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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Überwachungsmodule
für die Verwendung in Systemen und Verfahrensweisen zur Überwachung
von industriellen Prozessen, bestehend aus Messfühlern zur
Ermittlung einer oder mehrerer Prozessgrößen in mindestens
einer Prozessstation, Vorrichtungen zur Erfassung der von den Messfühlern
ausgehenden Messsignale, Datenverarbeitungsgeräten, welche die
von den Erfassungsvorrichtungen erzeugten Signale verwenden, um
Informationen über die Prozessqualität zu erhalten,
sowie Vorrichtungen zur Steuerung des Produktionsflusses, die mit
Hilfe der Informationen zur Prozessqualität an einem von
der eigentlichen Prozessstation entfernt installierten Arbeitsplatz
arbeiten. Das Überwachungsmodul ist so konfiguriert, dass
es in der Nähe der Prozessstation platziert werden kann.
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Verfahren
und Systeme des oben genannten Typs wurden bereits in der Vergangenheit
zur Online-Überwachung von z. B. Laser-Schweiß-Verfahren,
insbesondere beim Verschweißen von Blechen, vorgeschlagen
und eingesetzt. Das Kontrollsystem ist in der Lage, das Vorhandensein
von porösen Stellen im Schweißbereich festzustellen
bzw. im Fall von dünnen Metallblechen, die am Kopfende
zusammen geschweißt werden, fehlerhafte Überlagerungen oder
das Lösen der Bleche zu erkennen. Ähnliche Systeme
wurden auch für die Qualitätskontrolle von Schneidevorgängen
mittels Laser eingesetzt.
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In 1 ist
ein bereits bekanntes System für die Qualitätskontrolle
eines Laserverfahrens dargestellt.
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In 1 verweist
das Bezugszeichen 1 auf ein System für die Qualitätskontrolle
eines Laserverfahrens als Ganzes, beispielsweise für ein
Laser-Schweiß-Verfahren. Das Beispiel bezieht sich auf zwei
Bleche 2, 3, die in einer Arbeits- oder Prozessstation
mit einem Laserstrahlbündel verschweißt werden.
Das Bezugszeichen 4 verweist auf den Fokussierkopf als
Ganzes, einschließlich einer Linse 5, auf die
der von einem (nicht abgebildeten) Lasergenerator erzeugte Laserstrahl
trifft, der dann von einem semireflektierenden Spiegel 6 nach
dem Durchgang durch eine Linse L reflektiert wird. Die vom Schweißbereich
ausgehende Strahlung E wird nach dem semireflektierenden Spiegel 6 von
einem Sensor 7 erfasst, der aus einer Fotodiode besteht,
die in der Lage ist, ein Ausgangssignal an eine elektronische Steuer-
und Verarbeitungseinheit 8 zu senden, die wiederum an einen
Messrechner angeschlossen ist, der das Verfahren steuert.
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In
einer konkreten Ausführungsform besteht der semireflektierende
Spiegel 6 aus einem ZnSe-Spiegel mit einem Durchmesser
von 2 Zoll und einer Stärke von 5 mm. Der Sensor 7 besteht
aus einer Fotodiode mit einer Spektralempfindlichkeit zwischen 190
und 1100 nm, einem aktiven Bereich von 1,1 × 1,1 mm und
einem Quarzfenster.
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2 ist
eine genauere Darstellung der elektronischen Steuer- und Verarbeitungseinheit 8,
die an den Messrechner (PC) 9 angeschlossen ist. Die Verarbeitungseinheit 8 enthält
einen Antialiasing-Filter 11, der auf das vom Sensor 7 gesendete
Signal aktiv wird. Dazu ist eine Erfassungskarte 12 vorgesehen, die
mit einem Analog-Digital-Wandler ausgestattet ist, der das gefilterte
Signal abtastet und numerisch umwandelt. Die Erfassungskarte 12 ist
direkt an den Messrechner 9 angeschlossen.
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Die
Erfassungskarte 12 erfasst das vom Sensor 7 ausgesendete
Signal mit einer Frequenz von mindestens 216 Hertz.
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Im
Messrechner (PC) 9 ist ein Qualitätskontrollverfahren
implementiert, das auf der Analyse des erfassten Signals basiert.
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Der
Nachteil der bisher verwendeten Systeme besteht in der Tatsache,
dass der Sensor im Inneren des Fokussierkopfes, der zum Erfassen
der durch den Schweißprozess erzeugten Strahlung dient,
an die Erfassungskarte im Messrechner angeschlossen ist, der wiederum
den Prozess über eine geeignete Verkabelung steuert.
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Diese
Verkabelung sorgt jedoch für Schwierigkeiten bei der entfernten
Aufstellung von Erfassungs- und Verarbeitungssystemen. Darüber
hinaus bringt die Verkabelung weitere und größere
Nachteile mit sich, wenn man mehrere Prozesse in unterschiedlichen Schweißstationen überwachen
möchte, da man dann mehrere Anschlusskabel verlegen muss.
Diese Anschlusskabel dürfen nur eine begrenzte Länge
aufweisen, damit nicht zu viele Störgeräusche
mit den Signalen übertragen werden. Das Verlegen von Anschlusskabeln
im Inneren der Schweißstation birgt Nachteile auf Grund
von elektromagnetischen Interferenzen mit den Leistungskabeln. Zudem
sind diese Anschlusskabel zur Geräuschunterdrückung
mit hohen Impedanzwerten ausgestattet und deshalb kostspielig.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile
zu überwinden.
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Zum
Erreichen dieses Ziels besteht die Erfindung aus einem Überwachungsmodul
mit den Eigenschaften, die im Abschnitt mit den Ansprüchen
genauer beschrieben werden.
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In
einer der bevorzugten Ausführungsformen umfasst das in
der Erfindung beschriebene Modul einen Spannungs-Frequenz-Wandler,
der Impulse mit variabler Frequenz liefert, beginnend bei einem
vorgegebenen Mindestfrequenzwert.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, die sich auf die mitgelieferten beispielhaften
Zeichnungen bezieht:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Systems für die Überwachung
von industriellen Prozessen nach dem Stand der Technik;
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2 zeigt
eine schematische Ansicht eines Details des in 1 gezeigten
Systems;
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3 zeigt
ein Blockschaltdiagramm des Überwachungsmoduls mit Einsatz
in einem System zur Überwachung von industriellen Prozessen
nach der Erfindung;
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4 zeigt
ein Blockschaltdiagramm einer ersten Ausführungsform des
Moduls mit Einsatz im System aus 3;
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5 zeigt
ein Diagramm zur Darstellung eines vom Modul aus 4 erzeugten
Signals;
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6 zeigt
ein Blockschaltdiagramm einer zweiten Ausführungsform des
Moduls mit Einsatz im System aus 3;
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7 zeigt
ein weiteres Blockschaltdiagramm der zweiten Ausführungsform;
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8a und 8b zeigen
Diagramme der Signale, die in der zweiten Ausführungsform
zum Einsatz kommen;
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9 zeigt
ein Blockschaltdiagramm eines modularen Überwachungssystems,
in dem die zweite Ausführungsform des Moduls nach der Erfindung verwendet
wird.
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Es
ist also vorgesehen, Überwachungsmodule bereit zu stellen,
die als intelligente Einheiten arbeiten und lokal in Übereinstimmung
mit den Arbeitsstationen eingesetzt werden; diese intelligenten
Einheiten sind so konfiguriert, dass sie direkt auf die Sensoren
montiert werden können, um deren Signale zu erfassen, die
dann wiederum lokal kodiert und drahtlos an die entfernt aufgestellten
Verarbeitungseinheiten übertragen werden, die die Überwachung der
Prozesse ausführen, Störungen auswerten und beispielsweise
Verfahren zur Ausschusssteuerung durchführen.
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3 zeigt
ein Blockschaltdiagramm des Systems zur Überwachung von
industriellen Prozessen nach der Erfindung, in dem mit Bezugszeichen 17 ein
Sensor angezeigt wird, der zum Beispiel im Inneren des Fokussierkopfes
eines CO2-Lasers oder in der Aussparung
eines Lasers vom Typ Neodimio-YAG in einer Arbeitsstation 20 angebracht
sein kann. Der Sensor 17 befindet sich also in der Nähe der
Arbeitsstation 20 und erfasst die Strahlung S vom Schweißvorgang
des Lasers, woraus er ein analoges Spannungssignal R erzeugt, das
zwischen 0 und 0,5 V liegt.
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Dieses
analoge Spannungssignal R wird an ein Erfassungs- und Kodiermodul 32 übermittelt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht
die Verbindung mit dem Bezugszeichen 40 zwischen dem Sensor 17 und
dem Erfassungsmodul 32 aus einem direkten Anschluss ohne Kabel.
Anders gesagt bilden das Erfassungs- und Kodiermodul 32 und
der Sensor 17 vorzugsweise ein einheitliches Modul, zum
Beispiel in Form einer Schaltplatine oder eines gedruckten Schaltkreises, das
direkt an den Spannungsausgang des Sensors 17 angeschlossen
wird, beispielsweise durch Verschweißen.
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Das
Erfassungsmodul
32 ist so programmiert, dass es das analoge
Spannungssignal R des Sensors
17 erfassen und mit Hilfe
des integrierten Kodiermoduls
33 kodieren kann, woraus
das serielle Signal T entsteht, also eine serielle Darstellung der vom
Sensor
17 gemessenen Werte, die den an der benachbarten
Arbeitsstation
20 ablaufenden Prozess wiedergeben. Die
Verarbeitung geschieht mittels Überwachung der Prozessinformationen,
insbesondere zur Bewertung der Prozessqualität, und wird über
die zuvor auf den Messrechner
19 installierte Software
implementiert. Beispiele für geeignete Verarbeitungsverfahren
zur Bestimmung der Qualität von Verschweißungen,
die mit dem hier vorgeschlagenen System umgesetzt werden können,
lassen sich beispielsweise – aber nicht ausschließlich – aus den
von der anmeldenden Gesellschaft veröffentlichten europäischen
Patenten mit den Nummern
EP 1 361
015 ,
EP 1 275 464 und
EP 1 371 443 entnehmen.
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Das
serielle Signal T wird als drahtloses Signal Tm über
eine Funkübertragungseinheit 42 übermittelt,
die beispielsweise ein Bluetooth-Protokoll verwendet, im besonderen
Fall einen Bluetooth-Transmitter mit 2,4 GHz. Die Funkübertragungseinheit 42 kann
auch aus einem herkömmlichen, drahtlosen Audio/Video-Transmitter
mit 2,4 GHz bestehen, wie sie beispielsweise für die Übertragung
der Signale von Videoüberwachungskameras oder im Wi-Fi-Standard
verwendet werden.
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Aus
den bisherigen Beschreibungen geht klar hervor, dass das Erfassungsmodul 32 mit
integriertem Kodiermodul 33 und die Funkübertragungseinheit 42 das Überwachungsmodul 30 bilden,
das sich in einem Gehäuse befindet, das lokal in Übereinstimmung
mit der Arbeitsstation 20 montiert wird und in dem der
Sensor 17 bereits enthalten ist oder aber durch einfache
Montage aufgesteckt oder angeschweißt werden kann.
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Das
serielle Signal T – von der Funkübertragungseinheit 42 als
drahtloses Signal Tm gesendet – wird
sodann am entfernt installierten Arbeitsplatz 50 von der
betreffenden Funkempfangseinheit 43 empfangen, die in der
Lage ist, Funksignale, beispielsweise vom Typ Bluetooth, zu verarbeiten.
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Das
empfangene und entsprechend dekodierte Signal wird dann an den Messrechner 19 übertragen,
der zur Überwachung der industriellen Prozesse dient und
dafür sorgt, dass die im seriellen Signal T enthaltenen
Messdaten auf bekannte Weise analysiert werden, um die Qualität
der Verschweißung zu beurteilen.
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Ein
derartiger Messrechner 19 hat insbesondere die Aufgabe,
den Produktionsfluss zu steuern, indem er Abläufe zur Verwaltung
von Ausschuss und zum Anlegen einer Datenbank zum Produktionsverlauf
durchführt, die auf der Verarbeitung des seriellen Signals
T beruhen.
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4 zeigt
ein Blockschaltdiagramm, das eine genauere Darstellung einer ersten
Ausführungsform 32' des Erfassungsmoduls enthält,
bei der der Sensor 17 das analoge Spannungssignal R mit
einer Dynamik von +/–0,5 V und einer variablen Frequenz von
mindestens 40 kHz an einen Analog-Digital-Wandler 62 mit
24 Bit liefert, der die Abtastung bei einer Abtastfrequenz von 32.768
Hz vornimmt und ein paralleles Ausgangssig nal C zwischen C0 und C23
Bit liefert. Dieses parallele Signal C wird an einen Multiplexer 63 übertragen,
der das serielle Signal T wie nachfolgend beschrieben erzeugt.
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Für
jeden analogen Wert des Signals R, der – wie im Diagramm
in 5 dargestellt – vom Modul 62 bei
32.768 Hz abgetastet wird und das vom Multiplexer 63 erzeugte
serielle Signal T und das zur Taktung benötigte Taktsignal
CK darstellt, empfängt der Multiplexer 63 ein
Startbit SB mit einer Dauer von 4 hohen Bit (4 hohe Zyklen des Taktsignals).
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Danach
setzt der Multiplexer 63 das erste Bit C0 in einen Taktzyklus
ein, gefolgt von einer logischen Null im nächsten Taktzyklus;
darauf folgt das zweite Bit C1, wiederum gefolgt von einer Null,
und so fort mit jedem Taktzyklus bis zum letzten Bit C23, gefolgt
von einer letzten Null im nächsten Taktzyklus. Das Einfügen
der Nullen im Multiplexer 63 wird in 4 durch
einen eigenen Eingang mit einer 0 symbolisiert.
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Auf
diese Weise werden für jeden analogen Wert des Signals
R, der mit 32.768 Hz erfasst wird, seriell 53 Bit mit dem seriellen
Signal T übertragen. Das bedeutet, dass die Ausgangsfrequenz
des seriellen Signals T mindestens 53·37.268 = 1.736.704 Hz
beträgt, die jedoch ohne Schwierigkeiten vom Transmitter 42 bewältigt
werden kann, da er bei 2,4 GHz arbeitet.
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In
einem „klassischen” Schaltkreis bräuchte das
analoge Spannungssignal R des Sensors zur Übertragung über
eine bestimmte Entfernung ein geeignetes Übertragungskabel.
Theoretisch wäre es also möglich, das Signal R
bei jeder beliebigen Frequenz zu empfangen, die nur von der Güte
des Kabels begrenzt würde.
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Auf
Grund der Erfassung des Signals R vom Sensor 17 mit Hilfe
des Analog-Digital-Wandlers 62 bei 24 Bit und der drahtlosen Übertragung
per Transmitter 42, unterliegt die Bandbreite des Signals
der Bit-Zahl des verwendeten Wandlers – in diesem Fall 24
Bit, die über eine drahtlose Verbindung bei 2,4 GHz übertragen
werden müssen. Je größer die Bit-Zahl
des Analog-Digital-Wandlers, desto mehr Bit müssen drahtlos übermittelt
werden und desto langsamer ist die Erfassung des Sensorsignals R,
was wiederum zu einer geringeren Bandbreite für die Erfassung
des Signals R führt. Geht man von der Erfassung eines Signals
mit 24 Bit aus, so müssen mehr als 24 Bit an den Transmitter übertragen
werden, da zumindest auch die Start- und Stopp-Bits, die die Sequenz
kennzeichnen, berücksichtigt werden müssen. Daher
ist die Frequenz und somit die Bandbreite, mit der das Signal R
mit der ersten Ausführungsform 32' des Erfassungsmoduls
erfasst werden, niedrig.
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6 zeigt
eine zweite Ausführungsform 32'', die den Einsatz
eines Spannungs-Frequenz-Wandlers 72 als Erfassungs- und
Kodierungsmodul vorsieht.
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Das
Modul 72 wandelt die analogen Daten in eine Impulsserie
mit variabler Frequenz T1 um, das heißt, die Impulse erfolgen
in unterschiedlichen Abständen, wie in 6 dargestellt.
Die Frequenz der Impulsserie T1 wechselt in Abhängigkeit
von der Amplitude des analogen Wertes.
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7 zeigt
ein Blockschaltdiagramm des Wandler-Moduls 72, das als
Eingangssignal eine analoge Spannung – das Signal R des
Sensors – erhält und als Ausgang eine Impulsserie
T1 mit variabler Frequenz liefert. Die Impulsserie T1 wird auch
an den Eingang des Wandler-Moduls 72 zurückgemeldet,
um die Ausgangsfrequenz besser kontrollieren zu können.
Wenn das Signal R hohe Amplitudenwerte aufweist, ist auch die Frequenz
der Impulsserie T1 hoch; dagegen fällt mit dem Abnehmen
der Amplitude des Signals R auch die Frequenz der Impulsserie T1.
Die auf diese Weise erzeugte Impulsserie mit variabler Frequenz
T1 wird an den drahtlosen Transmitter 42 gesendet, der
bei einer Frequenz von 2,4 GHz arbeitet und die Impulsserie als
drahtloses Signal T1m überträgt.
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Die
zweite Ausführungsform 32'' des Erfassungsmoduls
vermeidet durch den Einsatz eines Spannungs-Frequenz-Wandlers die
Verwendung von einem A/D-Wandler, der als Ausgang ein digitales
Signal mit einer bestimmten Anzahl von Bit liefert.
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Das
Spannungs-Frequenz-Wandler-Modul 72 erfasst ständig
die Spannung an seinen Eingängen, die über das
Signal R bestimmt wird, und ist in der Lage, eine Impulsserie mit
variabler Frequenz zu erzeugen, die von der Spannungshöhe
am Eingang abhängig ist. 8a zeigt
den möglichen Verlauf des analogen Spannungssignals R des
Sensors 17 in Abhängigkeit von der Zeit. Dieser
Verlauf zeigt, dass das analoge Spannungssignal R bei einer maximalen Amplitude
Vmax startet, die es beibehält,
bis sie zum Zeitpunkt td abfällt. 8b zeigt
das analoge Spannungssignal R, das die Impulsserie T1 im Ausgang des
Spannungs-Frequenz-Wandler-Moduls 72 überlagert:
- – Bei hohen Spannungswerten R weist
die Impulsserie eine sehr hohe Frequenz auf. Mit maximalen Amplitudenwerten
Vmax geht eine maximale Frequenz fmax einher, die in einer bevorzugten Ausführungsform
625 kHz beträgt;
- – Mit dem langsamen Abfallen des Spannungswertes des
Signals R geht auch die Frequenz der Impulsserie zurück.
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Durch
das Sicherstellen einer Frequenz von mindestens 65.536 Hz für
die Impulsserie T1 erhält man während des Wideraufbaus
des Signals am Empfänger des entfernt installierten Arbeitsplatzes – der
später mit Bezug auf 9 genauer
erläutert wird – ein Signal, das bei mindestens
65.536 Hz abgetastet wird. Auf diese Weise ist es so, als ob das
erzeugte Signal, unabhängig vom Sensor, immer bei einer hohen
Frequenz abgetastet wird, genauer gesagt bei einer variablen Frequenz
größer gleich 65.536 Hz. Die Impulsserie T1 hat
vorzugsweise eine Impulsfrequenz von mindestens 131.072 Hz. Letztendlich
arbeitet der Spannungs-Frequenz-Wandler 72 in einer bevorzugten
Ausführungsform bei einer Frequenz zwischen maximal 625
kHz und mindestens 131.072 Hz.
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Bei
der Übertragung der Impulsserie T1 an den Transmitter 42 überträgt
dieser die Impulse auf analoge Weise wie das serielle Signal T,
das vom Multiplexer 63 erzeugt wird. Die Unterschiede bei Verwendung
des Moduls 32'' bestehen darin, dass die Frequenz der Impulsserie
T1 variabel ist und nicht für jeden Datenwert, der vom
Wandler-Modul 62 erfasst wird, 24 Bit vorliegen; die Erfassung
erfolgt vielmehr durch die selbe Umwandlung der Spannungswerte in
eine Impulsserie mit „erfasster” variabler Frequenz,
jedoch nur für ein Bit oder einen Impuls, da die Periode
der Impulsserie T1 in der Lage ist, die Informationen über
den Spannungswert des Signals R zu liefern.
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9 zeigt
eine Übersicht des Überwachungssystems, in dem
das Überwachungsmodul 30 verwendet wird, welches
das Erfassungsmodul 32'' und das Spannung-Frequenz-Wandler-Modul 72 enthält.
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Auf
der Empfangsseite ist eine drahtlose Funkempfängereinheit 43 vorgesehen,
die bei 2,4 GHz arbeitet, festgelegt durch das vom Transmitter 42 verwendete
Protokoll zur drahtlosen Übertragung des Signals T1m. Aus dem drahtlosen Signal Tim erzeugt
die drahtlose Funkempfängereinheit 43 als Ausgang
die Impulsserie T1. Danach ist es mit Hilfe eines Frequenz-Spannungs-Wandlers 82 möglich, aus
der Impulsserie T1 das analoge Spannungssignal R zu rekonstruieren,
wobei die Erfassungskarte 12 des Messrechners 9 zum
Einsatz kommt, der bei 24 Bit in einem Bereich von 0 bis 65.536
Hz arbeitet, das heißt mit einer maximal zulässigen
Erfassungsfrequenz der Karte 12 von 65.536 Hz. Auf diese
Weise bemerkt man keinen Unterschied zwischen der Übertragung
eines Signals mit Hilfe des Spannungs-Frequenz-Wandlers 72 und
des Frequenz-Spannungs-Wandlers 82 im Vergleich zu einem
Signal, das per Kabel übertragen und von einer Karte 12 mit
24 Bit erfasst wird. So ist es gelungen, ein Übertragungssystem
zu realisieren, das in der Lage ist, ein Prozesssignal im Bereich
zwischen 0 und 32.768 Hz mit einer Auflösung von 24 Bit
zu übertragen.
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Die Übertragung
bei einer Frequenz von 2,4 GHz wurde gewählt, weil sie
zwei grundlegende Vorteile bietet: Der erste Vorteil besteht in
der Verringerung der elektromagnetischen Interferenzen, die Probleme
bei der drahtlosen Übertragung verursachen können.
Der zweite Vorteil besteht in der hohen Bitrate, die durch diese Übertragungsweise
ermöglicht wird. Wünscht man Signale zu übertragen,
die im Bereich zwischen 0 und 32.768 Hz liegen, braucht man deshalb
eine genügend hohe Übertragungsgeschwindigkeit.
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Der Übertragungskanal
des Transmitters 42 ist in der Lage, auch Bits mit einer
Dauer von 800 ns ohne Alteration zu übertragen.
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Dank
der oben erläuterten Eigenschaften stellt das System nach
der Erfindung ein intelligentes, mit Sensoren ausgestattetes Modul
zur Verfügung, das eine elementare Einheit darstellt, die
in der Lage ist, Daten für die Prozessüberwachung
der Arbeitsstation, in der der industrielle Prozess abläuft,
zu erfassen, kodieren und an einen entfernt installierten Arbeitsplatz
zu übertragen, von dem aus die Prozessqualität überwacht
und der Produktionsfluss gesteuert wird. Dieses System ist besonders
vorteilhaft für den Einsatz bei der Überwachung
von Laser-Schweiß-Systemen oder Systemen, bei denen das
zu erfassende Prozesssignal eine Dynamik im Hochfrequenzbereich
aufweist, im Besonderen Eingänge bis zu 32.768 kHz.
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Vorteilhafterweise
enthält das Überwachungsmodul im System nach der
Erfindung einfache Module, wie zum Beispiel einen Wandler, die keine
besonderen Einstellungen benötigen, um an unterschiedliche
Sensortypen angepasst zu werden, auch wenn diese unterschiedlich
geartete Messgrößen abnehmen. Anders gesagt ist
das Überwachungsmodul vorteilhafterweise unabhängig
vom Sensortyp, so dass es denkbar ist, im Fall von mehreren Sensortypen,
die eine oder mehrere Arbeitsstationen überwachen, jedem
Sensor das gleiche Überwachungsmodul nach der Erfindung
zuzuordnen, was durch einen einfachen Montagevorgang in Form des
Anschweißens von Halterungen auf einen gedruckten Schaltkreis
erfolgt.
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Das Überwachungsmodul
nach der Erfindung ermöglicht die Realisierung eines intelligenten Netzwerks,
bestehend aus einer bestimmten Anzahl von intelligenten Grundeinheiten,
die auf angemessene Weise mit dem entfernt installierten Leitstandrechner
interagieren. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt also die
gleichzeitige Steuerung von mehreren Produktionsinseln, die auch
unterschiedlicher Natur sein können, da die einzelnen Prozesse
jeweils von der entsprechenden intelligenten Grundeinheit gesteuert
werden.
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Das Überwachungsmodul
nach der Erfindung ermöglicht, dank der Verwendung der
drahtlosen Kommunikation und der damit verbundenen Eliminierung
der Anschlusskabel zwischen Sensor und Erfassungskarte im Rechner,
die Realisierung von multisensorischen Überwachungs-Grundeinheiten. So
beschaffene multisensorische Einheiten wären mit Verkabelung
schwierig zu realisieren, da sie pro Signal eine Vielzahl von Kabeln
benötigen würden.
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Durch
die Eliminierung der Anschlusskabel beseitigt das Modul nach der
Erfindung darüber hinaus auch das Problem der Geräuschbildung,
das bei langen, an den Steuerrechner angeschlossenen Kabeln entsteht,
wenn diese innerhalb der Arbeitsstation verlegt werden, was wiederum
zu deutlichen Kosteneinsparungen führt, da keine Kabel
mit hohen Impedanzwerten zur Geräuschverminderung eingesetzt
werden müssen.
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Wegen
der geringen Abmessungen des Kontroll- und Erfassungsmoduls ist
das Überwachungsmodul nach der Erfindung darüber
hinaus sehr einfach zu installieren – auch in bereits vorhandenen
Arbeitsstationen, die nicht zu diesem Zweck vorbereitet sind.
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Natürlich
können unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung die
Besonderheiten der Konstruktion und die Ausführungsformen
in umfangreicher Weise von den hier beispielhaft aufgeführten Beschreibungen
und Veranschaulichungen abweichen, ohne deshalb den Bereich der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Was
den drahtlosen Transmitter betrifft, so kann dieser vom Bluetooth-Standard
abweichende Protokolle und Methoden zur Funkübertragung
verwenden, die entweder im Handel erhältlich sind oder ad
hoc hergestellt werden, sofern sie in der Lage sind, das Signal
in der gewünschten Qualität über die gewünschte
Entfernung und auf der gewünschten Bandbreite zu übertragen.
Hierzu sei angemerkt, dass das System nach der Erfindung, wegen
der Notwendigkeit einer gemäßigten Bandbreite
für die Übertragung eines Qualitätssignals,
mehrere Möglichkeiten zulässt, wie zum Beispiel
den Betrieb eines stark vereinfachten Transmitters mit begrenzter Bandbreite,
oder die Verwendung eines handelsüblichen Transmitters
mit breiterem Band, bei dem der nicht für die Signalübertragung
verwendete Bandbereich für die Umsetzung von Techniken
zur Fehlerkorrektur bzw. die Übertragung von Paritätscodes
oder Redundanz-Signalen eingesetzt werden kann.
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Der
im Verhältnis zur Prozessstation entfernt installierte
Arbeitsplatz, der die genannten Mittel zur Steuerung des Produktionsflusses
sowie zur Verarbeitung der Daten zum Erhalt von Informationen über die
Prozessqualität umfasst, kann aus einem Rechner oder Prozessor
oder aus mehreren Rechnern oder Prozessoren bestehen, die nicht
am gleichen Ort installiert sein müssen, wobei die Steuerungs- und
Verarbeitungsfunktionen auch auf mehrere Rechner verteilt werden
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1361015 [0028]
- - EP 1275464 [0028]
- - EP 1371443 [0028]