DE19848949C2 - Verfahren zum Betrieb einer Lichtschranke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elimination von Störsignalen bei einer Lichtschranke.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 196 13 940 A1 bekannt. Die dort be­ schriebene Lichtschranke weist zwei Schaltzustände "Lichtweg frei" und "Lichtweg nicht frei" auf. Der Sender der Lichtschranke sendet periodisch Folgen von Lichtimpulsen aus, wobei jeweils innerhalb einer Periode T inner­ halb eines Zeitintervalls T_S eine vorgegebenen Anzahl von N_S Lichtimpulsen ausgesendet wird, worauf sich eine Sendepause T_P anschließt. In der Auswer­ teeinheit der Lichtschranke werden auf den Empfänger auftreffende Lichtim­ pulse jeweils während vorgegebener Zeitintervalle T_E ausgewertet, wobei das Zeitintervall T_E geringfügig größer als das Zeitintervall T_S ist.

Ausgehend vom Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wird das Zeitintervall T_E erstmals dann geöffnet, sobald empfangsseitig ein Lichtimpuls registriert wird. Der Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wechselt erst dann in den Schaltzu­ stand "Lichtweg frei", nachdem N_S Lichtimpulse innerhalb eines Zeitintervalls T_E registriert worden sind.

Im Schaltzustand "Lichtweg frei" wird das Zeitintervall T_E jeweils nach seiner Beendigung geöffnet, sobald empfangsseitig ein Lichtimpuls registriert wird. Dabei verbleibt die Lichtschranke im Schaltzustand "Lichtweg frei" auch dann, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls T_I, welches größer oder gleich der Periodendauer T = T_S + T_P ist, empfangsseitig innerhalb wenigstens eines Zeitintervalls T_E wenigstens N_min Lichtimpulse registriert werden, wobei 0,5N_S < N_min < N_S ist.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass ohne eine Synchronisierung von Sender und Empfänger eine weitgehend sichere Detektion von Störsignalen gewährleistet ist.

Jedoch kann es bei derartigen Lichtschranken insbesondere dann zu Fehl­ schaltungen kommen, wenn sich ein Objekt im Strahlengang befindet und gleichzeitig von einer Störlichtquelle emittierte Lichtimpulse mit sich verän­ dernder Frequenz auf den Empfänger der Lichtschranke treffen. Aufgrund der sich verändernden Störlichtfrequenz kann es vorkommen, dass innerhalb eines Zeitintervalls T_E gerade N_S Lichtimpulse registriert werden, worauf die Licht­ schranke fälschlicherweise in den Schaltzustand "Lichtweg frei" wechselt. Wenn dann die für den Wechsel in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" geforderte Anzahl N_min von Lichtimpulsen erheblich kleiner als der Wert N_S ist, kann der Schaltzustand "Lichtweg frei" sogar über eine längere Zeit erhal­ ten bleiben.

Derartige Fehlerquellen könnten prinzipiell dadurch minimiert werden, dass die für den Wechsel in den Schaltzustand "Lichtweg frei" geforderte Anzahl von N_S Lichtimpulsen sehr groß gewählt würde. Dies würde jedoch zu einer unerwünscht niedrigen Schaltfrequenz der Lichtschranke führen.

Ferner ist bei diesem Verfahren nachteilig, dass der Sender eine Folge von kurzen Lichtimpulsen generieren muss, wobei dabei die Pausen zwischen zwei Lichtimpulsen ebenfalls sehr kurz sind. Dies führt zu einem relativ großen schaltungstechnischen Aufwand bei der Pulsformung der Lichtimpulse und zu einer relativ hohen Belastung des Senders. Zudem ist auch empfangsseitig ein erhöhter Aufwand notwendig, um die einzelnen Lichtimpulse getrennt vonein­ ander zu detektieren. Dies macht den Einsatz von hochwertigen, schnellen elektronischen Bauteilen notwendig, wodurch die Herstellkosten der Licht­ schranke relativ groß sind.

Aus der DE 43 23 910 C2 ist eine Lichtschranke mit einem Sender, einem Empfänger und einer Auswerteelektronik zum Erkennen von Störsignalen be­ kannt. Der Sender sendet periodisch Folgen von Lichtimpulsen mit einer defi­ nierten Pulsdauer und Frequenz jeweils mit einer darauffolgenden Sendepause aus.

Die Auswerteelektronik weist wenigstens einen Zähler auf, in welchem die auf den Empfänger auftreffenden Lichtimpulse registriert werden. Zur Elimination von Störsignalen ist an den Zähler eine mehrkanalige Auswerteeinheit ange­ schlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde auf möglichst einfache Weise einen störungsfreien Betrieb einer Lichtschranke zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß emittiert der Sender der Lichtschranke innerhalb einer Peri­ odendauer T einen Lichtimpuls mit einer Pulsdauer T_P worauf eine Sendepause T_S folgt.

In der Auswerteeinheit wird jeweils die Länge der Pause zwischen zwei aufein­ anderfolgenden auf den Empfänger auftreffenden Lichtimpulsen mit der Länge der Sendepause T_P verglichen.

Die Lichtschranke wechselt vom Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" in den Schaltzustand "Lichtweg frei", falls bei einer vorgegebenen Anzahl von Pausen jeweils deren Länge mit einer vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt.

Die Lichtschranke wechselt dagegen in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei", falls während wenigstens einer Periodendauer T kein Lichtimpuls am Empfänger registriert wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die vom Sender emittier­ ten Lichtimpulse daran erkannt, ob zwischen den einzelnen Lichtimpulsen eine Pause vorgegebener Länge registriert wird. Nur wenn dies der Fall ist, wechselt die Lichtschranke in den Schaltzustand "Lichtweg frei". Ein wesentlicher Vor­ teil dieses Verfahrens besteht dabei darin, daß der Sender keine Folgen von kurz aufeinander folgenden Lichtimpulsen emittieren muß. Vielmehr emittiert der Sender einzelne Lichtimpulse, deren Impulsdauer beträchtlich kürzer als die darauffolgende Sendepause sein kann. Dadurch brauchen keine besonderen Anforderungen an die Bauelemente zur Impulsformung der vom Sender emit­ tierten Lichtimpulse sowie die Bauelemente der Auswerteeinheit, insbesondere hinsichtlich schneller Auswertezeiten, gestellt werden. Die erfindungsgemäße Lichtschranke weist demzufolge einen äußerst kostengünstigen Aufbau auf.

Desweiteren ist vorteilhaft, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Störsi­ gnale eliminiert werden können, ohne daß hierfür der Empfänger auf den Sen­ der synchronisiert werden muß.

Schließlich ist vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Lichtschranke eine hohe Verfügbarkeit aufweist. Dies beruht darauf, daß die Lichtschranke nur dann in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wechselt, wenn wenigstens während einer Periodendauer T kein Lichtimpuls registriert wird. Dies bedeutet, daß die Lichtschranke auch dann im Schaltzustand "Lichtweg frei" verbleibt, wenn zusätzlich zu den vom Sender emittierten Lichtimpulsen auch Störlichtimpulse empfangen werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wechselt die Licht­ schranke nicht nur dann in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei", wenn wäh­ rend einer Periodendauer T kein Lichtimpuls registriert wurde, sondern auch dann wenn eine vorgegebene Anzahl von Pausen zwischen zwei aufeinander­ folgend auf den Empfänger auftreffenden Lichtimpulsen nicht innerhalb der vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt. In diesem Fall können auch Störlichteinstrahlungen den Übergang in den Schalt­ zustand "Lichtweg nicht frei" bewirken. In diesem Fall ist die Verfügbarkeit der Lichtschranke zwar eingeschränkt. Jedoch ist dieses Auswerteverfahren besonders für sicherheitstechnische Applikationen geeignet. Dort wird gefor­ dert, daß die Lichtschranke mit hoher Zuverlässigkeit nur dann den Schaltzu­ stand "Lichtweg frei" einnimmt, wenn am Empfänger nur die vom Sender emittierten Lichtimpulse auftreffen.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lichtschranke.

Fig. 2 Impulsdiagramme für die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitenden Lichtschranke ge­ mäß Fig. 1.

Fig. 3 Impulsdiagramme für eine gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitenden Lichtschranke
a) bei einer anfänglich im Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" be­ findlichen Lichtschranke
b) bei einer anfänglich im Schaltzustand "Lichtweg frei" befindli­ chen Lichtschranke.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Lichtschranke 1 mit einem Licht­ impulse 2 emittierenden Sender 3 und einem in Abstand zu diesem angeordne­ ten Empfänger 4. Die vom Sender 3 periodisch emittierten Lichtimpulse 2 tref­ fen bei freiem Strahlengang auf den Empfänger 4. Befindet sich dagegen ein Objekt im Strahlengang zwischen dem Sender 3 und dem Empfänger 4, so werden die Lichtimpulse 2 am Objekt reflektiert und gelangen nicht zum Emp­ fänger 4. Dementsprechend weist die Lichtschranke 1 zwei Schaltzustände auf, nämlich den Schaltzustand "Lichtweg frei" sowie den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei".

Der Sender 3 ist vorzugsweise von einer Leuchtdiode gebildet, der Empfänger 4 von einer Photodiode. Die am Ausgang des Empfängers 4 anstehenden Emp­ fangssignale werden über eine Zuleitung 5 einem Komparator 6 zugeführt. Mit dem im Komparator 6 erzeugten Schwellwert werden Störsignale, deren Amplitude unterhalb des Schwellwerts liegen, ausgefiltert.

Der Ausgang des Komparators 6 ist über eine Zuleitung 7 auf eine Auswerte­ einheit 8 geführt, welche beispielsweise in Form eines ASICS ausgebildet sein kann.

Die Auswerteeinheit 8 weist einen Taktoszillator 9 auf. Der Taktoszillator 9 generiert eine erste Impulsfolge mit der Frequenz f₁ und mittels eines Teilers eine zweite Impulsfolge mit einer Frequenz f₂, die kleiner als die Frequenz f₁ ist.

An den Taktoszillator 9 ist ein erster und ein zweiter Zähler 10, 11 angeschlos­ sen. Hierzu ist jeweils eine Zuleitung 12, 13 vom Taktoszillator 9 auf einen Reset-Eingang R des ersten und zweiten Zählers 10, 11 geführt. Über diese Zuleitungen 12, 13 werden die Zähler 10, 11 jeweils mit der Frequenz f₂ des Taktoszillators 9 getriggert. Desweiteren ist eine weitere Zuleitung 14 vom Taktoszillator 9 auf einen Eingang des ersten Zähler 10 geführt, wobei dieser Eingang mit der Frequenz f₁ des Taktoszillators 9 getriggert ist. Auf den ent­ sprechenden Eingang des zweiten Zählers 11 ist das am Ausgang des Kompara­ tors 6 anstehende Empfangssignal geführt. Schließlich ist der Ausgang Q0 des zweiten Zählers 11 über eine Zuleitung 15 an dem Eingang EN des ersten Zählers 10 angeschlossen.

Der Ausgang Q des ersten Zählers 10 sowie der Ausgang Q1 des zweiten Zäh­ lers 11 sind auf ein UND-Glied 16 geführt, dessen Ausgang an einen Eingang D eines D-Flip-Flops 17 angeschlossen ist. Zudem ist ein Ausgang Q2 des zweiten Zählers 11 sowie ein Ausgang des Taktoszillators 9 an das D-Flip-Flop 17 angeschlossen, wobei das D-Flip-Flop 17 mit der Frequenz f₂ des Taktoszil­ lators 9 beaufschlagt ist. An den Ausgang des D-Flip-Flops 17 ist ein Schaltausgang 18 angeschlossen, über welchen die Schaltzustände der Licht­ schranke 1 ausgegeben werden.

Die Funktionsweise dieser Lichtschranke 1 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpulse 2 werden in der Auswerteeinheit 8 jeweils innerhalb zeitlich konstanter, unmittelbar aufeinanderfolgender und gleicher Rahmenintervalle ausgewertet. Die Rahmenintervalle werden durch den Taktoszillator 9 vorgegeben, wobei hierzu wie in Fig. 2 dargestellt die Taktimpulse mit der Frequenz f₂ verwendet werden. Dementsprechend beträgt die Dauer der Rahmenintervalle T_R = 1/f₂. Dabei ist T_R so gewählt, daß die Bedingung

(N - 1).T < T_R < N.T

erfüllt ist, wobei N.T ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer T mit N < 2 ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt N = 3, wobei T_R vor­ zugsweise den Wert T_OR = 2,5.T annimmt.

Befindet sich die Lichtschranke 1 im Schaltzustand "Lichtweg nicht frei", so wird innerhalb eines jeden Rahmenintervalls geprüft, ob jeweils die Pause zwi­ schen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpul­ se 2 mit einer vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorgegebene Ge­ nauigkeit erreicht, wenn die Länge der Pause größer oder gleich dem Wert F.­ T_P ist, wobei F im Bereich von 0,85 < F < 0,95 liegt. Vorzugsweise beträgt F = 0,9.

Zudem wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geprüft, ob innerhalb des Rahmenintervalls N oder N - 1 Lichtimpulse 2 registriert werden. Nur wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wechselt die Lichtschranke 1 nach Schließen des betreffenden Rahmenintervalls den Schaltzustand "Lichtweg frei".

Die Lichtschranke 1 wechselt nur dann wieder in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei", wenn innerhalb eines Rahmenintervalls weniger als N - 1 Lichtim­ pulse 2 empfangen werden. Dies bedeutet, daß wenigstens eine Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lichtimpulsen 2 innerhalb dieses Rahmenintervalls größer als die Periodendauer T war.

In Fig. 2 sind sechs aufeinanderfolgende Rahmenintervalle aufgetragen, wel­ che mit a, b, c, d, e, f gekennzeichnet sind. Jedes Rahmenintervall wird mit einem Impuls des Taktgenerators geöffnet. Mit diesem Impuls werden die bei­ den Zähler 10, 11 jeweils auf den Zählerstand null zurückgesetzt. Mit dem er­ sten Zähler 10 wird die Länge der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpulsen 2 erfaßt. Hierzu wird der Zähler 10 mit dem ersten am Empfänger 4 registrierten Lichtimpuls 2 über Setzen des Ausgangs Q0 des zweiten Zählers 11 aktiviert. Der erste Zähler 10 wird dann im Takt der Frequenz f₁ des Taktgenerators solange hochgezählt, bis der zweite Lichtimpuls 2 am Empfänger 4 registriert wird. Dadurch wird der Ausgang Q1 des zweiten Zählers 11 gesetzt und gleichzeitig der Ausgang Q0 des zweiten Zählers 11 zurückgesetzt, wodurch der erste Zähler 10 angehalten wird. Hat der erste Zähler 10 einen dem Wert F.T_P entsprechenden Sollwert erreicht, so wird der an den ersten Zähler 10 angeschlossene Eingang des UND-Glieds 16 gesetzt.

Mit dem zweiten Zähler 11 wird die Anzahl der während des betreffenden Rahmenintervalls auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpulse 2 gezählt. Entspricht die registrierte Anzahl der Lichtimpulse 2 den Sollwerten N - 1 oder N, so wird auch der zweite Eingang des UND-Glieds 16 gesetzt, worauf über das D-Flip-Flop 17 der Schaltausgang 18 aktiviert wird, so daß er den Schalt­ zustand "Lichtweg frei" annimmt.

Während der ersten Rahmenintervalle a, b, c sind diese Bedingungen nicht er­ füllt. Während des Rahmenintervalls a wird nur ein Lichtimpuls 2 registriert, so daß die Sollwerte N = 3 beziehungsweise N - 1 = 2 nicht erreicht werden.

Während des Rahmenintervalls b werden zwar zwei Lichtimpulse 2 registriert, was dem Sollwert N - 1 entspricht. Jedoch stimmt die Länge der Pause zwischen den Lichtimpulsen 2 nicht mit der geforderten Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P überein.

Schließlich werden im Rahmenintervall c fünf Lichtimpulse 2 registriert, wobei diese Anzahl nicht den Sollwerten N - 1 oder N entspricht.

Dementsprechend befindet sich die Lichtschranke 1 bis zum Ablauf des Rah­ menintervalls c im Schaltzustand "Lichtweg nicht frei".

Erst nachdem im Rahmenintervall d genau drei Lichtimpulse 2 registriert wer­ den, wobei die Pausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lichtimpulsen 2 mit der vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P überein­ stimmen, wechselt die Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg frei".

Da im Rahmenintervall e wiederum drei Lichtimpulse 2 registriert werden, bleibt die Lichtschranke 1 auch nach Ablauf des Rahmenintervalls e im Schalt­ zustand "Lichtweg frei".

Erst nachdem im Rahmenintervall f kein Lichtimpuls 2 registriert wurde, wechselt die Lichtschranke 1 wieder in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei".

Gemäß einem zweiten nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Auswerteeinheit 8 wiederum zwei Zähler Z1, Z2 auf. Mit dem ersten Zähler Z1 wird analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 jeweils die Länge der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger 4 auf­ treffenden Lichtimpulsen 2 registriert. Die Länge dieser Pause wird mit der Länge der Sendepause T_P verglichen. Stimmt die Länge der Pause mit vorge­ bender Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P überein, so wird der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 um den Wert eins erhöht.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die geforderte Genauigkeit vor, wenn eine Pause innerhalb einer oberen und unteren Toleranzgrenze T_O, T_U mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt. Vorzugsweise beträgt T_O = 1,05.­ T_P und T_U = 0,98.T_P.

Schließlich wird der Zählerstand des Zählers Z2 um den Wert eins dekremen­ tiert, falls während einer Periodendauer T kein Lichtimpuls 2 am Empfänger 4 registriert wird.

Das Dekrementieren des Zählers Z2 erfolgt nur solange bis ein unterer Grenz­ wert S_U erreicht ist, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel S_U = 0 beträgt. Sobald der Grenzwert S_U erreicht ist, wechselt die Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei".

Entsprechend wird der Zähler Z2 nur solange inkrementiert, bis ein Sollwert S_O erreicht ist, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel S_O = 3 beträgt. Sobald dieser Sollwert erreicht ist, wechselt die Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg frei".

Die Funktionsweise einer nach diesem Auswerteprinzip arbeitenden Licht­ schranke 1 ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt.

Wie in den Fig. 3a, 3b dargestellt, emittiert der Sender 3 periodisch Licht­ impulse 2 mit einer Pulsdauer T_S, wobei auf jeden Lichtimpuls 2 eine Sende­ pause T_P folgt. Die Periodendauer beträgt demzufolge T = T_S + T_P.

Bei dem in Fig. 3a dargestellten Beispiel befindet sich die Lichtschranke 1 anfangs im Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" und der Zählerstand des Zäh­ lers Z2 beträgt Null.

Die ersten beiden vom Sender 3 emittierten Lichtimpulse 2 treffen nicht auf den Empfänger 4, da ein Objekt im Strahlengang der Lichtschranke 1 angeord­ net ist. Demzufolge bleibt der Zählerstand des Zählers Z2 auf dem Wert null und der Schaltzustand der Lichtschranke 1 "Lichtweg nicht frei" bleibt erhal­ ten.

Die vom Sender 3 danach emittierten Lichtimpulse 2 treffen jeweils auf den Empfänger 4. Da die Pausen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpulsen 2 mit den Sendepausen T_P überein­ stimmen, wird jeweils nach Registrieren einer mit der Sendepause T_P überein­ stimmenden Sendepause der Zählerstand des Zählers Z2 um den Wert eins in­ krementiert, bis dieser schließlich zum Zeitpunkt t₁ den Sollwert S_O = 3 er­ reicht, worauf die Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg frei" wech­ selt. Auch nachdem ein weiterer vom Sender 3 emittierter Lichtimpuls 2 regi­ striert wurde, verbleibt der Zähler Z2 beim Zählerstand S_O = 3, da die Pause wiederum mit der Sendepause T_P übereinstimmt.

Zum Zeitpunkt t₂ trifft zwischen zwei vom Sender 3 emittierten Lichtimpulsen 2 ein kurzer Störlichtimpuls S auf den Empfänger 4. Somit werden mit dem Zähler Z1 zwei Pausen T₁ und T₂ registriert, deren Längen zwar nicht mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmen, welche jedoch kleiner als die Peri­ odendauer T sind. Demzufolge bleibt der Zählerstand mit dem Wert drei erhal­ ten. Ebenso verbleibt die Lichtschranke 1 im Schaltzustand "Lichtweg frei".

Anschließend werden die vom Sender 3 emittierten Lichtimpulse 2 wieder stö­ rungsfrei empfangen, wobei auch hier der Zählerstand des Zählers Z2 unverän­ dert bleibt. Ebenso verbleibt die Lichtschranke 1 im Schaltzustand "Lichtweg frei". Somit bewirkt die kurze Störeinstrahlung keine unerwünschte Änderung des Schaltzustands der Lichtschranke 1.

In Fig. 3b befindet sich eine Lichtschranke 1 anfangs im Schaltzustand "Lichtweg frei", der Zählerstand des Zählers Z2 entspricht dem Sollwert S₀ = 3.

Die ersten beiden vom Sender 3 emittierten Lichtimpulse 2 treffen auf den Empfänger 4. Da die Länge der Pause zwischen diesen Lichtimpulsen 2 der Länge der Sendepause T_P entspricht und damit kleiner als die Periodendauer T ist, bleibt der Zählerstand des Zählers Z2 bei S₀ = 3 und die Lichtschranke 1 bleibt im Schaltzustand "Lichtweg frei".

Danach tritt ein Objekt in den Strahlengang der Lichtschranke 1, so daß die vom Sender 3 emittierten Lichtimpulse 2 nicht mehr zum Empfänger 4 gelan­ gen.

Nachdem während eines ersten Zeitintervalls der Dauer T kein Lichtimpuls 2 am Empfänger 4 registriert wurde, wird der Zählerstand des Zählers Z2 auf den Wert zwei dekrementiert.

Nachdem während zweier weiterer Zeitintervalle der Dauer T nochmals kein Lichtimpuls 2 am Empfänger 4 registriert wurde, wird der Zählerstand des Zählers Z2 weiter dekrementiert, bis dieser den Zählerstand null annimmt, worauf die Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wech­ selt. Nachdem auch nachfolgend keine Lichtimpulse 2 auf den Empfänger 4 auftreffen, bleibt der Zählerstand null erhalten und die Lichtschranke 1 ver­ bleibt im Schaltzustand "Lichtweg nicht frei".

In einer Abwandlung dieses Auswerteverfahrens wird der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 nicht nur dann um den Wert eins dekrementiert, wenn wäh­ rend einer Periodendauer T kein Lichtimpuls 2 am Empfänger 4 registriert wird. Vielmehr wird der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 auch dann um den Wert eins dekrementiert, falls die Pause zwischen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger 4 auftreffenden Lichtimpulsen 2 nicht mit der vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt. In diesem Fall können auch Störlichtimpulse einen Übergang der Lichtschranke 1 in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" bewirken.

Bei diesem Auswerteverfahren würde gemäß Fig. 3a nach Auftreffen des Störlichtimpulses S bei t₂ der Zählerstand des Zählers Z2 auf den Wert zwei dekrementiert, da die Pause T₁ nicht mit der vorgegebenen Genauigkeit mit T_P übereinstimmt. Danach würde der Zählerstand nochmals auf den Wert eins dekrementiert, da auch die Pause T₂ nicht mit T_P übereinstimmt. Da jedoch kein weiterer Störlichtimpuls mehr auftrifft und die nachfolgend vom Sender 3 emittierten Lichtimpulse 2 störungsfrei am Empfänger 4 registriert werden, würde der Zählerstand danach wieder schrittweise bis zum Sollwert S_O erhöht, so daß der Schaltzustand der Lichtschranke 1 trotz des Auftretens der Störlich­ timpulse im Schaltzustand "Lichtweg frei" verbleiben würde. Erst bei Einstrah­ lung mehrerer Störlichtimpulse ergäbe sich ein Wechsel des Schaltzustand. Durch eine geeignete Wahl von S_O kann somit auf einfache Weise die Stör­ lichtempfindlichkeit der Lichtschranke 1 eingestellt werden.

Besonders vorteilhaft kann durch Vorgabe geeigneter Parameterwerte oder über Schalter ausgewählt werden, welche der beiden Varianten des Auswerteverfah­ rens aktiviert werden soll.

Claims (16)

1. Verfahren zur Elimination von Störsignalen bei einer zwei Schaltzustän­ de "Lichtweg frei" und "Lichtweg nicht frei" aufweisenden Lichtschran­ ke mit einem periodisch betriebenen Sender und einem an eine Auswer­ teeinheit angeschlossenen Empfänger, wobei der Sender (3) innerhalb einer Periodendauer T einen Lichtimpuls (2) mit einer Pulsdauer T_S e­ mittiert, worauf eine Sendepause T_P folgt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (8) jeweils die Länge der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger (4) auftreffenden Lichtimpulsen (2) mit der Länge der Sendepause T_P verglichen wird, dass die Licht­ schranke (1) in den Schaltzustand "Lichtweg frei" wechselt, falls inner­ halb eines Rahmenintervalls eine vorgegebene Anzahl von Lichtimpul­ sen und Pausen erfasst wird und bei einer vorgegebenen Anzahl von Pausen jeweils deren Länge mit eine vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt, und dass die Lichtschranke (1) in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wechselt, falls während we­ nigstens einer Periodendauer T kein Lichtimpuls (2) am Empfänger (4) registriert wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Pause zwischen zwei aufeinanderfolgend auf den Empfänger (4) auftref­ fenden Lichtimpulsen (2) in der Auswerteeinheit (8) mittels eines ersten Zählers Z1 erfaßt wird, welcher nach Registrieren eines ersten Lichtim­ pulses (2) gestartet und bei Registrieren des darauffolgenden zweiten Lichtimpulses (2) angehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels des Zählers Z1 erfaßte Länge der Pause zwischen den beiden Lichtimpulsen (2) mit der Länge der Sendepause T_P verglichen wird, daß bei einer in­ nerhalb der vorgegebenen Genauigkeit vorliegenden Übereinstimmung der Länge der Pause und der Sendepause T_P der Zählerstand eines zwei­ ten Zählers Z2 um den Wert eins erhöht wird, und daß nach erfolgtem Vergleich der Zählerstand des ersten Zählers Z1 auf den Ausgangswert Null zurückgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler­ stand des zweiten Zählers Z2 um den Wert eins dekrementiert wird, falls während einer Periodendauer T kein Lichtimpuls (2) am Empfänger (4) registriert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 um den Wert eins dekrementiert wird, falls die Länge der Pause zwischen zwei Lichtimpulsen (2) nicht mit der vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (1) in den Schaltzustand "Lichtweg frei" wechselt, so­ bald der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 einen Sollwert S_O < 0 er­ reicht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert S_O = 3 beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (1) in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wech­ selt, sobald der Zählerstand des zweiten Zählers Z2 den Wert S_U = 0 er­ reicht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Genauigkeit der Übereinstimmung der Pause und der Sendepause T_P durch eine obere und untere Toleranzgrenze bezüglich der Länge der Sendepause T_P definiert ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Tole­ ranzgrenze T_O etwa T_O = 1,05.T_P beträgt und die untere Toleranzgrenze T_U etwa T_U = 0,98.T_P beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswer­ teeinheit (8) die auf den Empfänger (4) auftreffenden Lichtimpulse (2) jeweils innerhalb zeitlich konstanter, unmittelbar aufeinander folgender und gleicher Rahmenintervalle mit der Dauer T_R, welche im Bereich
(N - 1).T < T_R < N.T liegt,
ausgewertet werden, wobei N.T ein ganzzahliges Vielfaches der Peri­ odendauer T mit N < 2 ist, und daß die Lichtschranke (1) ausgehend vom Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" in den Schaltzustand "Lichtweg frei" wechselt, wenn während des zuletzt geschlossenen Rahmenintervalls die Längen der Pausen zwischen zwei aufeinanderfolgend am Empfänger (4) registrierten Lichtimpulsen (2) jeweils mit der vorgegebenen Genauigkeit mit der Länge der Sendepause T_P übereinstimmen und wenn die Anzahl der registrierten Lichtimpulse (2) N oder N - 1 beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht­ schranke (1) ausgehend vom Schaltzustand "Lichtweg frei" in den Schaltzustand "Lichtweg nicht frei" wechselt, wenn während des zuletzt geschlossenen Rahmenintervalls weniger als N - 1 Lichtimpulse (2) regi­ striert wurden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Genauigkeit der Übereinstimmung der Längen der Pause und der Sendepause erreicht ist, wenn die Länge der Pause wenigstens dem Wert F.T_P entspricht, wobei F im Bereich 0,85 ≦ F ≦ 0,95 liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß F den Wert F = 0,9 annimmt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer T_R des Rahmenintervalls im Bereich 2T < T_R < 3T liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer T_R des Rahmenintervalls T_R = 2,5.T beträgt.