DE202009001474U1

DE202009001474U1 - Proximity sensor with error detection

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Publication number: DE202009001474U1
Application number: DE202009001474U
Authority: DE
Original assignee: Mfz Antriebe & Co KG GmbH
Current assignee: Mfz Antriebe & Co KG GmbH
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2019-02-07

Abstract

Näherungssensor mit Fehlererkennung mit einem elektrischen Ausgang und einer am elektrischen Ausgang angeordneten Schaltereinrichtung, welche mindestens zwei berührungslos betätigbare Schalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei berührungslos betätigbare Schalter parallel zueinander angeordnet sind und jeweils zu einem berührungslos betätigbaren Schalter eine Schaltungsanordnung in Reihe geschaltet ist.Proximity sensor with error detection with an electrical output and arranged at the electrical output switch means comprising at least two non-contact switch, characterized in that at least two non-contact actuated switches are arranged parallel to each other and each connected to a contactlessly actuated switch, a circuit arrangement in series.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Näherungssensor mit Fehlererkennung mit einem elektrischen Ausgang und einer am elektrischen Ausgang angeordneten Schaltereinrichtung, welche mindestens zwei berührungslos betätigbare Schalter aufweist.The The present invention relates to a proximity sensor with Fault detection with an electrical outlet and one at the electrical Output arranged switch device, which at least two Has contactlessly actuated switch.

Bei derartigen Näherungssensoren handelt es sich um eine bestimmte Kategorie von Sensoren, die auf eine Annäherung, das heißt ohne direkten Kontakt, berührungsfrei reagieren. Die Funktionsweise dieser Sensoren basiert darauf, daß bei Annäherung eines entsprechenden Gegenstands der Kontakt des Schalters berührungslos geschlossen oder geöffnet wird. Der Zustand der verwendeten Schalter des Sensors kann durch Abgreifen eines elektrischen Signals am Ausgang des Sensors bestimmt bzw. ausgewertet werden. Ein Anwendungsgebiet findet sich bei der Implementierung von Sicherheitsvorkehrungen für Tore und insbesondere bei der Verwendung von Schlüpftüren. Solche Schlüpftüren in Toren verschaffen Personen einen Durchgang durch Tore, ohne daß hierfür das komplette Tor geöffnet werden muß. Bei einem Tor, das mit einem Antrieb ausgestattet ist, muss sichergestellt werden, daß der Torantrieb nicht eingeschaltet werden kann, sobald die Schlupftür geöffnet ist. Zur Verriegelung des Antriebs werden nun oben genannte Näherungssensoren eingesetzt, die den Zustand der Schlüpftür überwachen. Aus sicherheitstechnischen Gründen stellt sich gerade im genannten Anwendungsgebiet die Anforderung, die Fehlfunktion der Näherungssensoren auf ein Minimum zu beschränken so daß durch einen unbemerkten Ausfall des Näherungssensors keine gefahrvolle Situation entstehen kann. Leider unterliegen die einzelnen Bauelemente der Näherungssensoren mechanischen als auch elektrischen Verschleißerscheinungen, die zu einem Fehlverhalten des Sensors und somit des Torantriebs führen. Eine fehlerhafte Interpretation des Schlupftürzustands durch die Torantriebssteuerung kann somit zu erheblichen Sach- oder Personenschäden führen, weshalb der Einsatz redundanter Schaltungselemente zur Minimierung des dargestellten Sicherheitsrisikos als äußerst zwingend erscheint.at Such proximity sensors are a particular one Category of sensors that approximate, that is react without direct contact, without contact. The functioning of these sensors is based on that when approaching a corresponding object, the contact of the switch contactless closed or opened. The condition of the used Switch the sensor can by tapping an electrical signal be determined or evaluated at the output of the sensor. An application area is found in the implementation of security measures for gates and in particular for the use of hatch doors. Such hatch doors in gates provide persons a passage through gates, without this being the case complete gate must be opened. At a gate, equipped with a drive must be ensured that the door drive can not be switched on, as soon as the wicket door is open. For locking the drive will now be above-mentioned proximity sensors used to monitor the state of the hatch door. For safety reasons, just in the mentioned Application area the requirement, the malfunction of the proximity sensors to a minimum so that by a unnoticed failure of the proximity sensor no dangerous situation can arise. Unfortunately, the individual components are subject to the Proximity sensors mechanical as well as electrical signs of wear, to a faulty behavior of the sensor and thus the door drive to lead. An erroneous interpretation of the wicket door condition by the door drive control can thus to substantial property or Personal injury, which is why the use of redundant Circuit elements to minimize the security risk presented seems extremely compelling.

Die DE 89 06 151 beschreibt einen derartigen Sensor. Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit werden zwei Schalter (magnetische Reed-Kontakte) in Reihe geschaltet. Der doppelte Aufbau ist mit dem Nachteil einer sogenannten passiven Redundanz behaftet. Der Ausfall eines der Sensoren, das heißt ein verschweißter, permanent im Ein-Zustand befindlicher Kontakt, kann somit nicht detektiert werden.The DE 89 06 151 describes such a sensor. To increase the reliability, two switches (magnetic reed contacts) are connected in series. The double structure suffers from the disadvantage of a so-called passive redundancy. The failure of one of the sensors, that is to say a welded, permanently in-state contact, can thus not be detected.

Der Näherungssensor gemäß der DE 20 2006 001 941 U1 stellt eine verbesserte Lösung zur Erhöhung der Ausfallsicherheit dar. Der beschriebene Sensor ist in der Lage fehlerhafte Zustände der beiden Kontakte durch die auswertende Torsteuerung meßtechnisch zu erkennen. Jedoch kann in diesem Schaltungsaufbau der Bauteileausfall, der zum Einsatz kommenden Widerstände oder Halbleiter nicht erfaßt werden. Zudem ist Kabelschluß in der Zuleitung zu dem Sensor nicht detektierbar.The proximity sensor according to the DE 20 2006 001 941 U1 represents an improved solution for increasing the reliability. The sensor described is able to detect erroneous states of the two contacts by the evaluating gate control metrologically. However, in this circuit configuration, component failure, resistors or semiconductors used can not be detected. In addition, cable termination in the supply line to the sensor is not detectable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine besonders sichere schaltungstechnische Realisierung eines solchen Näherungssensors aufzuzeigen, der über die Detektion defekter Schaltelemente hinaus auch bei einem Ausfall weiterer verwendeter Bauteile, sowie bei Auftreten von Kabelbruch bzw -schluß, einer erfolgreiche Fehlererkennung stellen kann.task The present invention is therefore a particularly safe circuit realization of such a proximity sensor to show the beyond the detection of defective switching elements also in case of failure of other components used, as well as on occurrence of cable break or closure, a successful error detection can make.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach besteht ein solcher Näherungssensor mit Fehlererkennung aus einem elektrischen Ausgang und einer am elektrischen Ausgang angeordneten Schaltereinrichtung, welche mindestens zwei berührungslos betätigbare Schalter aufweist, wobei mindestens zwei berührungslos betätigbare Schalter parallel zueinander angeordnet sind und jeweils zu einem berührungslos betätigbaren Schalter eine Schaltungsanordnung in Reihe geschaltet ist.According to the invention this object is achieved by the features of claim 1. Accordingly, there is such a proximity sensor with error detection from an electrical outlet and one at the electrical outlet arranged switch device, which at least two contactless having actuatable switch, wherein at least two non-contact actuated switches are arranged parallel to each other and in each case to a non-contact actuated Switch a circuit arrangement is connected in series.

Durch die beschriebene Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Sensors, bei dem ein berührungslos betätigbarer Schalter mit einer definierten Schaltungsanordnung in Reihe geschaltet ist und dieser Reihenschaltung mindestens eine weitere Reihenschaltung dieser Art parallel geschaltet ist, wird es nun ermöglicht, den Ausfall eines verwendeten Schalters oder eines Bauelements der in Reihe zu den Schaltern geschalteten Schaltungsanordnung zu erfassen. Ebenso kann ein Kabelbruch oder Kabelschluß in der Zuleitung des Näherungssensors detektiert werden. Mit Hilfe eines geeigneten Mittels wird zuerst ein Meßsignal am Ausgang des Sensors meßtechnisch erfaßt und im Anschluß ausgewertet. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung des Näherungssensors läßt die Auswertung der Meßsignale Rückschlüsse auf diverse Zustände des Sensors zu, die einen fehlerfrei funktionierenden geöffneten oder geschlossenen Schalter, einen Ausfall eines Schaltkontaktes bzw. eines Bauelements der in Reihe geschalteten Schaltungsanordnung oder einen Kabelschluß bzw. -bruch umfassen können.By the described circuit arrangement of the invention Sensors, in which a contactless actuated Switch connected in series with a defined circuit arrangement is and this series circuit at least one more series connection this type is connected in parallel, it is now possible the failure of a switch or a component used To detect connected in series with the switches circuit arrangement. Similarly, a cable break or cable connection in the supply line of the proximity sensor are detected. With help of a suitable means is first a measurement signal at the output the sensor detected by measurement and subsequently evaluated. By the circuit arrangement of the proximity sensor according to the invention allows the evaluation of the measured signals conclusions to various states of the sensor too, the one error-free functioning open or closed switch, a failure of a switching contact or a device in series switched circuit arrangement or a cable connection or -breaking.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Unteransprüchen.Further Embodiments of the invention will become apparent from the following subclaims.

Vorteilhafterweise ist der ohmsche Widerstand des Näherungssensors meßtechnisch am Ausgang des Näherungssensors erfaßbar. Durch eine geeignete Vorrichtung wird der ohmsche Widerstand des Näherungssensors an seinem Ausgang bestimmt. Der gemessene Widerstand ist abhängig von der jeweiligen Schalterstellung (alle Schalter geöffnet bzw. geschlossen) der berührungslos betätigbaren Schalter. Ebenfalls variieren die Meßwerte für eine Fehlstellung der einzelnen Schalter, beispielsweise unterschiedliche Schalterstellung der eingesetzten Schalter, sowie bei Ausfällen einzelner Bauteile der in Reihe geschalteten Schaltungsanordnungen und bei Auftreten von Kabelbruch oder Kabelschluß. Damit sind anhand der im einzelnen ermittelten Werte für den ohmschen Widerstand des Sensors auftretende Ereignisse präzise bestimmbar.Advantageously, the ohmic resistance of the proximity sensor can be detected by measurement at the output of the proximity sensor. By a suitable device, the ohmic resistance of the proximity sensor at its output be Right. The measured resistance depends on the respective switch position (all switches open or closed) of the non-contact switch. Also, the measured values for a misalignment of the individual switches, for example, different switch position of the switches used, as well as failures of individual components of the series-connected circuit arrangements and the occurrence of cable break or cable termination. Thus, based on the values determined in detail for the ohmic resistance of the sensor occurring events can be precisely determined.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Näherungssensors umfaßt wenigstens eine in Reihe geschaltete Schaltungsanordnung einen oder mehrere ohmsche Widerstände. Der ohmsche Widerstand kann dabei das einzige Bauelement der Schaltungsanordnung sein, jedoch kann der ohmsche Widerstand auch mit weiteren geeigneten Bauelementen kombiniert werden.In a preferred embodiment of the invention Proximity sensor comprises at least one in series switched circuit arrangement one or more ohmic resistors. The ohmic resistance can be the only component of the circuit arrangement be, however, the ohmic resistance with other suitable Components are combined.

Denkbar ist, dass die in Reihe geschaltete Schaltungsanordnung wenigstens einen Halbleiter umfaßt. Hierbei gilt ebenfalls, dass der Halbleiter mit weiteren geeigneten Bauelementen kombiniert wird oder die Schaltungsanordnung nur einen einzigen Halbleiter umfaßt.Conceivable is that the series-connected circuit arrangement at least a semiconductor. It also applies here that the Semiconductor is combined with other suitable components or the circuit arrangement comprises only a single semiconductor.

In weiterhin vorteilhafterweise umfaßt der Näherungssensor genau zwei berührungslos betätigbare Schalter und die jeweils in Reihe zu einem berührungslos betätigbaren Schalter geschaltete Schaltungsanordnung weist genau einen ohmschen Widerstand oder Halbleiter auf.In Furthermore advantageously, the proximity sensor comprises exactly two non-contact actuated switches and in each case in series to a non-contact actuated Switched circuit arrangement has exactly one ohmic Resistor or semiconductor on.

Vorteilhafterweise sind die in Reihe geschalteten Schaltungsanordnungen symmetrisch zueinander, das heißt die einzelnen den berührungslos betätigbaren Schaltern in Reihe geschalteten Schaltungsanordnungen umfassen die gleiche Anzahl an Bauelementen mit identischen Eigenschaften. Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die verwendeten berührungslos betätigbaren Schalter ebenfalls identische Eigenschaften aufweisen.advantageously, the series-connected circuits are symmetrical to each other, that is, the individual contactless operable switches in series circuit arrangements comprise the same number of devices with identical characteristics. It may be appropriate that the used non-contact switch also have identical properties.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind am Ausgang des Näherungssensors in Abhängigkeit der Schalterstellung drei elektrische Zustände aus gebbar. Dabei signalisieren die drei elektrischen Zustände jeweils eine offene Schalterstellung, eine geschlossene Schalterstellung und ein Fehlverhalten des Näherungssensors.In an advantageous embodiment of the invention are at the output of the proximity sensor depending on the switch position three electrical states ausgebbar. Signal the three electrical states each have an open switch position, a closed switch position and a malfunction of the proximity sensor.

In weiterhin vorteilhafterweise sind am Ausgang des Näherungssensors in Abhängigkeit der Schalterstellung vier elektrische Zustände ausgebbar. Die ersten beiden elektrischen Zustände signalisieren hierbei ebenfalls eine offene bzw. geschlossene Schalterstellung. Die elektrischen Zustände 3 und 4 erlauben eine feinere Unterteilung des Fehlverhaltens des Näherungssensors und lassen damit eine breitere Fehlerdiagnose zu.In continue to be advantageously at the output of the proximity sensor depending on the switch position four electrical states dispensable. The first two electrical states signal Here also an open or closed switch position. The electrical states 3 and 4 allow a finer Subdivision of the malfunction of the proximity sensor and allow a broader fault diagnosis.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sehen die berührungslos betätigbaren Schalter einen Magnetschalter vor. Ein derartiger Magnetschalter weist die Eigenschaften auf, daß bei Annäherung eines Magneten, beispielsweise eines Permanentmagneten, der Schalter von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand wechselt. Denkbar ist auch ein Zustandswechsel in umgekehrter Richtung bei Annäherung eines Magneten. Die Distanz zwischen Magnet und Schalter, bei der ein Zustandswechsel des Schalters erfolgt, hängt in erster Linie von der magnetischen Kraft des Magneten ab.In a preferred embodiment of the invention see the contactless actuated switch before a magnetic switch. Such a Magnetic switch has the characteristics that when approaching a magnet, for example a permanent magnet, the switch changes from an open state to a closed state. Conceivable is also a change of state in the opposite direction when approaching a magnet. The distance between magnet and switch, at the a change of state of the switch takes place depends first Line off from the magnetic force of the magnet.

Ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen Magnetschalter, stellt ein Reed-Kontakt dar. Reed-Schaltkontakte sind unter Vakuum oder Schutzgas in einem Glaskolben eingeschmolzene Kontaktzungen, die zugleich die Kontaktfeder und den Magnetanker bilden. Die Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen auswirkendes Magnetfeld, wodurch sich beide Kontaktzungen anziehen und somit die Schaltung schließen. Sobald das Magnetfeld eine bestimmte Kraft unterschreitet, öffnet sich der Kontakt aufgrund der Federwirkung.One Embodiment of such a magnetic switch, represents a reed contact. Reed switch contacts are under vacuum or inert gas in a glass bulb melted contact tongues, which at the same time form the contact spring and the magnet armature. The contact operation takes place by an externally acting magnetic field, whereby Both tongues tighten and thus close the circuit. As soon as the magnetic field falls below a certain force, it opens the contact due to the spring action.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Näherungssensors ist dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungssensor ein Mittel zur Erzeugung bzw. meßtechnischen Erfassung eines bestimmten elektrischen Signals am Ausgang umfaßt, wenn nicht alle berührungslos betätigbaren Schalter vollständig geschlossen oder geöffnet sind. Das entsprechende Mittel kann eine nach dem Stand der Technik bekannte multimeterähnliche Vorrichtung zur Messung des ohmschen Widerstandes zwischen zwei Meßpunkten sein. Die genannte Meßvorrichtung wird an den zwei Kontakten des Ausgangs des Näherungssensors angeschlossen und mißt den jeweils anliegenden ohmschen Widerstand zwischen diesen beiden Meßpunkten. Bei einer fehlerlosen Funktion des Näherungssensors ergeben sich beispielsweise zwei unterschiedliche vordefinierte Meßwerte für einen offenen bzw. geschlossenen Zustand der Schalter. Nehmen diese genannten Schalter jedoch aufgrund einer Fehlfunktion unterschiedliche Zustände ein, so weichen die Meßwerte von den vordefinierten Werten ab und es kann auf eine Fehlfunktion des Sensors geschlossen werden.A further embodiment of the proximity sensor according to the invention is characterized in that the proximity sensor a means for generating or metrological detection of a particular electrical signal at the output, if not all contactless switches are complete closed or opened. The corresponding means may be a multimeter-like one known in the art Device for measuring the ohmic resistance between two Be measuring points. The said measuring device is at the two contacts of the output of the proximity sensor connected and measures the respective ohmic Resistance between these two measuring points. At a faultless function of the proximity sensor arise For example, two different predefined values for an open or closed state of the switch. However, these mentioned switches take due to a malfunction different states, the measured values deviate from the predefined values and it may indicate a malfunction of the sensor are closed.

Vorzugsweise kann anhand des oben genannten Mittels ebenfalls eine Fehlfunktion der jeweiligen in Reihe geschalteten Schaltungsanordnung detektiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der fehlerhaften Bauteile der in Reihe geschalteten Schaltungsanordnungen keinerlei Einfluß auf die erfolgreiche Fehlerdetektion hat, das heißt die Wirkung und damit die Detektion eines fehlerhaften Bauelements kann nicht durch ein weiteres fehlerhaftes Bauelement aufgehoben werden.Preferably, a malfunction of the respective series-connected circuit arrangement can also be detected by means of the above-mentioned means. It should be noted that the number of defective components of the series-connected circuit arrangements has no influence has on the successful error detection, that is, the effect and thus the detection of a defective component can not be repealed by another faulty component.

In weiterhin vorteilhafterweise kann durch oben genanntes Mittel ein bestimmtes elektrisches Signal erfaßt werden, falls die Verschaltung des Näherungssensors einen Kabelschluß oder Kabelbruch aufweißt. Insbesondere kann ein Kabelschluß bzw. Kabelbruch in der Zuleitung zu dem Sensor erfaßt werden.In Further advantageously, by means of the above-mentioned means certain electrical signal are detected, if the Interconnection of the proximity sensor a cable connection or Cable break is evident. In particular, a cable termination or cable break be detected in the supply line to the sensor.

Vorteilhafterweise wird der Näherungssensor nach einem der oben genannten Ausgestaltungen zur Überwachung des Zustands eines Schlüpftores verwendet. Beispielsweise wird der erfindungsgemäße Sensor am Rahmen der Schlüpftür angeordnet und das sensorisch zu erfassende Objekt, insbesondere ein Magnet bei einem verwendeten Reed-Kontakt, an der Schlüpftür selbst angebracht. Die Annäherung des Magneten an den erfindungsgemäßen Sensor, das heißt das Schließen der Schlüpftür, bewirkt somit einen Zustandswechsel der verwendeten berührungslos betätigbaren Schalter.advantageously, is the proximity sensor according to one of the above Embodiments for monitoring the condition of a hatch used. For example, the inventive Sensor arranged on the frame of the hatch door and the object to be sensed, in particular a magnet a used reed contact, at the hatch door self-attached. The approach of the magnet to the invention Sensor, that is closing the hatch door, thus causes a change of state of contactless used actuatable switch.

Weiterhin vorteilhafterweise umfasst die vorliegende Erfindung eine Steuerung für einen Antrieb eines Tores der einen Näherungssensor gemäß den oben beschriebenen Merkmalen aufweist, wobei die Steuerung in Abhängigkeit der vom Näherungssensor übermittelten Daten eine sicherheitsrelevante Regelung des Torantriebs vorsieht. Eine derartige Steuerung bewirkt eine Verriegelung des Antriebs, falls der eingesetzte Näherungssensor einen geöffneten Zustand der Schlüpftür signalisiert und gibt den Antrieb frei, falls die genannte Schlüpftür geschlossen wird bzw. ist. Ebenfalls ist die genannte Steuerung sicherheitstechnisch so ausgelegt, daß durch einen unbemerkten Ausfall des Sensors keine gefahrvolle Situation entstehen kann, das heißt wird von der Steuerung ein Ausfall des Sensors erkannt, so kann der Torantrieb in einer ersten Möglichkeit außer Betrieb gesetzt werden.Farther Advantageously, the present invention comprises a controller for driving a door of a proximity sensor according to the features described above, wherein the controller in response to the transmitted from the proximity sensor Data provides a safety-related control of the door drive. Such a control causes a locking of the drive, if the inserted proximity sensor has an open one Condition of the hatch door signals and gives the drive free, if the mentioned hatch door is closed is or is. Also, said control is safety designed so that by an unnoticed failure of the sensor no dangerous situation can arise, that is, becomes detected by the controller failure of the sensor, so the door drive put out of action in a first possibility become.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von einem Ausführungsbeispiel sowie Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The The present invention will now be described with reference to an embodiment and drawings explained in more detail. Showing:

1: ein Schaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Näherungssensors mit zwei berührungslos betätigbaren Kontakten und 1 a circuit diagram of an embodiment of the proximity sensor according to the invention with two non-contact actuated contacts and

2: eine Fehlertabelle mit der für die auswertende Steuerung aufgeführten wichtigen Zustände. 2 : an error table with the important states listed for the evaluating controller.

1 zeigt das Schaltungsbild einer Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Näherungssensors. Der Näherungssensor weist die beiden Kontaktanschlüsse 7, 8 auf, an die ein geeignetes Meßgerät angeschlossen werden kann, um ein bestimmtes Signal S meßtechnisch zu erfassen. Im Detail weist der Näherungssensor zwei berührungslos betätigbare Schalter S1, S2 auf, die jeweils mit ihren Kontaktanschlüssen 1 und 3 in Reihe mit einer Schaltungsanordnung verschaltet sind. 1 shows the circuit diagram of a possible embodiment of the proximity sensor according to the invention. The proximity sensor has the two contact terminals 7 . 8th on, to which a suitable measuring device can be connected to detect a certain signal S metrologically. In detail, the proximity sensor has two non-contact actuated switches S1, S2, each with their contact terminals 1 and 3 are connected in series with a circuit arrangement.

Im Beispiel der Ausführungsform aus 1 bestehen die beiden Schaltungsanordnungen aus einfachen ohmschen Widerständen R1, R2, die mit den Kontaktanschlüssen 1, 3 verbunden sind. Die beiden Reihenschaltungen, bestehend aus den Widerständen R1 und dem Schalter S1 sowie dem Widerstand R2 und dem Schalter S2 werden in den beiden Verbindungspunkten 5, 6 zu einer Parallelschaltung verschaltet.In the example of the embodiment 1 consist of the two circuits of simple ohmic resistors R1, R2, with the contact terminals 1 . 3 are connected. The two series circuits, consisting of the resistors R1 and the switch S1 and the resistor R2 and the switch S2 are in the two connection points 5 . 6 interconnected to a parallel connection.

In Abhängigkeit der Stellung der beiden Schalter S1, S2 kann nun an den beiden Kontakten 7, 8 ein Signal S abgegriffen werden, welches im Anschluß von einer nicht dargestellten Steuerung ausgewertet wird.Depending on the position of the two switches S1, S2 can now on the two contacts 7 . 8th a signal S are tapped, which is evaluated in the connection of a controller, not shown.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Näherungssensor aus 1 in einem Schlupftürrahmen eines Tores angebracht. Die beiden Schalter S1, S2 sind in diesem Beispiel als Reed-Kontakte ausgebildet und an der Kante einer Schlüpftür wird ein Permanentmagnet angeordnet. Durch Schließen der Schlüpftür nähert sich der Permanentmagnet dem Näherungssensor nach 1 an und durch das magnetische Feld des Permanentmagneten werden die beiden Schalter S1, S2 synchron geschaltet, das heißt es entsteht eine Verbindung zwischen den beiden Kontaktpunkten 1, 2 sowie 3, 4.In one embodiment, the proximity sensor is off 1 mounted in a wicket door frame of a gate. The two switches S1, S2 are designed as reed contacts in this example, and a permanent magnet is arranged on the edge of a hatch door. By closing the hatch door, the permanent magnet approaches the proximity sensor 1 At and through the magnetic field of the permanent magnet, the two switches S1, S2 are synchronized, that is, there is a connection between the two contact points 1 . 2 such as 3 . 4 ,

In 2 ist eine Fehlertabelle aufgeführt, die sämtliche Zustände des Näherungssensors aus 1 darstellt. Die beiden Spalten S1 und S2 beschreiben jeweils die Schalterstellung der beiden Schalter S1, S2 aus 1, wobei eine 0 einen offenen Schalter symbolisiert und eine 1 für einen geschlossenen Schalter steht. Die beiden Spalten R1 und R2 geben jeweils die Größe des ohmschen Widerstandes der beiden Widerstände R1 und R2 wieder. Für die Ausführungsform des Näherungssensors aus 1 wurden die beiden Widerstände R1, R2 jeweils mit einem Ohm dimensioniert. Die beiden Spalten A1 und A2 beschreiben Fehlfunktionen innerhalb der Zuleitungen des Sensors, wobei A1 einen Kabelbruch zwischen den beiden Punkten 9, 10 darstellt und A2 einen Kabelschluß zwischen den beiden Punkten 11, 12 symbolisiert. In der Spalte S ist jeweils der in Abhängigkeit verschiedener Zustände des Sensors gemessene ohmsche Widerstand zwischen den Meßpunkten 7, 8 aufgeführt. In der letzten Spalte ist die Steueranweisung der Steuerung an den Torantrieb eingetragen, welche aufgrund der gemessenen ohmschen Widerstände vom Torantrieb ausgeführt wird.In 2 is an error table listing all the states of the proximity sensor 1 represents. The two columns S1 and S2 respectively describe the switch position of the two switches S1, S2 1 , where a 0 symbolizes an open switch and a 1 stands for a closed switch. The two columns R1 and R2 are each the size of the ohmic resistance of the two resistors R1 and R2 again. For the embodiment of the proximity sensor off 1 The two resistors R1, R2 were each dimensioned with an ohm. The two columns A1 and A2 describe malfunctions within the supply lines of the sensor, where A1 is a cable break between the two points 9 . 10 represents and A2 a cable closure between the two points 11 . 12 symbolizes. In the column S, in each case the ohmic resistance between the measuring points measured as a function of different states of the sensor 7 . 8th listed. In the last column, the control command of the controller is entered on the door drive, which due to the measured ohmic resistances from the door drive to be led.

Die vierte Zeile der Tabelle aus 2 beschreibt einen Zustand, in dem beide Schalter S1, S2 geschlossen sind, die beiden Widerstände R1, R2 fehlerfrei funktionieren und einen ohmschen Widerstandswert von 1 Ohm besitzen, an der Kabelbruchstelle A1 kein Kabelbruch vorliegt und deshalb mit dem Wert 0 Ohm gekennzeichnet ist und die Kabelschlußstelle A2, mit einem ohmschen Wert gegen unendlich gekennzeichnet ist, da kein Kabelschluß vorhanden ist. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung kann anhand folgender Formel berechnet werden:

The fourth line of the table 2 describes a state in which both switches S1, S2 are closed, the two resistors R1, R2 function without errors and have an ohmic resistance of 1 ohm, there is no cable break at the cable break A1 and therefore marked with the value 0 ohms and the cable termination A2, with an ohmic value against infinity, since no cable connection is present. The total resistance of the parallel connection can be calculated using the following formula:

Dadurch ergibt sich ein ohmscher Wert gleich 0,5 am Ausgang des Näherungssensors, falls für die beiden Widerstände R1 und R2 eine Dimensionierung von 1 Ohm angenommen wird. Die Steuerung kann anhand eines Multimeters den Wert 0,5 Ohm am Ausgang des Näherungssensors an den beiden Kontakten 7, 8 messen und ordnet dem gemessenen Wert durch Abgleich mit der Fehlertabelle aus 2 den Steuerbefehl „OK” zu. In diesem speziellen Fall deutet der Wert 0,5 Ohm auf eine geschlossene Schlupftür hin und die Steuerung entriegelt den Torantrieb, das heißt ein Öffnen bzw. Schließen des Tores durch den Antrieb wird ermöglicht.This results in an ohmic value equal to 0.5 at the output of the proximity sensor, if a dimensioning of 1 ohm is assumed for the two resistors R1 and R2. The controller can use a multimeter to measure the value 0.5 ohms at the output of the proximity sensor at the two contacts 7, 8 and assigns it to the measured value by comparing it with the error table 2 the control command "OK". In this particular case, the value of 0.5 ohms indicates a closed wicket door and the control unlocks the door operator, which means that the door can be opened or closed by the operator.

Zeile eins der Tabelle aus 2 beschreibt einen fehlerfreien Zustand des Näherungssensors mit zwei geöffneten Schaltern S1, S2. Die beiden geöffneten Schalter S1, S2 können jeweils durch einen ohmschen Widerstand beschrieben werden, dessen Wert gegen unendlich geht. Dadurch ergibt sich ebenfalls für die Parallelschaltung ein unendlicher ohmscher Widerstand, der am Ausgang zwischen den Kontakten 7, 8 gemessen werden kann. Aufgrund des gegen unendlich gehenden gemessenen ohmschen Widerstands führt die Steuerung einen „Stop-Befehl” aus, was zu einer Verriegelung des Torantriebs führt. Dies bedeutet, dass bei einer ge öffneten Schlüpftür die beiden Schalter S1, S2 sich in einem geöffneten Zustand befinden und durch die Steuerung eine Verriegelung des Torantriebs erwirkt wird.Line one of the table 2 describes a faultless state of the proximity sensor with two switches S1, S2 open. The two opened switches S1, S2 can each be described by an ohmic resistor whose value goes to infinity. This also results in the parallel circuit an infinite resistance, which can be measured at the output between the contacts 7, 8. Due to the resistance being measured against infinity, the controller executes a "stop command", resulting in a locking of the door drive. This means that in a ge opened hatch door, the two switches S1, S2 are in an open state and the controller is a locking of the door drive is obtained.

Die beiden Zeilen 2, 3 zeigen einen Zustand des Näherungssensors, bei dem entweder der Schalter S1 oder der Schalter S2 ein fehlerhaftes Verhalten aufweist und die sonstigen Bauelemente oder Zuleitungen keine Ausfälle beklagen. Im Falle einer unterschiedlichen Schalterstellung der Schalter S1 und S2 ergibt sich für den Gesamtwiderstand der Parallelschaltung entweder der Wert des Widerstands R1 oder der Wert des Widerstands R2. Wegen des symmetrischen Aufbaus der Parallelschaltung, resultiert in beiden Fällen ein meßtechnisch erfaßter ohmscher Wert von 1 Ohm zwischen den beiden Kontaktstellen 7 und 8. Der Wert 1 Ohm wird von der Steuerung als ein Fehlverhalten des Näherungssensors interpretiert und eine Verriegelung des Torantriebs oder eine sonstige geeignete Maßnahme wird von der Steuerung veranlaßt.The both lines 2, 3 show a state of the proximity sensor, in which either the switch S1 or the switch S2 is a faulty Behavior and the other components or leads Do not complain about failures. In case of a different one Switch position of the switches S1 and S2 results for the total resistance of the parallel connection either the value of Resistor R1 or the value of resistor R2. Because of the symmetrical Structure of the parallel connection, resulting in both cases a metrologically detected ohmic value of 1 Ohm between the two contact points 7 and 8. The value is 1 ohm from the controller as a misbehavior of the proximity sensor interpreted and a locking of the door drive or another appropriate action is taken by the controller.

Die Zeilen 5 bis 8 der Tabelle aus 2 charakterisieren jeweils einen Zustand des Näherungssensors der durch den Ausfall eines Bauelementes, das heißt Widerstand R1 oder Widerstand R2, geprägt ist. Ein Fehlverhalten eines Widerstands ist dadurch gekennzeichnet, daß sein ohmscher Wert entweder gegen 0 oder gegen unendlich tendiert. Es sei darauf hingewiesen, daß für diese vier beschriebenen Fälle kein Kabelschluß oder Kabelbruch an den Stellen A1 und A2 auftritt. Bei der Diagnose eines Bauelementausfalls spielt die Schalterstellung der beiden Schalter S1 und S2 keine Rolle und wird aus diesem Grund in der Tabelle mit einem X als beliebig gekennzeichnet. Die dargestellten Fehlerbilder der Zeilen 5 bis 8 der Tabelle aus 2 ergeben am Ausgang des Näherungssensors die meßtechnisch erfaßten Werte 0, 1 und unendlich Ohm, was als ein „Fehler-„ oder „Stop-Befehl” interpretiert werden kann. Hervorzuheben ist, daß bei keinem Fehlerbild der Wert 0,5 Ohm am Ausgang des Näherungssensors erfaßbar ist, was zu einer Freigabe des Torantriebs durch die Steuerung führen würde.Lines 5 through 8 of the table 2 each characterize a state of the proximity sensor which is characterized by the failure of a component, that is, resistor R1 or resistor R2. A malfunction of a resistor is characterized in that its ohmic value tends to either 0 or to infinity. It should be noted that for these four described cases no cable termination or cable break occurs at the points A1 and A2. In the diagnosis of a component failure, the switch position of the two switches S1 and S2 plays no role and is for this reason in the table marked with an X as any. The illustrated error images of lines 5 to 8 of the table 2 result at the output of the proximity sensor the metrologically detected values 0, 1 and infinite ohms, which can be interpreted as an "error" or "stop command". It should be emphasized that no error image, the value 0.5 ohms at the output of the proximity sensor can be detected, which would lead to a release of the door drive by the controller.

Die beiden letzten Zeilen der Tabelle aus 2 geben jeweils den gemessenen ohmschen Widerstand am Ausgang des Näherungssensors für den Fall eines Ka belbruchs oder eines Kabelschlusses innerhalb der Zuleitung des Näherungssensors an. Zeile 9 beschreibt einen Kabelbruch beispielsweise an der Stelle A1 oder einer anderen Stelle der Zuleitung des Näherungssensors, woraus sich ein unendlicher Widerstand an der Bruchstelle A1 ergibt, der auch an der Meßstelle an den Kontakten 7 und 8 erfaßbar ist. Wie in der Zeile dargestellt ist, würde dieser gemessene Wert zu einem Stop-Befehl der Steuerung führen. Zeile 10 symbolisiert einen Kabelschluß an der Stelle A2 der Zuleitungen des Näherungssensors. Der Kurzschluß an der Stelle A2 führt zu einem gemessenen ohmschen Widerstand am Ausgang des Näherungssensors der Gegen den Wert 0 tendiert, was ebenfalls zu einer Fehlerdiagnose der Steuerung führt. Für beide Fälle gilt ebenfalls, daß niemals der Wert 0,5 Ohm am Ausgang des Näherungssensors meßbar ist und keine Freigabe des Torantriebs durch die Steuerung erteilt wird.The last two lines of the table 2 indicate in each case the measured ohmic resistance at the output of the proximity sensor in the event of Ka belbruchs or a cable termination within the supply line of the proximity sensor. Line 9 describes a cable break, for example, at the point A1 or another point of the supply line of the proximity sensor, resulting in an infinite resistance at the break point A1, which is also detectable at the measuring point on the contacts 7 and 8. As shown in the line, this measured value would result in a control stop command. Line 10 symbolizes a cable connection at the point A2 of the supply lines of the proximity sensor. The short circuit at the point A2 leads to a measured ohmic resistance at the output of the proximity sensor which tends to the value 0, which also leads to a fault diagnosis of the controller. For both cases, it is also true that the value of 0.5 ohms at the output of the proximity sensor can never be measured and no release of the door drive by the controller is granted.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 8906151 [0003]
- DE 202006001941 U1 [0004]

Claims

Proximity sensor with error detection with an electrical output and arranged at the electrical output switch means comprising at least two non-contact switch, characterized in that at least two non-contact actuated switches are arranged parallel to each other and each connected to a contactlessly actuated switch, a circuit arrangement in series.

Proximity sensor according to claim 1, characterized in that the ohmic resistance of Proximity sensor metrologically at the output of the proximity sensor is detectable.

Proximity sensor according to claim 1 or 2, characterized in that at least one circuit arrangement includes one or more ohmic resistors.

Proximity sensor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least one circuit arrangement one or more semiconductors.

Proximity sensor according to a the preceding claims, characterized in that the proximity sensor exactly two non-contact actuated Includes switches and their connected in series Circuitry exactly one ohmic resistor or semiconductor having.

Proximity sensor according to a the preceding claims, characterized in that all or part of the series connected circuits are symmetrical to each other.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized that at the output of the proximity sensor in dependence of Switch position three electrical states can be output.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized that at the output of the proximity sensor in dependence of Switch position four electrical states can be output.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized that the non-contact switch comprise a magnetic switch.

Proximity sensor according to claim 8, characterized in that the magnetic switch a reed contact is.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized that the proximity sensor is a means for generating includes a specific electrical signal at the output, if not all non-contact switches completely closed or opened.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized in that the Proximity sensor means for generating a specific electrical signal at the output, if the respective Circuit arrangement does not work properly.

Proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized in that the Proximity sensor means for generating a specific electrical signal at the output includes, if the interconnection of the proximity sensor, a cable connection or cable break aufweisst.

Proximity sensor according to a of the preceding claims for monitoring the state of a wicket door.

Control for driving a gate with a proximity sensor according to a of the preceding claims, characterized that the control in response to the transmitted from the proximity sensor Data provides a safety-related control of the door drive.