DE2052989A1 - Procedure for triggering switching signals - Google Patents
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Description
L.L.
Dipl.-Ing. Dr. Gert Heldt
Rechtsanwalt
205^f Geesthacht
Hugo-Otto-Zimmerstraüe 6'J Dipl.-Ing. Dr. Gert Heldt
Lawyer
205 ^ f Geesthacht
Hugo-Otto-Zimmerstraüe 6'J
Dipl.-Ing. Günther Weber Anwaltsakte 502Dipl.-Ing. Günther Weber attorney's file 502
SushörnSushi horn
Verfahren zum Auslösen von SchaltaignalenMethod for triggering switching awnings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslösen von Schalteignale η durch einen von eine» oder mehreren sich bewegenden Gegenständen auelösbaren Geber.The invention relates to a method for triggering switching signals η by one of one or more moving objects releasable encoder.
Auf oszillarer Basis arbeitende elektronische Annäherung»βehaltgeräte weisen einen mit möglichst geringem Rückkoppelungefaktor schwingenden Oszillator auf, dessen Schwingungen bei der Annäheimng von Gegenständen abreiben. Diese Schwingungeänderung wird in tia Schaltaignal umgewandelt. Nach Entfernung des Gegenstandes schwingt der Oszillator wieder an. Besonders vorteilhaft sind schwach schwingende Oszillatoren. Diese werden allerdings in ihrer Funktion durch Temperaturechwankungen und andere Umweltsbedingunjen und -Veränderungen i.\ unerwünschter Weisa gestört.Electronic proximity devices that work on an oscillatory basis have an oscillator that vibrates with the lowest possible feedback factor, the vibrations of which wear off when objects are approached. This is converted into Schwingungeänderung tia Skhalta Cathedral ignal. After removing the object, the oscillator starts to oscillate again. Weakly oscillating oscillators are particularly advantageous. These are, however, disturbed in their function by temperature fluctuations and other environmental conditions and changes in an undesirable manner.
Bekannte Annäherungsachaltgeräte haben einen Oszillator mit vornehmlich von außen einstellbarer Scnwingaciplitude. Auf diese Weise vird das Annäherung3schalt£jerät den jeweils vorhandenen betriebs bedingungyn angepaßt. Es läßt sich aber nicht verhindern, daß bei der Änderung der Umweltsbedinjungen da3 Schaltgerät ausfallt. Die Störung des Gerätes wird er.it dann be^erict, wenn um au schallend«· Anlage nicht mehr orinungsgemaß arbeitet. Auf diese Weise taan der Neuabgloich des Gerätes erat dann vorgenommen werden, wann die Betriebsstörung bereits stattgefunden hat, ohae daf3 zu ihrer Venae idling fruhzeitifi Schritte ein^eleitot werden können.Known proximity devices have an oscillator with a swing aciplitude that can be adjusted primarily from the outside. In this way the Annäherung3schalt £ vird jerät adapted to the respectively present operation bedingungyn. However, it cannot be prevented that the switching device fails when the environmental conditions change. The malfunction of the device is detected when the system no longer works properly. In this way, the device can then be recalibrated to determine when the operational disturbance has already occurred, so that early steps can be taken to prevent the vein idling.
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Ziel der vorliegenden Erfindung iat es, ein Verfahren und «in· Vorrichtung zt^cr.affen, mit denen der Einfluß von Uaweltbediiigungen und -Veränderungen auf ein AnnäherungeβchaLt^erät ausgeschlossen wird.The aim of the present invention is to provide a method and «in · Some devices with which the influence of environmental conditions and changes on an approaching device is excluded.
Diese Aufgabe wird erfindungBgemäU dadurch gelost, dafl die physikalische Größe des Gebers als ReJeI^rOOe einea Regelkreises von einem Reeler ge,jen alle Umweltveründerungen konstant genalten wird, und die Schaltsignalβ nur durch die Bewegung da· oder der Gegenstände ausgelöst werden.According to the invention, this object is achieved in that the physical variable of the transmitter acts as a control in a control loop by a regulator, that all environmental changes are kept constant, and the switching signal only by the movement da · or the objects are triggered.
Vorzugsweise wird vom Geber ein Signal bei Überschreiten einer vorgegebenen Änderungegeschwindigkeit der Regelgröße abgegeben und unterhalb eier vorgegebenen Anderungageschwindikeit wird durch das Ausregeln der Regelgröße im Regelkreis eine Signalabgabe verhindert.The transmitter preferably sends a signal when a given rate of change of the controlled variable and below a given change speed is through regulating the controlled variable in the control loop prevents a signal from being emitted.
GeaäS einer weiteren bevorzugten Aueführung»form wird daa erfindungsgemäee Verfahren mit einem Annäherungsschalt. «rät ausgeführt, dessen Schwingungeerreger als Regelstrecke mit einem Regler, der eine die iftinktion des Annäherungsachultgerates nicht behindernde Charakteristik aufweist, zu einem Regelkreis zusaoufcenechaitbar iat, und die Amplitude des Schwingungeerregera die Regelgröße iat.A further preferred embodiment is the method according to the invention with a proximity switch. «Advises carried out its vibration exciter as a controlled system with a controller that does not hinder the iftinktion of the approach result device Has characteristic, can be added to a control loop iat, and the amplitude of the vibration exciter is the controlled variable iat.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Sn'indung ergeben eicn aua der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung una den baigefugten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführun^jsforiBen der Erfindung beispielsweise dargestellt sind.Further details and characteristics of the connection also result the following detailed description and the building-approved Drawings showing preferred embodiments of the invention are shown for example.
Fig. 1 : Schaltbild eines Annäherungesehai iterates mit geregelter Ausyanjstfrößc de3 Gebers,Fig. 1: Circuit diagram of an approximation iterate with regulated Ausyanjstfrößc de3 encoder,
Vig. 2 ι Schc\ltbila eines Annänerungsschalttjeräteti mit ge· r*?5elt'?r bnat^ugatrrnfit* c\p.ü Gebers und wahlbaren Zeitglie-t'jrn und Vig. 2 ι Schc \ ltbila of an annänerungsschalttjeräteti with ge · r *? 5elt '? R bnat ^ ugatrrnfit * c \ p.ü encoder and selectable Zeitglie -t'jrn and
Fig. 3 » Schaltbild eines ünnaherungeschaltjeräte» mit geregelter Ausgun^sjröOe des Gebers und »teilbaren Speicher für dasFig. 3 "Circuit diagram of an in-line switching device" with regulated output of the encoder and "divisible memory for the
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Bin Bur Durchführung des Verfahrens sum Auslösen von Schalt Signalen geeignete· Annänerungesohaltgerät besteht im wesentlichen aus eint« Boofcfr«quens - Oscillator 2, der mit einem Regler k und einem Zeltglied 6 einen Segelkreis 3 bildet, und einen au· einern^ Verstärker $ und gittern Mono-Flip-Flop 10 gebildeten Ausgang·te11,Bin Bur carrying out the method sum triggering switching signals suitable · Annänerungesohaltgerät consists essentially of one "Boofcfr" Quen - Oscillator 2, the k with a regulator and a tent member 6 forms a sailing circuit 3, and gittern Au · an N ^ amplifier $ and Mono flip-flop 10 formed output te11,
an dessen Ausgang J die Schalteignale abgenommen werden. Der Hochfrequenz - Oscillator 2 wirkt als Geber, der als physikalische Größe Schwingungen einer beetimnten Amplitude abgibt. Diese Amplitude wird gegen «lie änderungen der Unweitbedingungen, insbesondere gegen Temperaturschwankungen vom Begier <t konstant gehalten, Dabei wird die Zeitkonstante des Regelkreises 3 mit Hilfe des Zeitgliedes β so gewählt» dal dif eohnelleten zu erwartenden Änderungen'der Umweltbedlngunjen gerade ausgeregelt werden können. Helm fysgelvorgang wird die Amplitude der vorn Oscillator 2 ausgesandtati 'Schwingungen mit einen vorgegebenen Sollwert verglichen. Bei einer festgestellten Abweichung wird die Amplitude durch den Hegler *f über das Zeltglied β mittel· eines Stellgliedes 11 wieder auf den Sollwert zurückgeführt.at the output J of which the switching signals are picked up. Of the High frequency oscillator 2 acts as an encoder that acts as a physical one Large vibrations of a certain amplitude emits. This amplitude is compared to changes in the near-range conditions, in particular against temperature fluctuations kept constant by desire, thereby becomes the time constant of the control loop 3 with the help of the timer β is chosen in such a way that different expected changes in the environmental conditions can just be corrected. In the helmet fysgel process, the amplitude of the oscillator 2 emitted at the front is compared with a predetermined setpoint value. If a deviation is found, the amplitude is determined by the Hegler * f via the Tent member β by means of an actuator 11 back to the target value returned.
Wenn eine als !«dämpfung de· Oszillators 2 wirkende Änderung der Unweitbedingungen mit so großer Geschwindigkeit erfolgt, dafl der der Zeitkon·tanten entsprechenden Wert überschritten wird, kannIf a change in the Non-wide conditions take place at such a great speed that the value corresponding to the time constant can be exceeded
die Amplitude nicht schnell genug nachgeregelt werden, so dafl die Schwingungen abreisen« Dieser Fall entsteht beispielsweise.duroa die Annäherung eines Gegenstandes 1. Dabei wird das dem Abreißen der Oszillator - Schwingungen entsprechende Signal des Begiere k von dem mit dem Mono-Flip-Flop IO zusammenarbeitenden Verstärker 9 verstärkt und als Ausgansssignal den Ausgang 5 zugeführt.the amplitude is not readjusted fast enough, so the vibrations DAFL leave "This case arises beispielsweise.duroa the approach of an object 1. In this case, which is the tearing of the oscillator - the corresponding oscillations of the signal k from the Begiere with the mono flip-flop IO cooperating amplifier 9 amplified and fed to the output 5 as an output signal.
Kin nach diesem Prinzip arbeitendes Annaherungsschaltgrfrät jibt bei der Annäherung eines Gegenstandes 1 ein Schaltsignal ab, wenn die Annäherung scimelior oriol.jt, als es der Zeitkonstauten des Regelkreises 3 entspricht. Der Reeler k cevirnt zwar e*in Wiederanschwingen des Oszillators 2 n^ch erfolgter Abdeckung. Ein Scnaltsignal wird dadurch aber nicht ausgelöst.An approach switching device, which works according to this principle, emits a switching signal when an object 1 approaches, if the approach scimelior oriol.jt, as it corresponds to the time constants of the control circuit 3. The reeler k cevirnt e * in resumption of oscillation of the oscillator 2 after cover has taken place. A switch signal is not triggered by this.
Das AnnäherungsBohaltgerät kann aoer auch so eingerichtet werden, dafl es bei der Entfernung des Ge^enetandes 1 ebanfalls ein Signal abgibt. Falle die Abdeckung des Oszillators 2 länger dauert, al· es der Zeitkonstanten dea Regelkreises 3 entspricht, wird derThe approach boat holding device can also be set up in such a way that that it also emits a signal when the substance 1 is removed. If the cover of the oscillator 2 takes longer, as it corresponds to the time constant of the control loop 3, the
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"*" " 20S2989"*" "20S2989
Oszillator 2 vom Regler k wieder auegeregelt. Er schwingt im ausgeregelten Zustand äußerst schwach. Durch die Entfernung des dämpfenden Gegenstandes 1 mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als es der Zeitkonstanten des Regelkreises 3 entspricht, werden die Oszillatorschwingungen durch die Entdämpfung angefacht, und die Amplitude steigt entsprechend an. Diese Zustandsänderung des Oszillators 2 laut sich durch bekannte Schaltungsmittel in ein geeignetes Schal ta l^nal umwandeln. Ein nach diesem Prinzip arbeitendes Annaherungsschaltgerät gibt bei Abdeckung des Oszillators 2 einen Schal timpule der ein^n Art und hei Entfernung der Abdeckung einen Schaltimpulb anderer Art «ab. Hierbei können für das Ein- und Ausschalten entweder zwei gleichartige Schaltimpulee an verschiedenen nach außen führenden Aus- * gangen 5 oder an einem für das Ein- und Ausschalten gemeinsamen Ausgang J> unterschiedliche Sehaltimpulse abgegeben werden. (Fig. 1)Oscillator 2 is regulated down again by controller k. In the balanced state it oscillates extremely weakly. By removing the damping object 1 at a speed that is greater than the time constant of the control loop 3, the oscillator vibrations are fanned by the undamping, and the amplitude increases accordingly. This change in state of the oscillator 2 is loudly converted into a suitable switch by known circuit means. A proximity switching device operating according to this principle emits a switching pulse of one type when the oscillator 2 is covered and a different type of switching pulse when the cover is removed. For switching on and off, either two switching impulses of the same type can be emitted at different outputs 5 leading to the outside or at an output J> different stop impulses that are common for switching on and off. (Fig. 1)
Bei vielen Schal taufgaben wird ein Annäherungsschaltgerät nur · verhältnismäßig kurze Zeit abgedecjct und betätigt, während es die meiste Zeit unbetätigt betriebsbereit ist. Für solche 3che.ltaufgaben ist ein erfindungsgemäßes Annäherunjeschaltgerät gemäß Figur 2 besonders geeignet. Auch bei diesem Annaheru/igs ehaltgerät wird die Amplitude der von einem Oszillator 2 ausgesandten Schwingungen von einen. Regler k Konstant gehalten. Bei der Annäherung des Gegenstandes 1 mit einer Gescnwindigkeit, bei der die Schwingiui'jan des Oszillators 2 abreißen oder verringert werfe den, wird die Zeitkonstante des Regelkreises ) durch Einschalten einea anderen Zeitgliedes 8 wesentlich vergrößert. auf diese Weise wird nach aussetzen oder Verringerung der ,schwingungen eine wesentlich größere Zeitkonetante für den Regelkreis '} wirksam als bei nicht ab^deckte'ü Oszillator 2, so daß die Regelung fir die Dauer der Abdeckung des Oszillators 2 durch den Gegenstand praktisch unwirksam ist. Dieses Annäherungsechaltgerät ret;elt in weiten, der Zeitkonstanten entsprechenden Grenzen alle ümweltveränderungen aus. Ss arbeitet in diesen Grenzen Kit Konstantem Schaltabatand. Ein derartiges Gerät ist vornehmlich für Schaltaufgaben bestiirjit, bei denen die Betätijungszeiten Kurz gegenüber den Pausenzeiten sind.In the case of many switching tasks, a proximity switching device is only covered and actuated for a relatively short time, while most of the time it is ready for operation without being actuated. A proximity switch according to the invention as shown in FIG. 2 is particularly suitable for such 3che.ltvorgabe. In this approach hold device, too, the amplitude of the vibrations emitted by an oscillator 2 is reduced by one. Controller k held constant. When the object 1 approaches at a speed at which the vibrations of the oscillator 2 tear off or are reduced, the time constant of the control loop is increased significantly by switching on another timing element 8. in this way is to suspend or reduce, vibrations a substantially greater Zeitkonetante for the control loop '} effective than in, so that the control fir the duration of the cover of the oscillator 2 by the subject matter practically ineffective is not from ^ deckte'ü oscillator 2 . This Annäherungsechaltgerät re t; elt ümweltveränderungen all of widely, the time constant corresponding limits. Ss works within these limits Kit Konstantem Schaltabatand. Such a device is primarily intended for switching tasks in which the actuation times are short compared to the pause times.
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Für Schaltaufgaben mit lanzen Bedeckungs- und Kurzen Pausenzeiten werden bei einer weiteren Auaführunjsform die Schwingungen de3 durch den Gegenstand 1 abgedeckten Oszillators 2 auf dem Sollwert durch den Hehler k konstant gehalten. Bei Entfernung des dämpfenden Gegenstandes 1 werden die Schwingungen des Oszillators 2 angefacht. Das dadurch ausjelös'-e Ansteigen der Amplitude löst mit bekannten Schal tjnitteln das nach außen abzugebende Schaltsignal aus. Gleichzeitig wird parallel zu dem Schaltaignal die Zeitkonstante des Regelkreises 3 auf einen wesentlich größeren Wert geschaltet, 30 daß fdr die Dauer der Entfernung des abdeckenden Gegenstandes 1 der Oszillator 2 mit Tier jetzt wirksamen großen Zeitkonetanten auf den vorher gegebenen Arbeitspunkt gehalten wird, so daß fur diese Zeit die Regelung praktisch unwirksam ist. Dieses Annäherungschaltgerät arbeitet in weiten Temperaturgren^en iuit konstantem Schaltabstand. Ein derartiges Gerät wird eingesetzt, wenn die Betätigungszeiten lang gegenüber den Pausenzeiten sind.For switching tasks with long coverage and short pause times, in a further embodiment, the oscillations de3 by the oscillator 2 covered by the object 1 are kept constant at the target value by the fence k. When the damping object 1 is removed, the oscillations of the oscillator 2 are fanned. The resulting increase in amplitude triggers the switching signal to be emitted to the outside with known switching means. At the same time, parallel to the switching signal, the time constant of the control circuit 3 is switched to a significantly larger value, 30 that for the duration of the removal of the covering object 1 of the oscillator 2 with the animal, the now effective large time constant is kept at the previously given operating point, so that for this Time the regulation is practically ineffective. This proximity switching device works within wide temperature limits with a constant switching distance. Such a device is used when the actuation times are long compared to the pause times.
Das erfindungsgemäke Schaltgerät kann gemäü Figur 3 auch auf folgende Weise zur Signalabgabe eingerichtet werden« Es wird den Verstärker 9 ein an sich bekannter elektronischer Speicher 6 nachgeschaltet, der ale Flip-Flop oder Ringkernspeicher ausgebildet sein kann. Beispielsweise wird in einem. Annäherungsschaltgerät der vorbeschriebenen Art, das bei der Annäherung und der Entfernung des Gegenstandes 1 je einen Sehaltimpuls abgibt, dem Mono-Flip-Flop 10 ein Flip-Flop 6 naehgeschttltet, der von den beiden Sehaltimpulsen gestellt wird und das gewünschte Dauersignal in einer der beiden Schaltstellung abgibt. Ein derartiges Annäherungsschaltgerät zeigt hinsichtlich der Abgabe von Schaltsignalen das gleiche Verhalten wie ein solches ohne Amplitudenregelung. Es arbeitet aber in einem weiten Bereich' sich ändernder Umweltbedingungen mit konstantem Scnaitabstand.According to FIG. 3, the switching device according to the invention can also have The amplifier 9 becomes an electronic memory which is known per se 6 downstream, the ale flip-flop or toroidal core memory is formed can be. For example, in a. Proximity switch of the type described above, which emits a stopping impulse when approaching and removing the object 1, the mono flip-flop 10 a flip-flop 6 naehgeschttltet, the is provided by the two Sehaltimpulses and the desired Emits a continuous signal in one of the two switch positions. Such a proximity switching device shows in terms of delivery of switching signals has the same behavior as one without amplitude control. But it works in a wide range ' changing environmental conditions with constant cutting distance.
Die vorbeachriebenen Annäherunjaaehtiltgeräte sind mäü beisi Anlegen der Betriebsspannung nicht sofort betriebsbereit, da die Amplitude des Gerätes sich erst auf den Sollwert einregeln muß. Während dieser Zeit würde dieses unrat ein Schal to ϊ,-jnal abgeben, welches dem betätigten Zustand, dea Gerätes entsprechen würde. Um hierdurch cojliche ü'ehlschaltunjenThe above-mentioned approximation devices are mäü beisi Applying the operating voltage not ready for operation immediately, because the amplitude of the device must first adjust to the nominal value. During this time this would be a filthy one Output switch to ϊ, -jnal which corresponds to the actuated state of the device would correspond. To thereby cojliche ü'fallschaltunjen
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'"""' •'■■'•!' !* :···" 2062589 '"""' • '■■' • ! ' ! * : ···" 2062589
bein erbten Einschalten zu vermeiden, wird für die Sauer der ersten Einregelung der den Regelkreis 3 nacbgeechaltet· Au·· gange teil verriegelt. Das Arbeiteprinzip der vorbeschriebenen Geräte hat somit auch zur Folge, daß diese sich beim ersten Anlegen der Betriebsspannung autoaatisch auf die vorgegebenen Binbau- und Umweltbedingungen einregeln.To avoid leg inherited switching on will be for the sour of the first adjustment of the control circuit 3 after the Au gear part locked. The working principle of the devices described above therefore also means that they automatically adjust to the specified installation and environmental conditions when the operating voltage is first applied.
Das erfindungsgesäfie Verfahren läßt sich lait allen denkbaren Annäherung schal tgeräten durchführen. So sind beispielswiese ZUB Aussenden der durch den bewegten Gegenstand 1 zu beeinflussenden physikalischen Größe auch Ultraechallgeber, pneuaatische Geber oder ähnliche Geber gut geeignet.The process according to the invention can be used in all conceivable ways Approach switching devices. So are for example ZUB Emission of the physical quantity to be influenced by the moving object 1, including ultra-sound generators, pneumatic ones Encoder or similar encoder well suited.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
209819/0273209819/0273
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |