JP2002518762A - 無線センサを備えた自動化システム - Google Patents

無線センサを備えた自動化システム

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JP2002518762A JP2000555223A JP2000555223A JP2002518762A JP 2002518762 A JP2002518762 A JP 2002518762A JP 2000555223 A JP2000555223 A JP 2000555223A JP 2000555223 A JP2000555223 A JP 2000555223A JP 2002518762 A JP2002518762 A JP 2002518762A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、加工装置（２）、特に製造装置を制御する制御装置（１）と、加工装置（２）から制御装置（１）へセンサデータを伝送するための少なくとも１つのセンサ（３、４）とを備えた自動化システム（１、２）に関する。センサを配設する際の費用を減少させるために、センサ（３、４）が無線送信装置（８）と無線受信装置（９）とを有し、これらが制御装置（１）に接続された無線受信装置（９）にセンサデータ（１１）を無線伝送するために設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、加工装置、特に製造装置を制御する制御装置と、加工装置から制御
装置へセンサデータを伝送するための少なくとも１つのセンサとを備えた自動化
システムに関する。
【０００２】 本発明はさらに請求項９の前文に記載のセンサに関する。
【０００３】 この種の自動化システムは例えば建築、梱包又は倉庫の分野で使用される製造
装置又は自動化システムである。特定の運転状態を検出するためには、例えば加
工装置の特定の部分の位置を決定し、場合によっては必要な制御措置を施すため
に制御装置に伝送するセンサが必要である。センサは直接制御装置に配線される
か又はデータバスを介して制御装置に配線される。
【０００４】 本発明の課題はセンサを配設する際の費用を減少させることにある。
【０００５】 この課題は請求項１及び９に記載された特徴事項によって解決される。
【０００６】 センサを配設するためには、無線送信装置を備えたセンサを所望の測定個所に
配置することを必要とするだけである。センサデータを、制御装置の範囲に設け
られた無線受信装置に伝送するためのデータ伝達のためには、それゆえ如何なる
配線費用も必要とされない。全体としてはセンサの据付けはセンサデータを制御
装置に伝送するための如何なる配線費用も必要としない。センサデータは無線イ
ンタフェースを介して加工装置の場所に配置されたセンサの送信装置から制御装
置の場所に配置された受信装置に伝送される。
【０００７】 逆方向への、すなわち制御装置からセンサへの伝送は、センサの無線送信装置
と無線受信装置とが無線送受信装置として形成され、加工装置の範囲に配置され
た無線受信装置がセンサを駆動するための駆動データを受信するために設けられ
ることによって簡単に可能になる。
【０００８】 多数のセンサを接続するためのハードウエア費用の減少は、無線受信装置が制
御装置の一部であり、１つ又は複数のセンサのセンサデータの受信手段を有する
ことによって保証される。
【０００９】 １つ又は複数のセンサを制御装置に接続するためには、無線受信装置が、複数
のセンサのセンサデータを受信するために設けられ制御装置に直接又はデータバ
ス接続を介して結合可能である無線受信モジュールの一部であってもよい。
【００１０】 センサの無線インタフェースを介する確実なデータ交信は、データ検出のため
に無線センサと無線モジュールとの間で伝送されるデータプロトコルが、センサ
の識別標識のための第１のデータ範囲と伝達されるべきセンサデータの標識のた
めの第２のデータ範囲とを有することによって保証される。
【００１１】 同様に、無線インタフェースを介するセンサの確実な駆動は、制御のために無
線モジュールとセンサとの間で伝送されるデータプロトコルが、センサの識別標
識のための第１のデータ範囲と伝達されるべき制御データの標識のための第２の
データ範囲とを有することによって可能である。
【００１２】 センサデータの伝送費用はセンサデータ及び/又は制御データが２値信号から
構成されていることによって僅かになる。伝送されべきセンサデータもしくは制
御データ費用に応じて、このために必要なデータ範囲が例えばたたの１ビットで
あってもよい。この場合には２つの状態０、１の標識が可能である。
【００１３】 センサを作動させるための配線費用は、センサの送信装置への電流供給に必要
なエネルギーが電磁放射によって特に制御装置からセンサへ伝送されることによ
って減少する。
【００１４】 以下において本発明を図面に示された実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は自動化システムの原理図の第１実施例を示す。 図２ａは無線センサから無線モジュールへセンサデータを伝送するためのデー
タプロトコルを示す。 図２ｂは無線モジュールからセンサへ制御データを伝送するためのデータプロ
トコルを示す。 図３は自動化システムの第２実施例を示す。 図４はデータバスとの接続部を備えた自動化システムの他の実施例を示す。 図５は中央データバス無線モジュールを備えた自動化システムの他の実施例を
示す。
【００１５】 図１は例えば製造を自動化する際に使用される自動化システムの第１実施例を
示す。この自動化システムは主として加工装置、例えば製造装置２とこの製造装
置２を制御する制御装置１とから構成されている。製造装置２の範囲にはセンサ
３、４が設けられている。センサ３、４はセンサデータ（例えば製造装置２の特
定の部分の位置決めに関する測定データ）を検出するために使われる。センサ３
、４はそれぞれ無線送信装置８を有しており、この無線送信装置８は無線インタ
フェース６、７を介してセンサ３、４によって検出されたセンサデータを自動化
システム１へ伝送する。このために自動化システム１は無線受信装置９を備えた
センサ受信部５を有しており、このセンサ受信部５は以下においては無線モジュ
ールとも呼ばれる。無線受信装置９は無線インタフェース６、７を介して伝送さ
れたセンサデータを受信するのに使われ、そのセンサデータは自動化装置におい
て継続処理される。接続線１６によって、制御装置１が補助的なデータ交換のた
めに加工装置２に接続されることを示している。
【００１６】 センサ３、４の主要な任務は、検出されたセンサデータ、例えば閉ざされた又
は開かれた弁の位置を２値情報として、すなわち弁が開かれている場合に「０」
、弁が開かれている場合に「１」を制御装置１に伝達することにある。しかしな
がら、送信装置８及び受信装置９が、それぞれ複合形送信―受信部が設けられ、
それにより双方向のデータ交信が無線インタフェース６、７を介して可能である
ように形成されていると有利である。制御装置１から製造装置２へ通信できるこ
とによって、センサ３、４の測定データすなわちその状態を制御装置１へ伝送す
るようにセンサ３、４に要求することができる。特定のセンサ３、４の適確な選
定を可能にするために、それぞれのセンサには、それぞれのセンサ３、４の一義
的な識別を可能にする特定の識別子が割当てられている。センサ３、４はセンサ
データを伝送するためのこのような要求に基づいて例えば二重チャネルを介して
直接制御装置へのセンサデータの伝送を行うことができる。センサデータの伝送
が独立した無線チャネルを介して行われる場合、センサ３、４は本来のセンサデ
ータの伝送の前に先ず対応するセンサへの測定データの割当てを可能にする識別
子を送信する（図２ｂ参照）。２値無線センサ３、４の設置の利点は、センサ３
、４の配設に関して加工装置２と制御装置１の間のデータ接続の配線費用が全く
必要とされない点にある。使用領域に応じて、センサ３、４へのエネルギー供給
に必要な電流供給は場合によっては例えばアキュムレータ、凝縮器等のようなエ
ネルギー蓄積器と組合わせて太陽電池によって行うことができる。さらにその代
わりに又はそれに追加して、センサ３、４への電流供給を同様に電磁方式に基づ
いてセンサ３、４への無線によって伝送することも可能である。
【００１７】 図２ａはデータプロトコル１０、１１の原理図を示す。このデータプロトコル
１０、１１は加工装置２の範囲に配置されたセンサ３、４から制御装置１の範囲
に配置された受信モジュール５へセンサデータ１１を伝送する（図１参照）。デ
ータプロトコル１０、１１はセンサ３、４の識別標識のための第１のデータ範囲
１０と伝達されるべきセンサデータの標識のための第２のデータ範囲とから構成
されている。第１のデータ範囲１０はそれぞれのセンサを一義的に識別可能にす
る４桁の識別子Ｉ１・・Ｉ４を有している。第２のデータ範囲は２進数から構成
されたセンサデータＳ１・・Ｓ３を含み、このセンサデータが例えば製造装置２
の特定の位置データを表わす。
【００１８】 図２ｂは図２ａと同様のデータプロトコル１２、１３を示す。このデータプロ
トコル１２、１３は制御装置１から無線インタフェース６、７を介して加工装置
のセンサ３、４に伝達される。第１のデータ範囲１２に同様に識別情報Ｉ１・・
Ｉ４が含まれており、一方第２のデータ範囲１３は制御データＡ１・・Ａ３を含
んでいる。制御データ１３は特にセンサに現在のセンサデータを出力するように
要求するのに使われる。このように１つのセンサが適確に応答することは、セン
サの無線受信装が必要な場合にだけセンサデータを制御装置へ伝送すればよいと
いう利点を有する。無線送信装置のエネルギー消費はこれによって最少に減少さ
せることができる。
【００１９】 図３は自動化システムの他の実施例を示す。この自動化システムは主として加
工装置２とこれに付設された制御装置１とから構成されている。加工装置２の範
囲には無線インタフェース６、７を介して無線モジュール５に接続可能であるセ
ンサ３、４が設けられている。無線モジュール５は制御装置１に範囲に配置され
るか又はこれに接続されている。
【００２０】 受信装置が多数のセンサ信号を受信するために使われる図１に示された実施例
とは異なり、図３に示された実施例においてはそれぞれ独立した無線モジュール
５ａ，５ｂが設けられている。加工装置の範囲に配置されたセンサ３は無線イン
タフェース６を介して受信装置５ａと通信し、一方センサ４は無線インタフェー
ス７を介して無線モジュール５ｂと通信する。重複説明を避けるために、自動化
システムの機能に関しては図１、２ａ、２ｂに関連して既に行われた説明を参照
されたい。
【００２１】 図４は自動化システムの別の実施例を示す。この自動化システムは加工装置２
と制御装置１とから構成されている。加工装置２の範囲には無線インタフェース
６、７を介して無線モジュール５と通信するセンサ３、４が設けられている。無
線モジュール５はデータバス１４に接続されており、このデータバス１４は制御
装置１に接続されている。
【００２２】 データバス１４は、とりわけ測定信号の伝送に使われ製造自動化装置の分野で
は知られているいわゆるアクチェータ―センサインタフェースである。データ１
４には図４に示された無線モジュール５の他に別のセンサ等も接続できるが、こ
のことは図４には概要を理解し易くする理由から詳細には示されていない。
【００２３】 図５は主として制御装置１と加工装置２とから構成されている自動化システム
の他の実施例を示す。さらに、図４の実施例と同様にデータ１４が設けられてい
る。データ１４にはデータバス無線モジュール１５が接続され、データバス無線
モジュール１５には送受信装置９を備えたセンサ―アクチェータ無線モジュール
５が接続されている。センサ―アクチェータ無線モジュール５は無線インタフェ
ース７を介して加工装置２の範囲に配置されたセンサ３、４と通信する。これら
のセンサ３、４は同様に送受信装置８を有している。
【００２４】 図５に示された構成の利点は、無線インタフェース７を介して伝達すべきセン
サデータもしくは制御データの結合が中央でデータバス無線モジュール１５を介
して行われる点にある。センサ３、４の接続費用がそれゆえ低減する。さらに構
成されているデータバスへの接続の互換性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動化システムの第１実施例を示す概略図。
【図２】 ａは無線センサから無線モジュールへセンサデータを伝送するためのデータプ
ロトコルを示す概略図、ｂは無線モジュールからセンサへ制御データを伝送する
ためのデータプロトコルを示す概略図。
【図３】 自動化システムの第２実施例を示す概略図。
【図４】 データバスとの接続装置を備えた自動化システムの第３実施例を示す概略図。
【図５】 中央データバス無線モジュールを備えた自動化システムの第４実施例を示す概
略図。
【符号の説明】
１ 制御装置 ２ 加工装置、製造装置 ３、４ センサ ５ センサ受信部、無線モジュール ６、７ 無線インタフェース ８ 無線送信装置 ９ 無線受信装置 １０ データプロトコル、第１のデータ範囲 １１ データプロトコル、第２のデータ範囲 １２ データプロトコル、第１のデータ範囲 １３ データプロトコル、第２のデータ範囲 １４ データバス １５ データバス無線モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F073 AA40 AB01 BB01 BC02 CC03 CC05 CC12 CD17 DD02 DE13 EE12 GG01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工装置（２）、特に製造装置を制御する制御装置（１）と
    、加工装置（２）から制御装置（１）へセンサデータ（１１）を伝送するための
    少なくとも１つのセンサ（３、４）とを備えた自動化システム（１、２）におい
    て、センサ（３、４）が無線送信装置（８）と無線受信装置（９）とを有し、こ
    れらが制御装置（１）に接続された無線受信装置（９）にセンサデータ（１１）
    を無線伝送するために設けられていることを特徴とする自動化システム（１、２
    ）。
  2. 【請求項２】 センサ（３、４）の無線送信装置（８）と無線受信装置（９
    ）とが無線送受信装置として形成され、加工装置（２）の範囲に配置された無線
    受信装置がセンサを駆動するための駆動データを受信するために設けられている
    ことを特徴とする請求項１記載の自動化システム。
  3. 【請求項３】 無線受信装置（９）が制御装置（１）の一部であり、１つ又
    は複数のセンサ（３、４）のセンサデータの受信手段を有することを特徴とする
    請求項１又は２記載の自動化システム。
  4. 【請求項４】 無線受信装置（９）が、複数のセンサのセンサデータを受信
    するために設けられ制御装置（１）に直接又はデータバス接続を介して結合可能
    である無線受信モジュールの一部であることを特徴とする請求項１又は２記載の
    自動化システム。
  5. 【請求項５】 データ検出のために無線センサ（３、４）と無線モジュール
    （５）との間で伝送されるデータプロトコル（１０、１１）が、センサ（３、４
    ）の識別標識のための第１のデータ範囲（１０）と伝達されるべきセンサデータ
    （１１）の標識のための第２のデータ範囲（１１）とを有していることを特徴と
    する請求項１乃至４の１つに記載の自動化システム。
  6. 【請求項６】 制御のために無線モジュール（５）とセンサ（３、４）との
    間で伝送されるデータプロトコル（１２、１３）が、センサ（３、４）の識別標
    識のための第１のデータ範囲（１２）と伝達されるべき制御データ（１３）の標
    識のための第２のデータ範囲（１３）とを有していることを特徴とする請求項１
    乃至５の１つに記載の自動化システム。
  7. 【請求項７】 センサデータ（１１）及び/又は制御データ（１３）が２値
    信号から構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の自動化
    システム。
  8. 【請求項８】 センサの送信装置への電流供給に必要なエネルギーが電磁放
    射によって特に制御装置（１）からセンサ（３、４）へ伝送されることを特徴と
    する請求項１乃至７の１つに記載の自動化システム。
  9. 【請求項９】 加工装置（２）、特に製造装置を制御する制御装置（１）を
    備え、加工装置（２）から制御装置（１）へセンサデータ（１１）を伝送するた
    めのセンサ（３、４）が設けられている自動化システム（１、２）用のセンサに
    おいて、センサ（３、４）が無線送信装置（８）と無線受信装置（９）とを有し
    、これらが制御装置（１）に接続された無線受信装置（９）にセンサデータ（１
    １）を伝送するために設けられていることを特徴とする自動化システム用のセン
    サ。
  10. 【請求項１０】 センサ（３、４）の無線送信装置（８）と無線受信装置と
    がそれぞれ無線送受信装置として形成され、加工装置（２）の範囲に配置された
    無線受信装置がセンサを駆動するための駆動データを受信するために設けられて
    いることを特徴とする請求項９記載のセンサ。
JP2000555223A 1998-06-15 1999-06-02 無線センサを備えた自動化システム Withdrawn JP2002518762A (ja)

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