DE3304566C1 - Device comprising a transmitter and a receiver, for identifying all types of objects - Google Patents

Device comprising a transmitter and a receiver, for identifying all types of objects

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Abstract

A device comprising a transmitter and a receiver for identifying objects is to be improved in such a way that functional impairment of the device due to external and/or internal effects can be identified before the device ultimately becomes incapable of functioning, the device can be clearly identified and preventive maintenance costs are reduced. This is achieved in that a monitoring signal transmitter is built into the receiving part of the device which, in the event of a reduction, caused by the aforementioned effects, in the ideal signal amplitude which is incorporated in the device, at the latest when a lower limit still guaranteeing the functional capacity of the device is reached, automatically and independently activates a counting device which is connected downstream of it and which, on reaching a number of monitoring signal transmitter response operations which can be preset as required, triggers a visible and/or audible warning signal.

Description

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine beispielsweise Schaltungsanordnung des im Rahmen der Erfindung relevanten Empfängerteils einer Lichtschranke, vorzugsweise einer Reflexlichtschranke, F i g. 2 den Empfangsteil des Empfängers irgendeiner einen Empfänger und einen Sender aufweisenden Überwachungseinrichtung, wobei irgendeine physikalische Meßgröße (elektrisch, optisch oder akustisch) auf einen geeigneten Sensor auftrifft. The invention is explained below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows an example of a circuit arrangement within the scope of the invention relevant receiver part of a light barrier, preferably a reflex light barrier, F i g. 2 the receiving part of the receiver of any one of a receiver and a transmitter exhibiting Monitoring device, any physical Measured variable (electrical, optical or acoustic) impinges on a suitable sensor.

Wird im Falle der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 das vom Lichtsender 1 einer Reflexlichtschranke ausgehende sichtbare oder unsichtbare Lichtstrahlenbündel 2 von einem im Abstand vom Sender 1 angeordneten Reflektor 3 reflektiert, so tritt am empfängerseitigen Sensor 4 beispielsweise in Form eines Fototransistors, eines Fotothyristors oder eines gleichwirkenden sonstigen Bauelements eine Spannung Ue auf, die als Eingangsspannung d&s nachfolgenden Fensterdiskriminators 5 bezeichnet werden soll. Dieses auf die momentan reflektierte Strahlungsleistung zurückführende Signal wird vom Fensterdiskriminator 5 bezüglich der Amplitude analysiert. Für die logische Verknüpfung zwischen den Signalen auf den Ausgangsleitungen 20, 21, 22 und dem Eingangssignal Ue des Fensterdiskriminators 5 gilt Ausgangsleitung 20: Ua1 Uhigh für Ue< Ut Uow für Ue > U Ausgangsleitung 21: Ua2= und Uhigh für Ul < Ue UII Uiow für Ull < Ueí Ue< UX Ausgangsleitung 22: Ua3 = Uhigh für L41<Ue Uow für U11>Ue Bei Inbetriebnahme der Einrichtung wird während des Justagevorganges der gesamte Eingangsspannungsbereich von Ue< Uj bis Uc> U des Fensterdiskriminators 5 durchfahren, wobei nacheinander die Lumineszenzdioden 7, 11 und 6 aktiviert werden. Zu Beginn dieser Umschaltfolge steht am Ausgang Q des Flip-Flops 8 ein Signal an, das an den einen Eingang e1 des UND-Verknüpfungsglieds 9 gelegt ist. Am anderen Eingang e2 des UND-Glieds 9 liegt ebenfalls ein Signal, das vom Fensterdiskriminator herrührt. Damit ist aber am Ausgang al des UND-Glieds 9 ein Signal vorhanden, das am Eingang e2 des ODER-Verknüpfungsglieds 10 ansteht.If in the case of the circuit arrangement according to FIG. 1 reflects the visible or invisible light beam 2 emanating from the light transmitter 1 of a reflex light barrier by a reflector 3 arranged at a distance from the transmitter 1, a voltage Ue occurs at the receiver-side sensor 4, for example in the form of a phototransistor, a photothyristor or other similarly acting component, which is to be referred to as the input voltage of the subsequent window discriminator 5. This signal, which leads back to the momentarily reflected radiation power, is analyzed by the window discriminator 5 with regard to the amplitude. For the logical link between the signals on the output lines 20, 21, 22 and the input signal Ue of the window discriminator 5, output line 20: Ua1 applies Uhigh for Ue <Ut Uow for Ue> U output line 21: Ua2 = and Uhigh for Ul <Ue UII Uiow for Ull <Ueí Ue <UX output line 22: Ua3 = Uhigh for L41 <Ue Uow for U11> Ue When the device is started up, the entire input voltage range from Ue <Uj to Uc> U of the window discriminator 5 is passed through during the adjustment process, the luminescent diodes 7, 11 and 6 being activated one after the other. At the beginning of this switching sequence, a signal is present at the output Q of the flip-flop 8, which signal is applied to one input e1 of the AND logic element 9. At the other input e2 of the AND element 9 there is also a signal which originates from the window discriminator. However, this means that a signal is present at the output a1 of the AND element 9, which signal is present at the input e2 of the OR logic element 10.

Demgemäß wird die zugleich den Warnsignalgeber verkörpernde Lumineszenzdiode 7 von dem am Ausgang a2 des ODER-Glieds 10 liegenden Signal beaufschlagt und in den leuchtenden Zustand versetzt, und zwar strahlt diese Diode in diesem Zustand Dauerlicht ab. Accordingly, the light emitting diode, which at the same time embodies the warning signal transmitter, is 7 acted upon by the signal present at the output a2 of the OR gate 10 and in shifts the luminous state, and this diode shines in this state Steady light off.

Durch Erhöhung der Eingangsspannung in den Fensterbereich () II Ul<Ue<Ull wird das Ausgangssignal von Leitung 20 auf 21 umgeschaltet und damit die Lumineszenzdiode 11 (Kontrollsignalgeber) in den strahlenden Zustand versetzt. Die Umschaltflanke auf der Leitung 21 steuert gleichzeitig den Clock-Eingang des Zählers 14 an. By increasing the input voltage in the window area () II Ul <Ue <Ull the output signal is switched from line 20 to 21 and thus the light emitting diode 11 (control signal transmitter) switched to the radiant state. The switching edge on line 21 controls the clock input of counter 14 at the same time.

Ohne Unterbrechung des Strahlenganges steigt aber die Eingangsspannung des Fensterdiskriminators bei störungsfreiem Betrieb in den Bereich Ul < Ue. Damit wird aber Leitung 22 und die Lumineszenzdiode 6 (Sollsignalgeber) aktiviert, wobei gleichzeitig an Zähler 14 und Flip-Flop 8 ein Rücksetzsignal ausgelöst wird. Without interrupting the beam path, however, the input voltage increases of the window discriminator in the case of trouble-free operation in the area Ul <Ue. However, this activates line 22 and the luminescent diode 6 (setpoint signal generator), a reset signal is triggered at the same time on counter 14 and flip-flop 8.

Gelangt nun ein Gegenstand in den Strahlengang zwischen dem Reflektor 3 und dem Lichtsender 1, so wird entweder kein oder nur noch ein sehr geringer Strahlungsanteil auf den empfangerseitigen Sensor 4 zurückgeworfen. Dies hat zur Folge, daß das Ausgangssignal am Sensor praktisch verschwindet und demgemäß das Eingangssignal an dem dem Sensor nachgeschalteten Fensterdiskriminator kleiner wird als das Grenzsignal U,. Infolgedessen spricht das einem Verstärker 12 nachgeschaltete Relais 13 an und löst funktionsgemäß einen Schaltvorgang aus. Insoweit handelt es sich also um einen normalen Schaltvorgang einer Reflexlichtschranke bei der Erfassung eines Objekts. If an object comes into the beam path between the reflector 3 and the light transmitter 1, there is either no or only a very small amount of radiation thrown back on the receiver-side sensor 4. As a result, the output signal at the sensor practically disappears and accordingly the input signal at the sensor downstream window discriminator is smaller than the limit signal U ,. Consequently responds to the relay 13 connected downstream of an amplifier 12 and triggers according to its function a switching process off. In this respect, it is a normal switching process a reflex light barrier when detecting an object.

Wenn nun aus irgendeinem Grund, beispielsweise wegen einer Verschmutzung des Linsensystems der Lichtschranke, die auf den Reflektor gelangende und/oder die über die empfängerseitige Linse infolge deren beeinträchtigter Durchlässigkeit zum Sensor 4 gelangende Strahlung geringer wird, so daß dementsprechend auch ohne Eingriff in den Strahlengang das Ausgangssignal am Sensor 4 geringer wird, so erfolgt für den Eingangsspannungsbereich U1 Ue U11 des Fensterdiskriminators die Aktivierung der Leitung 21. If for any reason, such as pollution of the lens system of the light barrier, the one reaching the reflector and / or the on the receiver-side lens due to its impaired permeability to Radiation reaching sensor 4 is lower, so that accordingly without intervention in the beam path the output signal at the sensor 4 is lower, then takes place for the input voltage range U1 Ue U11 of the window discriminator activation the line 21.

Dieser Grenzsignalwert wird so gewählt, daß die Einrichtung noch funktionsfähig ist, obwohl ein Grünsignal nicht mehr vorhanden ist In diesem Fall wird die Rückstellung der Zählvorrichtung 14 aufgehoben, und das an der Leitung 21 liegende Signal beaufschlagt die als Kontrollsignalgeber dienende Lumineszenzdiode 11. Bei jedem objektbedingten Schaltvorgang löst nun die Ausgangssignalleitung 21 des Fensterdiskriminators einen Zählimpuls aus. Nach Erreichen der jeweils eingestellten Anzahl n von Zählimpulsen löst die Zählvorrichtung über den Ausgang Zeine Warnsignalgabe aus, indem nunmehr am Q-Ausgang des Flip-Flops 8 ein Signal ansteht, das über einen Verstärker 15 ein Relais 16 auslöst, welches eine in der Schaltzentrale befindliche Anzeigelampe oder dgl. in Tätigkeit setzt. Unabhängig davon liegt das Q-Signal des Flip-Flops 8 auch am Eingang et des UND-Verknüpfungsglieds 17, an dessen Eingang e2 außerdem eine von einem Oszillator 18 herrührende Signalfolge geführt ist Demgemäß ist auch am Ausgang a3 des UND-Glieds 17 ein Signal vorhanden, das dem Eingang el des ODER-Glieds 10 zugeführt wird, an dessen Eingang e2 wegen fehlendem Signal am Ausgang Qdes Flip-Flops 8 kein Signal mehr vorhanden ist. Eine Dauerlichtgabe der Lumineszenzdiode 7 (rot) ist damit unterbunden, und diese Diode gibt nunmehr wegen des am Eingang et des ODER-Glieds 10 anliegenden Signals, das auch ein Signal am Ausgang a2 dieses Glieds zur Folge hat, Lichtimpulse ab, und zwar in Rotlicht. This limit signal value is chosen so that the device still is functional although there is no longer a green signal In this case the resetting of the counter 14 is canceled, and that on the line 21 lying signal is applied to the luminescent diode serving as a control signal generator 11. With each object-related switching process, the output signal line 21 is now released of the window discriminator. After reaching the set The counting device triggers the number n of counting pulses via the output Zeine giving a warning signal by now at the Q output of the flip-flop 8 there is a signal that has a Amplifier 15 triggers a relay 16, which is located in the control center Indicator lamp or the like. Activates. The Q signal of the Flip-flops 8 also at the input et of the AND logic element 17, at its input e2 also a signal sequence originating from an oscillator 18 is carried accordingly a signal is also present at the output a3 of the AND gate 17, which the input el of the OR gate 10 is supplied to the input e2 due to the lack of a signal on Output Q of the flip-flop 8 no longer has a signal. A permanent light of the Luminescent diode 7 (red) is thus prevented, and this diode is now due to of the signal present at the input et of the OR gate 10, which is also a signal at Output a2 of this element results in light pulses, namely in red light.

Damit ist die betreffende Einrichtung eindeutig identifiziert und die Ursache für die Funktionsstörung rasch und sicher beseitigbar. Vorteilhaft ist dabei, wenn sämtlichen Einrichtungen in der Schaltzentrale eine Identifikationsmarke oder dgl. zugeordnet ist. Nach Beseitigung der Störung arbeitet die Einrichtung wieder in Normalfunktion. This means that the facility in question is clearly identified and the cause of the malfunction can be eliminated quickly and safely. Is beneficial when all facilities in the control center have an identification tag Or the like. Is assigned. After the malfunction has been eliminated, the facility works in normal function again.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die auf den Sensor 4' aufkommende Meßgröße 2' grundsätzlich elektrischer, optischer oder akustischer Natur sein. As can be seen from Fig. 2, the incident on the sensor 4 ' Measured variable 2 'can basically be of an electrical, optical or acoustic nature.

Unabhängig davon, nach welchem Prinzip eine einen Sender und einen Empfänger enthaltende Überwachungseinrichtung auch arbeitet, läßt sich eine solche mit einer Kontrollanordnung nach der Erfindung, die in Fig. 2 mit 19 bezeichnet ist, ausstatten. Regardless of the principle according to which one has a transmitter and one Receiver containing monitoring device also works, can be such with a control arrangement according to the invention, denoted by 19 in FIG is to equip.

Anstelle eines Oszillators, wie er in F i g. 1 mit 18 bezeichnet ist, kann durch eine interne Verknüpfung auch eine selbstblinkende Lumineszenzdiode 7 als Warnsignalgeber angesteuert werden. In Ausgestaltung der Erfindung kann die Warnsignalgabe auch drahtlos erfolgen bzw. auf drahtlosen Betrieb erweitert werden, beispielsweise in der Weise, daß dem Warnsignalgeber ein Empfänger zugeordnet ist, der frequenzselektiv arbeitet Instead of an oscillator as shown in FIG. 1 with 18 designated can also be a self-flashing light emitting diode through an internal link 7 can be controlled as a warning signal generator. In an embodiment of the invention, the Warning signals can also be given wirelessly or extended to wireless operation, for example in such a way that the warning signal generator is assigned a receiver, which works frequency-selective

Claims (13)

Pätentansprüche: 1. Aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Einrichtung zum Erfassen von Gegenständen aller Art, bei welcher das zum Empfänger gelangende Signal gegenstandsabhängig wenigstens einen Schaltvorgang auslöst, d a durch gek e n n -z e i c h n e t, daß in das Empfangsteil der Einrichtung ein Kontrollsignalgeber integriert ist, der eine durch äußere und/oder innere Einflüsse in oder an der Einrichtung selbst verursachte Verminderung der der Einrichtung immanenten Sollsignalamplitude spätestens beim Erreichen eines unteren, die Funktionsfähigkeit der Einrichtung noch gewährleistenden Grenzwerts selbsttätig und unabhängig eine ihm nachgeschaltete Zählvorrichtung aktiviert, die nach Erreichen einer wahlweise voreinstellbaren Zahl von Ansprechvorgängen des Kontrollsignalgebers eine optische und/oder akustische Warnsignalgabe auslöst. Patent claims: 1. Consisting of a sender and a recipient Device for the detection of objects of all kinds, in which the recipient incoming signal triggers at least one switching process depending on the object, d a by gek e n n -z e i c h n e t that in the receiving part of the device Control signal generator is integrated, the one by external and / or internal influences in or on the facility itself, the inherent diminution in the facility Target signal amplitude at the latest when reaching a lower one, the functionality the establishment of a limit value that is still guaranteed automatically and independently downstream counting device activated, which after reaching an optional presettable number of response processes of the control signal transmitter an optical one and / or triggers an acoustic warning signal. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die. Warnsignale aussendende G-eber im Gehäuse des Empfängers der Einrichtung installiert ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the the. Warning signal emitting transducers installed in the housing of the receiver of the facility is. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem zusätzlichen Signalausgang für einen Warnsignalgeber in einer Schaltzentrale ausgerüstet ist 3. Device according to claim 2, characterized in that it is with an additional signal output for a warning signal generator in a control center is equipped 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Lichtschranke ausgebildet ist und daß der Sollsignalgeber, der Kontrollsignalgeber und der Warnsignalgeber im Empfängerteil der Lichtschranke von außen sichtbar angeordnet sind.4. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is designed as a light barrier and that the target signal generator, the control signal transmitter and the warning signal transmitter in the receiver part of the light barrier are arranged so that they are visible from the outside. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnsignale als Lichtimpulse ausgesendet werden. 5. Device according to claim 4, characterized in that the warning signals be emitted as light pulses. 6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sollsignalgeber, Kontrollsignalgeber und Warnsignalgeber als lichtemittierende Halbleiterdioden (Lumineszenzdioden) ausgebildet sind. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that target signal transmitter, control signal transmitter and warning signal transmitter as light-emitting Semiconductor diodes (luminescence diodes) are formed. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Warnsignalgeber die den Betriebszustand der Einrichtung anzeigende Halbleiterdiode benutzt wird, in dem diese im Warnfall von Dauerlichtgabe auf pulsierende Lichtabstrahlung geschaltet wird. 7. Device according to claim 6, characterized in that as a warning signal generator the semiconductor diode indicating the operating status of the device is used, in which it is switched from continuous light to pulsating light emission in the event of a warning will. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten der den Warnsignalgeber verkörpernden Halbleiterdiode auf pulsierende Lichtabstrahlung mittels eines Oszillators erfolgt. 8. Device according to claim 7, characterized in that the switching the semiconductor diode embodying the warning signal generator to pulsating light emission takes place by means of an oscillator. 9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Warnsignalgeber benutzte Halbleiterdiode als selbstblinkende Lumineszenzdiode ausgebildet ist. 9. Device according to claim 7, characterized in that the as Warning signal generator used semiconductor diode designed as a self-flashing light emitting diode is. 10. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollsignalgeber Grünlicht, der Kontrollsignalgeber Gelblicht und der Warnsignalgeber im Ansprechfall pulsierendes Rotlicht ausstrahlen. 10. Device according to claims 6 to 8, characterized in that that the target signal transmitter green light, the control signal transmitter yellow light and the warning signal transmitter emit pulsating red light when triggered. 11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Reflexlichtschranke ausgebildet ist, in deren den Sender und Empfänger aufnehmenden Gehäuse sämtliche Signalgeber von außen sichtbar untergebracht sind und in dem auch die Zählvorrichtung sowie die sonstigen Bauelement- der Einrichtung installiert sind. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is designed as a reflex light barrier, in which the transmitter and housing accommodating the receiver, all signal transmitters are housed so that they are visible from the outside are and in which also the counting device and the other components of the device are installed. 12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Ultraschallschranke ausgebildet ist. 12. Device according to claims 1 to 3 and 5 to 10, characterized characterized in that it is designed as an ultrasonic barrier. 13. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnsignalgabe drahtlos erfolgt bzw. 13. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the warning signal is given wirelessly or auf drahtlosen Betrieb erweiterbar ist. is expandable to wireless operation. Überall da, wo aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Einrichtungen, wie sie beispielsweise durch Lichtschranken oder Ultraschallschranken verkörpert sein können, zum Überwachen einer Vielzahl von Objekten und/oder Vorgängen eingesetzt werden, sei es zur Überwachung von Fadenbrüchen an Spulmaschinen oder zur Steuerung von Hochregalen in Lagerräumen, ist eine zuverlässige und regelmäßige Wartung der besagten Einrichtungen unerläßlich. Eine solche vorbeugende Wartung ist indessen auch aufwendig. Insbesondere das Auffinden von solchen Einrichtungen, die infolge von Störungen im Bereich der verwendeten Bauelemente oder von Beeinträchtigungen der optischen Komponenten im Falle von Lichtschranken durch Verschmutzung oder Zerkratzen nicht mehr voll funktionsfähig sind, bereitet mitunter erhebliche Schwierigkeiten. Wherever equipment consisting of a transmitter and a receiver, as embodied, for example, by light barriers or ultrasonic barriers can be used to monitor a variety of objects and / or processes be it for monitoring thread breaks on winding machines or for control purposes of high shelves in storage rooms, is a reliable and regular maintenance of the said facilities are indispensable. Such preventive maintenance is meanwhile also laborious. In particular, the discovery of such facilities, which as a result of disturbances in the area of the components used or of impairments the optical components in the case of light barriers due to dirt or scratches are no longer fully functional, sometimes causes considerable difficulties. Es ist Aufgabe der Erfindung, zum einen den vorbeugenden Wartungsaufwand in Anlagen, die mit einer relativ großen Anzahl der besagten Einrichtungen ausgerüstet sind, deutlich zu reduzieren und zum anderen die Voraussetzung dafür zu schaffen, daß funktionsbeeinträchtigte Einrichtungen bereits vor ihrem endgültigen Ausfall rasch und- sicher identifiziert werden können. It is the object of the invention, on the one hand, to reduce the preventive maintenance effort in systems equipped with a relatively large number of said devices are to be reduced significantly and, on the other hand, to create the conditions for that functionally impaired facilities already before their ultimate failure can be identified quickly and reliably. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Empfangsteil der einzelnen Einrichtungen ein Kontrollsignalgeber integriert ist, der eine durch äußere und/oder innere Einflüsse in oder an der Einrichtung selbst verursachte Verminderung der der Einrichtung immanenten Sollsignalamplitude spätestens beim Erreichen eines unteren, die Funktionsfähigkeit der Einrichtung noch gewährleistenden Grenzwertes selbsttätig und unabhängig eine ihm nachgeschaltete Zählvorrichtung aktiviert, die nach Erreichen einer wahlweise voreinstellbaren Zahl von Ansprechvorgängen des Kontrollsignalgebers eine optische und/oder akustische Warnsignalgabe auslöst Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, sowohl im Gehäuse des Empfängers der Einrichtung als auch in einer -zentralen Schaltanlage einen die Warnsignale aussendenden Geber zu installieren und als Geber für das Sollsignal, das Kontrollsignal und das Warnsignal lichtemittierende Halbleiterdioden (Lumineszenzdioden) zu verwenden, die sich jeweils in ihrer Signalfarbe unterscheiden, wobei der Warnsignalgeber als zusätzliches Unterscheidungskriterium Lichtimpulse abgibt. This object is achieved according to the invention in that in the receiving part the individual facilities a control signal generator is integrated, the one through external and / or internal influences in or on the device itself the setpoint signal amplitude immanent in the device at the latest when a lower limit value that still guarantees the functionality of the device automatically and independently activates a counting device connected downstream of it, which after reaching an optionally presettable number of response processes of the control signal transmitter triggers an optical and / or acoustic warning signal. It has proven to be useful proven, both in the housing of the receiver of the facility and in a control center Switchgear to install a transmitter that sends out the warning signals and as a transmitter light-emitting semiconductor diodes for the setpoint signal, the control signal and the warning signal (Luminescence diodes) to be used, each of which differs in its signal color, the warning signal generator being an additional distinguishing criterion light pulses gives away.
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