beiden vorab erläuterten
Ausführungsbeispielen. Es
ist wiederum eine Vergleicher-Einheit (37) vorgesehen,
die so ausgebildet ist, daß damit
ein Erfassen der auf der zweiten Signal-Übertragungsleitung (33) anliegenden
Signalfrequenz möglich
ist. Die anliegende Signalfrequenz wird dabei wie vorab erläutert stets
mit einem Referenzsignal verglichen, das von einer Oszillatorstufe
(39) erzeugt wird, welche dem Meßwertaufnehmer (31)
zugeordnet ist. Jedem der beiden Meßmodi ist wiederum eine definierte
Referenzfrequenz zugeordnet, so daß beim Erkennen einer derartigen
Referenzfrequenz über
die Umschaltmittel (38) auf den entsprechenden Meßmodus umgeschaltet
werden kann.
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Aufgrund
der erfindungemäßen Maßnahmen ist
demzufolge sichergestellt, daß keine
separaten Verbindungsleitungen zwischen der Verarbeitungseinheit
(32) und dem Meßwertaufnehmer
(31) erforderlich sind, um die gewünschte Umschaltung zwischen
verschiedenen Betriebsmodi zu ermöglichen. Selbstverständlich zeigt
das dargestellte Ausführungsbeispiel
in 3 nur eine mögliche
Variante von Meßwertaufnehmern,
in dem eine derartige Umschaltung möglich ist. Darüberhinaus
können
die erfindungsgemäßen Maßnahmen
aber auch in anderen Meßwertaufnehmern
geeignet abgewandelt eingesetzt werden.