FI87696C - Foerfarande i en med optisk princip fungerande ankomstkoppling - Google Patents

Description

87696

Menetelmä optisella periaatteella toimivassa lähes-tymiskytkimessä

Keksinnön kohteena on menetelmä optisella periaatteella 5 toimivassa lähestymiskytkimessä. Siinä käytetään ainakin yhtä lähetinelintä, joka lähettää ympäristöön säteilykeilan ensimmäisessä suunnassa ja ainakin yhtä vastaanottoelintä, jonka vastaanottosuunta on siten suunnattu, että se kohtaa lähetinelimen säteilykeilan 10 lähestymiskytkimen tunnistusalueella. Lähestymiskytkin käsittää edelleen käsittelypiirin mainitun ainakin yhden vastaanottoelimen ulostuloviestin käsittelemiseksi tunnistusalueella vallitsevan tilanteen selvittämiseksi.

15

Edellä esitetyn kaltainen lähestymiskytkin on tunnettu mm. julkaisusta US-4,899,041. Julkaisun mukaisessa lähestymiskytkimessä ei kuitenkaan ole minkäänlaista viittausta siihen, miten lähestymiskytkimen toiminta-20 kuntoa tarkistetaan sen toiminnan aikana. Toimintakun non tarkistaminen on erittäin tärkeää erityisesti niissä sovellutuksissa, joissa lähestymiskytkin on sijoitettu liikkuvan laitteen, kuten automaattiohjatun ‘ vaunun tai robotin yhteyteen ja lähestymiskytkintä ' 25 käytetään erityisesti työturvallisuustarkoituksissa.

:.i : Tällöin on erittäin tärkeää varmistua siitä, että lähestymiskytkin toimii kaikissa olosuhteissa moitteet-*:**: tomasti. Työturvallisuuteen liittyvissä laitteissa on eräänä ongelmana se, että työntekijät, jotka liikkuvat 30 esim. automaattiohjatun vaunun tai robotin liikealueel-la ja tietävät, että vaunu tai robotti on varustettu • t*. lähestymiskytkimellä, joka tarkkailee ko. laitteen ympäristöä, olettavat lähestymiskytkimen toimivan : moitteettomasti. Tällöin työntekijät edellä mainitun 35 oletuksensa mukaisesti liikkuvat ko. laitteiden .···. toimintasäteellä suhteellisen huolettomasti. Tämä seikka asettaa erityisesti näissä lähestymiskytkimen sovellutuksissa suuret vaatimukset sille, että lähestymiskytkin on toimintakunnossa ja jos ei se sitä 'npqBdBq. x© uxbu xxgxjw '}BBq.qnd UBAgq^xxa ^βλο :'. : ^BUuxdBCons uspxxu bC bssouuhx uxso g^XBq uo ιιτχ^,Αχ gc -sxiuAq.s©in?x bC xxuixoq. uxxaux^sqgx 'i?Axx©qBS BBAnq.sBCx©q .:.

-UTSTBXB} ΒΒΛΘΧΟ UXSXgJ©d BqS©UIXX©UX:X©llBX g:*S©mXX© '·”' B^SBAB^SBCiaq BB^OUBB^SBA UX XSO^OUBB^SBA BAB^ST^JB^ ‘ :·· τχΒχτω usoubs uxsxoj, ·A^sb^sfibCijo babb^sba B^soxnq : ussxnqsxx-iBq ©xxxjxxdAx©qqxsBX usuixx^AxsxuiAqssqsx οε * BBq.UB bC Bo^unxB^uTuixoq. u©xuixx©-/u©u[xx©uxq.©iii?x uba©xo gSS8UITXq.AxSTUlAq.S9llBX BSSBATUXTO^ BXXBB^q.BBTJ9d BXXBST^dO . .·.

BXXTBXXJB^ STTS UBBpTOA ΒχχΒΛΒ^ gXXAq©q.XS© Βχχ©Ρ3 •^TJTTdAxeq. gz /*..

-qxsBX u©uixxq.AxsxuiAqs©qBX uBB^BCyo Bxxaaq.sna©d : ux^ssTAOxn^soxn u©vuTX©o^^ouBBq.sBA UBABq.STXJB^ uspqA uxxbuxb unqxuxBui uxoxxoC 'uxoCbxxba uxA^sxq. ubb^ -uxuixoq. TJtxxdsnq.sxxJBq. ba^^xbsts u©uixx©oq.q.ouBBq.SBA ubab^stxjb^ uapqA uxxbuxb unq.xuxBUi ugBqax^Ax - 03 bC 'utx©o^^oubb^sba BABqsxxaBq. χβχΛ ux^buxb ©χχ©©ηχΒ ux jxxdstuinxxBA uAxx©q.BS UBAnq.

-sBCxaquxsxBXBq. Bqsauixx© b^sbab^sbCxsxi UBBq.©^xoCxs 'UXX© BAB} -sBCxaq xsxA uxxbuxb uxxaxxdsn^nxxBA UBXX©xAxx©^gs gi u©mxx©uxqaqBX uapqA uxxbuxb unqxuxBui UBBqaqxoCxs : xq.sBABBanas ubbxx©:*©u©ui xsxasxutBqsxxJBq uouunxBq.uxuixoq. uauixxq.AxsxmAqs©qBX Bqq.© '0s BqsxBiuosnuun^ BsssxsBggd UO ©XXBUIX©^9U©UI ©XX©SXBXtUtt UOUUXSX©X XSX©SXUIBqq.tlABBS 01 u©sxnq.xoxJB^ ubuxbJj *AuuAs τθ BssasxuiBqqxAxes uaaquBxxq. uBAasqxxxBA BxxaenxBsnqsxuunq gCaxsxj Bqq.© 'uaqxs bubxxb UBUUxmxoq. U9SXBUXSJBA uauixxqAxsxuiA^saqgx BBq.

-sxxaBq UBBpxoA o^unxBquxuixoq. u©utxxq.AxsxuLAq.s©qBx Βχχο(Ι 'Buix©^©uam g^^xs© uo Buasxn^xoxjtBq upuuxsx©x uguigx g •gAq^a^AgsAd

U©©XXbC U©SXUI©X©q. UOUUXBABqBXXA Xq.S]?UXQq.q.XXgA BABq.BBS

uo 'uo uxxqAxsxuiAqs©qBX nqqxuxBm bssoC '©q-ΧΒχ '©χο 969Z8 e 3 87696 tarkistuspiiri, joka sisältää tarkistavan vastaanotto-elimen ja on yhteydessä käsittelypiiriin, antaa ohjauksen, jolla sen laitteen, kuten esim. automaattiohjatun vaunun tai robotin, jossa lähestymiskytkin on, toimin-5 not lopetetaan ainakin työturvallisuuden tms. kriteerin puitteissa ja annetaan esim. visuaalinen viesti lähestymiskytkimen toimintahäiriöstä.

Edelleen keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus-10 omaista se, että lähestymiskytkimen toimintakunnon tarkistamiseksi menetellään seuraavasti: sijoitetaan lähestymiskytkimen yhteyteen ainakin yksi tarkistava lähetinelin, 15 - sijoitetaan mainitun ainakin yhden tarkistavan lähetinelimen säteilykeilan vaikutuspiiriin ainakin yksi heijastava elin, sijoitetaan mainittu ainakin yksi tarkistava lähetinelin ja mainittu ainakin yksi heijastava 20 elin siten, että mainittu ainakin yksi vastaanot- toelin sijoittuu heijastavasta elimestä takaisin-·“/: heijastuvan säteilyn vaikutuspiirin alueelle, ja - kytketään mainitun ainakin yhden tarkistavan : lähetinelimen sisältävä tarkistuspiiri toimintaan "V 25 tietyin väliajoin, jolloin mainitun ainakin yhden vastaanottoelimen ulostuloviestin perusteella ohjataan lähestymiskytkimen käsittelypiiriä.

Edellä esitetyllä menettelyllä saadaan siis tarkistet-30 tua erityisesti lähestymiskytkimen tunnistusaluetta tarkka ilevan vastaanottoelimen toimintakunto ja suojapintojen puhtaus.

Oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on 35 lisäksi esitetty eräitä keksinnön mukaisen menetelmän * edullisia sovellutusmuotoja.

4 87696

Keksintöä lähdetään seuraavassa lähemmin havainnollistamaan oheisiin piirustuksiin viitaten. Piirustuksissa 5 kuva 1 esittää kaaviollisesti yleiskuvausta eräästä lähestymiskytkimen sovellutuksesta, jossa menetelmää voidaan soveltaa tilanteessa, jossa lähestymiskytkin suorittaa normaalia toimintaansa, 10 kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista sovellutusta menetelmän soveltamisen aikana, kuva 3 esittää tarkempana lohkokaaviona kuvien 1 15 ja 2 mukaista menetelmää soveltavan lähestymiskytkimen sovellutusta, ja kuva 4 esittää kaaviollisesti kuvaan 3 liittyvän relelaitteiston tarkempaa rakennetta.

20

Kuvassa 1 on esitetty lähestymiskytkimen erästä sovellutusta tunnistustilanteessa kaaviollisesti. Tällöin siis lähestymiskytkin 1 tunnistaa tunnistus-alueella olevan kohteen KO. Lähestymiskytkimeen 1 25 kuuluu ensinnäkin ainakin yksi, lähetyksen ohjauspiirillä 14, 19 ohjattava lähetinelin 8, joka lähettää ympäristöön säteilykeilan ensimmäisessä suunnassa. Edelleen lähestymiskytkin 1 käsittää ainakin yhden vastaanottoelimen 10, jonka vastaanottosuunta on 30 siten suunnattu, että se kohtaa lähetinelimen 8 säteilykeilan lähestymiskytkimen tunnistusalueella, jolloin vastaanottoelin vastaanottaa kohteesta KO takaisinheijastuvan säteilyn. Kuvassa 1 esitetyssä sovellutuksessa on myös toinen vastaanottoelin 12, 35 jonka vastaanottosuunta on siten suunnattu, että se tarkkailee tunnistusalueen ulkopuolella olevan taustan alueelta tulevaa ja/tai takaisinheijastuvaa säteilyä. Lähestymiskytkimeen kuuluu lisäksi käsittelypiiri, 5 87696 joka kuvassa 1 on katkoviivoin rajattu ja esitetty viitenumerolla 31. Kuvissa 1 ja 2 käsittelypiiri 31 on esitetty yleisessä muodossa. Sen yksityiskohtaisempi rakenne erään sovellutuksen osalta on esitetty kuvassa 5 3.

Keksinnön mukaisesti menetelmän soveltamiseksi lähestyin iskytkimeen on sijoitettu ainakin yksi tarkistava vastaanottoelin 40 sekä ainakin yksi tarkistava 10 lähetinelin 41. Edelleen lähestymiskytkimen yhteyteen on sijoitettu heijastavat elimet 42 ja 43 toisaalta lähetinelimen 8 toimintakunnon tarkistusta varten ja toisaalta tunnistusaluetta tarkkailevaa vastaanot-toelintä 10 varten ja tarvittaessa taustaa tarkkailevaa 15 vastaanottoelintä varten. Tämän lisäksi menetelmä valvoo läettimen ja vastaanottoelimien suojapintojen puhtautta. Heijastavat elimet voidaan sijoittaa lähestymiskytkimen 1 runkoon esim. sopivan tukirungon tai vastaavan 44 varaan kiinteästi. Luonnollisesti heijas-20 tavat pinnat 42, 43 tukirunkoineen voidaan tehdä myös lähestymiskytkimen suhteen liikuteltaviksi, jolloin ne tarkistustoiminnon ajaksi sijoitetaan erityisesti kuvassa 2 vahvennetuin viivoin esitettyjen viestien : aikaansaamiseen vaadittavalla tavalla. Kiinteä, 25 lähestymiskytkimen 1 suhteen liikkumaton heijastavien : pintojen 42, 43 asennus on tärkeää erityisesti kestä vyyden ja toimintavarmuuden kannalta.

Sekä tarkistava vastaanottoelin 40 että tarkistava 30 lähetinelin 41 on molemmat kytketty tarkistuspiiriin 45, jossa on kytkin 46 tai vastaava, joka tarkistus-toiminnon ajaksi suljetaan, jolloin tarkistuspiiri saa tarpeellisen ohjausvirran lähetyksen ohjauspiiriltä 14, 19. Tarkistuspiiriä 45 ja erityisesti sen kytkimen 35 46 toimintaa ohjataan testauksen ohjausyksiköstä 47, joka on varustettu ajastimella (ei esitetty) toimintakunnon tarkistuksen suorittamiseksi säädettävissä olevin määräajoin. Edelleen testauksen ohjauspiiriin 6 87696 on mahdollista päästä vaikuttamaan ulkopuolisella tarkistuspyynnöllä (nuoli 48) . Ensisijaisesti testauksen ohjauspiiriin vaikutetaan ulkopuolisella tes-tauspyynnöllä. Mikäli laitteesta, johon lähestymiskyt-5 kin liitetään, ei ole saatavissa testauspyyntöä, lähestymiskytkin tuottaa testauspyynnön automaattisesti tietyin aikavälein. Kuten kuvasta 2 havaitaan tarkistavan vastaanottoelimen 40 ulostuloon on kytketty vahvistinpiiri 49, joka vahvistaa ja muokkaa ulos-10 tuloviestin tarkistavalle lähetinelimelle 41 sopivaan muotoon. Kuvassa 2 esitetyssä sovellutuksessa lähetyksen ohjauspiiriltä 9, 14 tuleva ohjausvirtaan verrannollinen viesti kulkee siis elimien 8->40->49->46-> 41->43->10->31 kautta, jolloin viestin kulku estyy 15 edellä mainitussa ketjussa olevien vikojen tai suoja-pintojen likaisuuden johdosta, jolloin relelaitteisto 30 toimii myöhemmin selvitettävän vikatunnistuksen edellyttämällä tavalla.

20 Erityisesti kuvan 3 mukainen lohkokaavio selostetaan seuraavassa lähemmin käsittelypiirin 31 teknisen rakenteen osalta.

1. Lähetinelin .· : 25 Lähetinelin 8 muodostuu kahdesta sarjassa olevasta GaAlAs -LEDistä (Honeywell SEP 8709-304), joiden kautta kulkevaa 1,5 A virtaa ohjataan darlington-tehotransistorilla 19, joka puolestaan saa kantavirtaa 30 oskillaattorilta 14 (ajastinpiiri TI 555). Käyttämällä kahta LEDiä saadaan samalla virralla kaksinkertainen valoteho. Lähetinelimen 8 muodostavat diodit lähettävät kapeakeilasta, 20°, pulssitettua 880 nm pituista infrapunavaloa 55 mW/cm2 teholla.

Pulssin pituus on 10 μβ ja pulssisuhde (toimiaikasuhde) on 1:16. Pulssisuhdetta ja pulssin pituutta voidaan tarvittaessa säätää ajastinpiirin (ei esitetty kuvassa 35 7 87696 4) yhteydessä olevilla diodeilla ja säätövastuksella erityisesti arvojen 1:1 - 1:20 välillä. Mikrosekunnin luokkaa olevilla tai sitä lyhyemmillä pulsseilla voidaan ylittää infrapunavalodiodin tasavirta-arvot 5 jopa 10 -kertaisesti, jos pulssisuhde on alle 1:10, ja siten lisätä diodien lähetystehoa. Infrapunadiodin lämpöhäviöt eivät tänä aikana ehdi tasautua ympäristöön konvektion sekä diodin johtimien kautta tapahtuvan lämpö johtumisen välityksellä. Suurilla virroilla 10 diodin vanheneminen kuitenkin nopeutuu huomattavasti. Jos pulssisuhde on suuri, on suurin sallittu keskimääräinen häviöteho rajoittavana tekijänä pulssipi-tuudesta riippumatta. Mitä pitempi pulssi, sitä vähemmän voi huipputehoa kohottaa tasavirta-arvosta 15 pienentämällä pulssisuhdetta.

2. Vastaanottoelimet

Vastaanotto 10 ja 12 on tahdistettu lähetinelimen 8 20 kanssa kytkinpiireillä 15 ja 16. Koska vastaanottoelimet 10 ja 12 saavat valoa ainoastaan lähetyspuls-sin aikana, minimoituu taustavalojen vaikutus ja vastaanottimien signaali-kohina -suhde kasvaa.

25 Molemmissa vastaanottoelimissä 10 ja 12 on infrapuna-; valon ilmaisimena kaksi rinnakkain kytkettyä ja estosuuntaan esijännitettyä Si -valodiodia (Honeywell ____; SD 5421-002) , joiden keilanleveys on 18°. Rinnankytken- nällä saadaan valolle herkän alueen pinta-alaa suuren-30 nettua ja siten herkkyyttä lisättyä. Si -valodiodin herkkyyden maksimi, 60 μΑ/mW/cm2 säteilyvoimakkuudella 5 mW/cm2, on lähellä GaAlAs -LEDin lähetysaallonpituut-’ ta 880 nm.

35 Vastaanottoelimissä 10 ja 12 on lisäksi pienikokoinen - vahvistinosa (Texas Instruments TI TLC272CP), analogi- nen kytkin (Harris HI-303-5) , jota ohjataan viivepii-: V rillä (Toshiba 74HC132P) viivästetyllä e 87696 lähetyspulssilla, kaksi RC-integraattoria ennen instumentointivahvistinta (TI TLC274CN). Vastaanot-toelimien 10 ja 12 aktivoituminen kohteen tai häiriö-valon vaikutuksesta ilmaistaan punaisella LED -valolla.

5

Vastaanottoelimien 10 ja 12 vahvistinosista lähtö-tai tuloviestit 10a, 12a etenevät kytkinpiirien 15 ja 16 (kaksi kappaletta), joilla lähtöpulssin aikana vastaanotetut viestit 10a, 12a ohjataan ensimmäisiin 10 kondensaattoripiireihin 21a, 22a (C = 330 nF) ja lepojakson aikana oskillaattorilta 14 viivepiirin 20 kautta tulevien ohjausviestien 20b avulla toisiin kondensaattoripiireihin 21b, 22b (C = 330 nF) vastusten (R = 100 kn) kautta. Ko. ulostuloviesti 10a, 12a 15 keskiarvoistuu aikavakiolla RC (RC = 3,3 ms) piirien 21a, 22a kondensaattoreihin, joihin muodostuu ko.

vastaanottoelimen 10, 12 vahvistinosasta tulevien pulssien keskimääräiseen signaalitasoon (lähtöviestiin) verrannollinen tasajännite. Keskiarvoistuksen avulla 20 saadaan erotettua hyvin heikkokin signaali kohinasta. Rakennetun laitteen signaali-kohina -suhdetta keskiar-voistaminen parantaa kertoimella V(2RC/t) = 28, missä t on kytkimen 8 μβ pituinen kiinnipitoaika pulssin : aikana.

•T: 25

Tunnistusetäisyydelle suunnatun vastaanottoelimeen 10 ··· yhteydessä olevaan ensimmäiseen kondensaattoripiiriin 21a muodostuu kohteesta heijastuneeseen infrapunavaloon verrannollinen jännite kohteen ollessa tunnistusalueel-30 la ja toiseen kondensaattoripiiriin 21b ainoastaan . taustavalon voimakkuuteen verrannollinen jännite. Jos tunnistusalueella ei ole kohdetta, molemmissa konden-saattoripiireissä 21a ja 21b on yhtä pienet jännitteet.

: Taustaan suunnattuun vastaanottoelimeen 13 yhteydessä 35 oleviin kondensaattoreihin 22a, 22b muodostuu yhtä pienet taustan aiheuttamat jännitteet riippumatta ; siitä, onko kohde tunnistusalueella.

9 B7696

Instrumentointivahvistimilla 17 ja 18 (kaksi kappaletta) vertaillaan kondensaattoriparien 21a, 21b toisaalta ja 22a, 22b toisaalta DC-jännitteitä keskenään. Erityisesti instrumentointivahvistimen 17 lähtö on 0 V, jos 5 sen sisääntuloissa 23a, 23b on yhtä suuret jännitteet eli ko. vastaanottoelin 10 ei saa havaintoa kohteesta. Jos vastaanottoelimen 10 tunnistusalueella on este, muodostuu instrumentointivahvistimen sisääntuloon 23a itseisarvoltaan suurempi jännite kuin sisääntuloon 10 23b, jolloin instrumentointivahvistimen 17 lähtö 25 on verrannollinen sisääntulon jännite-eroon. Vastaavasti instrumentointivahvistimen 18 sisääntuloissa 24a ja 24b on yhtä suuret jännitteet silloin, kun tunnis-tusalueen läheisyydessä ei ole kohdetta. Sisääntulon 15 22a jännitteen itseisarvo nousee kohteen lähestyessä tunnistusaluetta. Tällä tavoin saadaan aikaan ns. kelluva vertailutaso, jossa tunnistusalueen ja taustan heijastuskertoimet eivät vaikuta lähestymiskytkimen ohjaustoimintoihin.

20 3. Komparaattori ia relepiiri

Komparaattorilla 27, johon kuuluu säätöpiiri 27a .· : nollapisteen ja etäisyyden hienosäätöä varten (TI

— 25 TLC272CP), vertaillaan vastaanottoelimien 10 ja 12 : ulostuloviesteihin verrannollisia signaaleita (DC- ·]· lähtöjännitetasoja) keskenään. Jos signaalit (lähdöt —: 25 ja 26) ovat erisuuret (käytännössä instrumentoin- tivahvistimen 17 lähtö 25 on suurempi kuin instrumen-30 tointivahvistimen 18 lähtö 26) , on kohde tunnistus-etäisyydellä, jolloin komparaattorin lähdön 28 tila muuttuu. Taustaan suunnatun vastaanottoelimen 12 ’·’ ' ulostuloviesti, joka käsittelyelimiin kuuluvien osien : :’· 16, 22a, 22b, 18, 27 avulla muokataan, muodostaa siis 35 ns. kelluvan vertailutason, johon varsinaisena kytkimenä toimivan vastaanottoelimen 10 ulostuloviestiä, joka käsittelyelimiin kuuluvien osien 15, 21a, 21b, 17, 27 avulla muokataan, verrataan. Komparaattorin 27 ίο 8 7 696 sisäänmenonapojen välillä on n. IV kynnysjännite. Tätä kynnysjännitettä säätämällä voidaan muuttaa tunnistusetäisyyttä. Komparaattori antaa pulssin one-shot-piirille 29 (Toshiba TC74HC132P), jonka ulostulo 5 29a vaikuttaa sen laitteen tai laitteiston toimilait teisiin, joiden yhteyteen lähestyraiskytkin on sijoitettu, esim. avaa relelaitteiston 30 (esim. Siemens ZW) ja pitää sen auki, kunnes kohde on poistunut tunnistus-alueelta.

10

Relelaitteiston 30 rakenteen osalta voidaan kuvaan 4 viitaten todeta, että lähtörele (rele A) vaihtaa tilaansa aina vastaanottoelimen 10 saadessa havainnon. Käytännössä vastaanottoelin 10 saa havainnon silloin, 15 kun kohde KO havaitaan tunnistusalueella tai toimintakunnon tarkistuksen tai testin aikana. Toimintakunnon tarkistuksen aikana oikosuljetaan releen A lähtö tarkistuksen ajaksi. Tällöin releen A lähtö ei vaikuta sen laitteen toimintaan, johon lähestymiskytkin on 20 sijoitettu. Jos tarkistus epäonnistuu, rele C päästää ja lähtöpiiri avautuu samoin kuin tavallisen havainnon aikana. Jotta edellä mainittu toiminta voidaan toteuttaa turvallisesti tarvitaan vähintään neljä relettä V : A-D.

:!· : 25 ; Releet toimivat seuraavasti: Rele A on normaalisti ··· vetäneenä, mutta se päästää aina saadessaan havainnon eli jos kohde KO on lähellä tai toimintakunnon tarkis-tus toimii. Rele B puolestaan on normaalisti päästä-30 neenä, mutta tarkistustilanteessa rele B on vetäneenä.

- Rele C on normaalisti vetäneenä, mutta päästää releen A saadessa havainnon (ei kuitenkaan testitilanteessa). Rele C pysyy vetäneenä, vaikka sitä ohjaavat kosket-- · timet olisivat pienen hetken (vähemmän kuin 500 ms) 35 auki. Releen C käämitykseen yhteydessä oleva kondensaattori syöttää releelle C virtaa niin kauan kuin ohjaavat koskettimet ovat auki. Rele C päästää pysyväs-• · ti, jos automaattinen tarkistus epäonnistuu tai 11 87696 releistä B tai D jompikumpi vioittuu jääden vetäneeseen tilaan. Rele D puolestaan on normaalisti päästäneenä, mutta se vetää aina kohteen KO havaintotilanteessa tai tarkistustilanteessa. Jos jossain releessä on 5 vikaa, lähtöpiiri aukeaa viimeistään testaustilanteessa. Tämä toiminta perustuu pakkotoimisten releiden käyttöön. Pakkotoimisissa releissä A-D releen kosket-timet pysyvät koko ajan toisiinsa nähden samassa asennossa. Ko. releen koskettimet on mekaanisesti 10 kiinnitetty toisiinsa lujasti niin, että edes normaaleissa vikatapauksissa tämä tilanne ei muutu. Jos esim. releen yksi kosketin hitsautuu kiinni (esim. ylisuuren virran seurauksena) eivät pakkotoimisen releen mitkään koskettimet enää pääse liikkumaan. 15 Tavallisessa releessä kyseisessä viassa ehjät koskettimet saattavat vielä liikkua. Pakkotoimisia releitä käytetään hyväksi hyödyntämällä varsinaisen ohjauksen kanssa samaan tapaan liikkuvia muita koskettimia (vikatilanteessa nekään eivät enää liiku).

20 4. Toimintakunnon tarkistus relelaitteistolla

Tarkistuksen aluksi rele B päästää. Tämän jälkeen tarkistuspulssi ohjataan lähetinelimelle 8. Releen A 25 päästäessä tulee testin päättyä. Rele D vetää ja tämän jälkeen rele A vetää. Edellä esitettyjen vaiheiden jälkeen rele D päästää ja lopuksi rele B päästää.

____: Näiden toimintojen jälkeen lähestymiskytkin 1 voi jälleen normaalisti havaita kohteita.

30 . Tarkistus saa kestää korkeintaan n. 300 ms. Tänä aikana tulee releiden A, B ja D käydä toisessa asennossa. Releen C pitoajan on oltava selvästi pitempi kuin testausaika. Käytettäessä relelaitteistossa releen C 35 käämityksen yhteydessä 470 mikrofaradin kondensaattoria saadaan releen C pitoajaksi n. 500 ms (aika riippuu releen impedanssista).

12 87696

Yleisesti voidaan todeta, että optiset lähestymiskyt-kimet on suunniteltu turvalaitteiksi, joten niissä olevien, lähestymiskytkimen toimintaan olennaisesti vaikuttavien komponenttien vikaantumista pitää valvoa 5 automaattisesti. Keksinnön mukaisessa menetelmässä valvonta perustuu automaattiseen tarkistukseen, jolla testataan ja tarkistetaan kaikki tunnistusalueella olevan kohteen havaitsemisen kannalta kriittiset toiminnat. Tarkistus voidaan tehdä vaihtoehtoisesti 10 joko määräajoin, esim. aina n. 10 min kuluttua edellisestä testauksesta tai havainnosta (aika on säädettävissä) tai ulkoisen testauspyynnön ohjaamana. Näin ollen menetelmää sovellettaessa voidaan tarkistukset ja testaukset suorittaa ensinnäkin lähetyksen oh-15 jauspiirin 14, 19 toimintakunnon osalta. Toiseksi menetelmällä voidaan tarkistaa lähetinelimen 8 toimintakunto ja suojapintojen puhtaus. Edelleen menetelmällä voidaan tarkistaa erityisesti tunnistusaluetta tarkkai-levan vastaanottoelimen 10 toimintakunto sekä koko 20 käsittelypiirin 31 kunto siltä osin, kuin se liittyy erityisesti vastaanottoelimen 10 ulostuloviestin käsittelyyn ja siirtoon relelaitteistolle 30. Kun menetelmässä vielä relepiirissä 30 olevan kytkennän « · · *.· : (kuva 4) avulla tarkistuksen ajaksi oikosuljetaan : 25 normaalin havaintotilanteen rele, joka ohitetaan, : : : voidaan tarkistus suorittaa ilman, että se vaikuttaa V sen laitteen toimintaan, johon lähestymiskytkin on yhdistetty ohjaamaan ko. laitteen toimintoja. Tarkis-tustilanne on varmistettu siten, että jos oikosulku 30 relelaitteistossa kestää liian pitkään, varmistava rele C avautuu. Näin ollen lähestymiskytkin on varmis-... tettu kokonaisuudessaan siten, että havainnon kannalta ] * kriittisiin toimintoihin osallistuvan yksittäisen : : komponentin vika havaitaan viimeistään tarkistustilan- 35 teessä.

» * * 13 8 7 696

Edellä esitetystä selityksestä käynee alan asiantuntijalle ilmeiseksi, että lähestymiskytkimen toimintakunnon tarkistus voidaan suorittaa myös erillisillä 5 tarkistuspiireillä esim. siten, että lähetinelimen toimintakunnon tarkistus ja sitä seuraavat käsit-telypiirin 31 ohjaustoiminnot voidaan suorittaa erillään vastaanottoelimen 10 tarkistustoiminnoista vastaavista käsittelypiirissä tapahtuvista toimintakun-10 non vaatimista ohjaustoiminnoista.

Claims (10)

14 87696

1. Menetelmä optisella periaatteella toimivassa 5 lähestymiskytkimessä, jossa käytetään: - ainakin yhtä lähetinelintä (8), joka lähettää ympäristöön säteilykeilan ensimmäisessä suunnassa, - ainakin yhtä vastaanottoelintä (10), jonka vas- 10 taanottosuunta on siten suunnattu, että se kohtaa lähetinelimen (8) säteilykeilan lähestymiskytkimen (1) tunnistusalueella ja - käsittelypiiriä (31) mainitun ainakin yhden vas-taanottoelimen (10) ulostuloviestin käsittelemiseksi 15 tunnistusalueella vallitsevan tilanteen selvit tämiseksi , tunnettu siitä, että lähestymiskytkimen toimin takunnon tarkistamiseksi menetellään seuraavasti: 20 sijoitetaan mainitun ainakin yhden lähetinelimen (8) säteilykeilan vaikutuspiiriin ainakin yksi heijastava elin (42), .· : - sijoitetaan heijastavasta elimestä (42) takaisin- 25 hei jastuvan säteilyn vaikutuspiirin alueelle ainakin ; : yksi tarkistava vastaanottoelin (40), ja :· - kytketään mainitun ainakin yhden tarkistavan ·;··· vastaanottoelimen (40) sisältävä tarkistuspiiri (45) toimintaan tietyin väliajoin, jolloin mainitun 30 ainakin yhden tarkistavan vastaanottoelimen (40) . ulostuloviestin perusteella ohjataan lähestymiskyt kimen (1) käsittelypiiriä (31). ‘ 2. Menetelmä optisella periaatteella toimivassa 35 lähestymiskytkimessä, jossa käytetään ainakin yhtä lähetinelintä (8), joka lähettää ympäristöön säteilykeilan ensimmäisessä suunnassa, 15 87696 ainakin yhtä vastaanottoelintä (10), jonka vas-taanottosuunta on siten suunnattu, että se kohtaa lähetinelimeen säteilykeilan lähestymiskytkimen (1) tunnistusalueella ja 5. käsittelypiiriä (31) mainitun ainakin yhden vas- taanottoelimen (10) ulostuloviestin käsittelemiseksi tunnistusalueella vallitsevan tilanteen selvittämiseksi, 10 tunnettu siitä, että lähestymiskytkimen (1) toimintakunnon tarkistamiseksi menetellään seuraavasti: sijoitetaan lähestymiskytkimen (1) yhteyteen ainakin yksi tarkistava lähetinelin (41), 15. sijoitetaan mainitun ainakin yhden tarkistavan lähetinelimen säteilykeilan vaikutuspiiriin ainakin yksi heijastava elin (43), sijoitetaan mainittu ainakin yksi tarkistava lähetinelin (41) ja mainittu ainakin yksi heijastava 20 elin (43) siten, että mainittu ainakin yksi vas- taanottoelin (10) sijoittuu heijastavasta elimestä (43) takaisinheijastuvan säteilyn vaikutuspiirin alueelle ja kytketään mainitun ainakin yhden tarkistavan 25 lähetinelimen (41) sisältävä tarkistuspiiri (45) ; ·'· toimintaan tietyin väliajoin, jolloin mainitun ainakin yhden vastaanottoelimen (10) ulostuloviestin perusteella ohjataan lähestymiskytkimen (1) käsittelypiiriä (31). 30

3. Menetelmä optisella periaatteella toimivassa lähestymiskytkimessä, jossa käytetään - ainakin yhtä lähetinelintä (8), joka lähettää 35 ympäristöön säteilykeilan ensimmäisessä suunnassa, - ainakin yhtä vastaanottoelintä (10), jonka vas-taanottosuunta on siten suunnattu, että se kohtaa t ie B7696 lähetinelimen (8) säteilykeilan lähestymiskytkimen (1) tunnistusalueella, ja - käsittelypiirin (31) mainitun ainakin yhden vas-taanottoelimen (10) ulostuloviestin käsittelemiseksi 5 tunnistusalueella vallitsevan tilanteen selvit tämiseksi, tunnettu siitä, että lähestymiskytkimen toimin takunnon tarkistamiseksi menetellään seuraavasti: 10 sijoitetaan mainitun ainakin yhden lähetinelimen (8) säteilykeilan vaikutuspiiriin ainakin yksi heijastava elin (42), sijoitetaan mainitusta heijastavasta elimestä (42) 15 takaisinhei jastuvan säteilyn vaikutuspiirin alueelle ainakin yksi tarkistava vastaanottoelin (40), sijoitetaan lähestymiskytkimen (1) yhteyteen ainakin yksi tarkistava lähetinelin (41), sijoitetaan mainitun ainakin yhden tarkistavan 20 lähetinelimen (41) säteilykeilan vaikutuspiiriin ainakin yksi heijastava elin (43), sijoitetaan mainittu ainakin yksi tarkistava lähetinelin (41) ja mainittu ainakin yksi heijastava elin (43) siten, että mainittu ainakin yksi vas-25 taanottoelin (10) sijoittuu heijastavasta elimestä (43) takaisinheijastuvan säteilyn vaikutuspiirin alueelle, ja kytketään mainitun ainakin yhden tarkistavan vastaanottoelimen (40) ja/tai mainitun ainakin yhden 30 tarkistavan lähetinelimen (41) sisältävä ainakin yksi tarkistuspiiri (45) toimintaan tietyin väliajoin mainittujen ainakin yhden lähetinelimen (8) ja ainakin yhden vastaanottoelimen (10) toimintakun-•:· non tarkistamiseksi samanaikaisesti, jolloin 35 mainitun ainakin yhden tarkistavan vastaanottoelimen (40) ulostuloviestin ja/tai mainitun ainakin yhden 17 87696 vastaanottoelimen (10) ulostuloviestin perusteella ohjataan lähestymiskytkimen (1) käsittelypiiriä (31).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan mainittu ainakin yksi tarkistava vastaanottoelin (40) ja mainittu ainakin yksi lähetinelin (41) yhteiseen tarkistuspiiriin (45) siten, että mainitun ainakin yhden tarkistavan vas-10 taanottoelimen (40) ulostulo on kytketty mainitun ainakin yhden lähetinelimen (41) sisäänmenoon ja että kytkin (46) tai vastaava sijoitetaan tarkistuspiiriin (45) mainittujen osien (40, 41) väliin.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan tarkistuspiiriin (45) vahvistinpiiri (49) tarkistavan vastaanottoelimen (40) ulostuloviestin vahvistamiseksi ja muokkaamiseksi tarkistavalle lähetinelimelle (41) lähetystarkoitukses-20 sa soveltuvaksi tarkistuspulssiksi.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan heijastava ',· : elin (42, 43) ainakin toinen niistä kiinteästi lähes- : 25 tymiskytkimen (1) yhteyteen sopivimmin tukirungon (44) varaan.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan rinnan 30 kytketty kytkinjärjestely, sopivimmin releistä (A, B) tai näiden kanssa sarjassa olevista koskettimista ' muodostuva järjestely, joka on yhteydessä lähestymis kytkimen (1) yhteydessä olevan laitteen toimintoja ohjaavaan piiriin, käsittelyelimien (31) yhteyteen . · 35 siten, että I pidetään ensimmäinen kytkinelin (A) lähestymiskytkimen (1) normaalin toiminnan aikana kytkettynä is 87696 lähestymiskytkimeen (1) liittyvän laitteen toimintojen ylläpitämiseksi, ja toinen kytkinelin (B) avattuna, II suljetaan tarkistustoiminnon aloitusvaiheessa 5 toinen kytkinelin (B) lähestymiskytkimeen (1) liittyvän laitteen toimintojen ylläpitämiseksi tarkistustoiminnon aikana, III suoritetaan tarkistustoiminto, jolloin kytkinelin (A) saa tarkistukseen liittyvän ohjauksen, joka 10 muuttaa sen tilan avoimeksi tarkistuspulssin läpäistessä tarkistuspiirin (45) ja käsittelypiirin (31), IV palautetaan tarkistustoiminnon jälkeen kytkinelimet (A, B) lähestymiskytkimen (1) normaalin toiminnan 15 mukaisiin asentoihin, jolloin ensimmäinen kyt kinelin (A) tunnistusalueella olevan kohteen (KO) tunnistuksen yhteydessä avautuu katkaisten laitteen toimintoja ohjaavan piirin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan tarkistustoiminnon aikana aikaviiveellä toimiva kolmas kytkinelin (C) , sopivimmin rele, sarjaan kytkinjärjestelyn (A, B) , kanssa, jolloin 25. pidetään kolmas kytkinelin (C) kytkettynä lähes- ; tymiskytkimen (1) normaalin toiminnan aikana lähestymiskytkimeen (1) liittyvän laitteen toimin------ tojen ylläpitämiseksi, - sovitetaan kolmas kytkinelin (C) aukeamaan tarkis- 30 tustoiminnon aikana sallitun tarkistustoiminnon kestoajan jälkeen, ellei vaihe III (patenttivaatimus 7) toteudu.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että - määritellään tarkistustoiminnon sallituksi kes-toajaksi korkeintaan 300 ms ja is 87696 määritellään kolmannen kytkinelimen (C) aikaviive suuremmaksi kuin 300 ms, sopivimmin n. 500 ms.

10. Patenttivaatimusten 7 tai 8 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että muodostetaan kytkinelimet (A, B, C) pakkotoimisista releistä. 20 8 7 696