DE19933812A1 - Verfahren und Anordnung zum Konfigurieren eines Sensors, Sensor hierzu sowie System für eine eine Vielzahl von Sensoren aufweisende Maschine - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Konfigurieren eines Sensors vorgeschlagen, wobei der Sensor (1.1...1.s) im Sensor-Modus detektierte Sensordaten (SD) fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten (SDM) vergleicht. Der Sensor schaltet vom Sensor-Modus in einen Konfigurations-Modus um, sobald eine Daten-Übereinstimmung festgestellt wird. Die den charakteristischen Sensordaten (SDM) nachfolgenden Daten werden zur Konfiguration des Sensors (1.1...1.s) verwendet. Nach Erhalt dieser Konfigurations-Daten wird wieder in den Sensor-Modus gewechselt. DOLLAR A Ferner wird ein konfigurierbarer Sensor vorgeschlagen, wobei ein Vergleicher (3) vorgesehen ist, der von einem Aufnehmer (2) detektierte Sensordaten (SD) fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten (SDM) vergleicht und wobei eine Auswerteelektronik (4) zur Konfiguration vorgesehen ist, welche der Vergleicher (3) zeitweise mit empfangenen Sensordaten beaufschlagt, sobald eine Daten-Übereinstimmung auftritt. DOLLAR A Vorteilhaft können zusätzliche Programmier-Schnittstellen für die Konfiguration von Sensoren eingespart werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zum Konfigurie­ ren eines Sensors, auf einen Sensor hierzu und auf ein System für eine eine Vielzahl von Sensoren aufweisende Maschine.

Die Erfindung kann beispielsweise bei einem Industrieroboter, einem Herstellungsau­ tomaten oder Fertigungsautomaten verwendet werden, welcher eine Vielzahl von Nä­ herungssensoren/Näherungsschaltern aufweist. Die Erfindung unterstützt eine drahtlo­ se Informationsübertragung zwischen einer Basisstation mit angeschlossenem Prozeß­ rechner und einer Vielzahl von Näherungssensoren/Näherungsschaltern. Als Sensoren können beispielsweise auch Temperaturmeßsensoren, Druckmeßsensoren, Strom­ meßsensoren oder Spannungsmeßsensoren verwendet werden.

Außer bei Industrierobotern, Herstellungsautomaten und Fertigungsautomaten kann die Erfindung auch bei Automationssystemen, Steuer/Regelsystemen, Fernsteuersyste­ men, Schutz- und Sicherheitssystemen (beispielsweise bei Freiluft- oder Innenraum- Schaltanlagen), Alarmsystemen, Zustandsüberwachungs-Systemen, in der Roboter­ technik oder ganz allgemein bei Maschinen/Maschinensystemen zum Einsatz gelan­ gen.

Zur Konfiguration (Strukturierung, Verschaltung, Parametrierung) eines konfigurierba­ ren Sensors ist üblicherweise eine eigene Programmier-Schnittstelle erforderlich. Ins­ besondere bei einem System mit einer Vielzahl von konfigurierbaren Sensoren gestal­ tet sich die Konfiguration der einzelnen Sensoren umständlich, was einen unnötig ho­ hen Zeit- und Kostenaufwand zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Konfigurieren eines Sen­ sors anzugeben, das ohne eine eigene Programmier-Schnittstelle auskommt.

Des weiteren soll ein dementsprechend geeigneter Sensor vorgeschlagen werden.

Außerdem soll ein dementsprechend ausgebildetes System für eine eine Vielzahl von Sensoren aufweisende Maschine angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Konfigurieren eines Sensors gelöst, wobei der Sensor im Sensor-Modus detek­ tierte Sensordaten fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespei­ cherten, vorgegebenen Sensordaten vergleicht, wobei er vom Sensor-Modus in einen Konfigurations-Modus umschaltet, sobald eine Daten-Übereinstimmung festgestellt wird, wobei die den charakteristischen Sensordaten nachfolgenden Daten zur Konfigu­ ration des Sensors verwendet werden und wobei nach Erhalt dieser Konfigurations- Daten wieder in den Sensor-Modus gewechselt wird.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Sensors erfindungsgemäß durch einen konfigurier­ baren Sensor gelöst, wobei ein Vergleicher vorgesehen ist, der von einem Aufnehmer detektierte Sensordaten fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, ge­ speicherten, vorgegebenen Sensordaten vergleicht und wobei eine Auswerteelektronik zur Konfiguration vorgesehen ist, welche der Vergleicher zeitweise mit empfangenen Sensordaten beaufschlagt, sobald eine Daten-Übereinstimmung auftritt.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Systems erfindungsgemäß durch ein System für ei­ ne eine Vielzahl von konfigurierbaren Sensoren aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat, gelöst,

• - wobei die Sensoren Mittel aufweisen, welche im Sensor-Modus eine drahtlose Über­ tragung von detektierten Sensordaten an eine Zentralstation vornehmen,
• - wobei jeder Sensor die detektierten Sensordaten fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten vergleicht,
• - wobei jeder Sensor vom Sensor-Modus in einen Konfigurations-Modus umschaltet, sobald er eine Daten-Übereinstimmung feststellt,
• - wobei jeder Sensor die den charakteristischen Sensordaten nachfolgenden Sensor­ daten zu seiner Konfiguration verwendet und
• - wobei der konfigurierte Sensor anschließend wieder in den Sensor-Modus wechselt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zusätzli­ che Programmier-Schnittstellen für die Konfiguration von Sensoren eingespart werden. Die Konfiguration gestaltet sich sehr einfach und nicht Zeit- und kostenaufwendig. Die Erfindung erhöht nur in geringem Maß die Komplexität der Sensoren und gewährleistet die gewünschte Konfiguration in zuverlässiger Weise. Die geschaffenen Sensoren sind einfach aufgebaut, zuverlässig, robust und preiswert produzierbar. Die Erfindung ist insbesondere bei einem System mit einer Vielzahl von drahtlosen Sensoren von gro­ ßem Vorteil, da die drahtlose Übertragung unterstützt wird und die Sensoren nicht zu­ sätzlich mit einer elektrischen, nur zur Konfiguration dienenden Schnittstelle auszurü­ sten sind.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sensor,

Fig. 2 eine Anordnung mit einer Zentralstation und einer Vielzahl von Sensoren.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Sensor dargestellt. Der Sensor 1.1 weist einen Aufnehmer 2 (Sensorkopf) auf, der eine Sensor-Umgebung 6 detektiert und entsprechende Sensordaten SD an einen Vergleicher 3 weiterleitet. Während des nor­ malen Betriebes befindet sich der Sensor 1.1 im Sensor-Modus (Standard-Einstellung). Der Vergleicher 3 überprüft die eingangsseitig erhaltenen Sensordaten SD auf Über­ einstimmung mit gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten SDM. Ausgangsseitig be­ aufschlagt der Vergleicher 3 eine Auswerteeinheit 4 (Meßumformer, Meßschaltung, Meßverstärker, Mikrorechner) mit den Sensordaten SD.

Die Auswerteeinheit 4 gibt ausgangsseitig den Sensordaten SD entsprechende Sensor- Ausgangssignale SA (Meßergebnisse) ab. Die Sensor-Ausgangssignale SA können über eine elektrische Leitung beispielsweise an einen Prozeßrechner weitergeleitet werden, vorzugsweise erfolgt jedoch eine drahtlose Abstrahlung der Sensor-Ausgangs­ signale über Funksignale.

Sobald der Vergleicher 3 eine Übereinstimmung der erhaltenen Sensordaten SD mit den gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten SDM feststellt, gibt er einen Umschalt­ befehl U (Befehlssignal) an die Auswerteelektronik 4 ab. Dieser Umschaltbefehl U be­ wirkt eine Umschaltung der Auswerteelektronik 4 und damit des Sensors 1.1 vom Sen­ sor-Modus in den Konfigurations-Modus. Diejenigen Sensordaten SD, die während ei­ ner gewissen vorgegebenen Zeitspanne nach Erhalt der mit SDM übereinstimmenden Sensordaten SD empfangen werden, werden als Konfigurationsdaten interpretiert, ge­ langen über den Vergleicher 3 wiederum zur Auswerteelektronik 4 und werden dort zur Konfiguration des Sensors 1.1 herangezogen, ausgewertet und abgespeichert.

Unter der Konfiguration eines Sensors wird verstanden, daß die Konfiguration betref­ fende Speicherinhalte hinsichtlich ihres Zustandes und/oder ihrer Parameter verändert werden, um derart das Einrichten (Setup) und Optimieren des Sensors bzw. seines Verhaltens inklusive seiner integrierten Baueinheiten zu bewirken. Hierbei können bei­ spielsweise der Abstand zum zu detektierenden Gegenstand, materialabhängige Pa­ rameter, Sensor-Standardwerte oder andere Einstellungen angepaßt werden, die das Verhalten des Sensors in irgendeiner Weise (Energieverbrauch, Empfindlichkeit, Selek­ tivität usw.) verändern. Im Falle eines kabellosen Sensors können mittels dieser Konfi­ guration beispielsweise Vorgaben hinsichtlich der Informationsübertragung angepaßt werden, wie Vorgaben bezüglich eines obligatorischen periodischen Rückmelde- Zeitintervalls oder Parameter von verwendeten Funkverfahren.

Bei Wahl der gespeicherten, vorgegebenen Sensordaten SDM ist darauf zu achten, daß der durch die Sensordaten SDM beschriebene Ablauf lang genug und speziell ge­ nug ist, um sicher zu verhindern, daß der Sensor mehr oder weniger zufällig und damit fälschlicherweise in den Konfigurations-Modus schaltet.

Bei einem Drucksensor werden die Sensordaten SDM beispielsweise in Abhängigkeit des auftretenden zeitlichen Druckverlaufs der Sensor-Umgebung festgelegt. Sobald ein durch die Sensordaten SDM definierter zeitlicher Druckverlauf vom Sensor detektiert wird, schaltet der Sensor folglich in den Konfigurations-Modus und akzeptiert die den nachfolgenden Druckverlauf beschreibenden Daten als Konfigurations-Daten. Mittels einer speziellen Einrichtung ist die Umwandlung der Konfigurations-Daten (zeitliche Abfolge) in den mechanischen Druck möglich.

Beispielsweise ist es möglich, mittels der Konfigurations-Daten das Zeitintervall zur pe­ riodischen Abtastung des Druckfühlers zu ändern. Das Zeitintervall zur periodischen Abtastung des Druckfühlers muß derart bemessen sein, daß Fehler rechtzeitig erkannt werden, die sich mit bestimmter Geschwindigkeit innerhalb der Sensor-Umgebung aus­ breiten. Durch Definition entsprechender Sensordaten SDM ist eine Optimierung hin­ sichtlich dieses erforderlichen Zeitintervalls zur periodischen Abtastung des Druckfüh­ lers möglich.

In Fig. 2 ist eine Anordnung mit einer Zentralstation und einer Vielzahl von Sensoren dargestellt. Die Zentralstation 7 (Basisstation) kommuniziert drahtlos mit den einzelnen Sensoren 1.1, 1.2, 1.3. . .1.s. Bei einem derartigen System mit hoher Sensordichte und hoher Signaldichte sind die Vorteile der Erfindung besonders deutlich erkennbar, denn zur Konfiguration muß nicht jeder einzelne Sensor 1.1 bis 1.s über eine Schnittstelle konfiguriert werden - was bei einer hohen Anzahl von Sensoren sehr zeitaufwendig und damit teuer ist - sondern die einzelnen Sensoren konfigurieren sich mit Auftreten der vorgegebenen und abgespeicherten Sensordaten SDM selbsttätig. Neben dem selbsttätigen erstmaligen Einrichten der Sensoren - was beispielsweise durch Schaf­ fung der für die Konfiguration typischen Sensor-Umgebung erfolgt - kann auch eine Optimierung der Konfigurationen der einzelnen Sensoren bei sich ändernder Sensor- Umgebung während des späteren Betriebes erfolgen, so daß stets eine optimale An­ passung des Systems an die reale Sensor-Umgebung gegeben ist.

Claims (4)

1. Verfahren zum Konfigurieren eines Sensors, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1.1. . .1.s) im Sensor-Modus detektierte Sensordaten (SD) fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sensorda­ ten (SDM) vergleicht, daß er vom Sensor-Modus in einen Konfigurations-Modus um­ schaltet, sobald eine Daten-Übereinstimmung festgestellt wird, daß die den charakteri­ stischen Sensordaten (SDM) nachfolgenden Daten zur Konfiguration des Sensors (1.1 . . .1.s) verwendet werden und daß nach Erhalt dieser Konfigurations-Daten wieder in den Sensor-Modus gewechselt wird.

2. Konfigurierbarer Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (3) vorgesehen ist, der von einem Aufnehmer (2) detektierte Sensordaten (SD) fortlaufend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sensorda­ ten (SDM) vergleicht und daß eine Auswerteelektronik (4) zur Konfiguration vorgesehen ist, welche der Vergleicher (3) zeitweise mit empfangenen Sensordaten beaufschlagt, sobald eine Daten-Übereinstimmung auftritt.

3. System für eine eine Vielzahl von konfigurierbaren Sensoren aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat,

• - wobei die Sensoren (1.1 bis 1.s) Mittel aufweisen, welche im Sensor-Modus eine drahtlose Übertragung von detektierten Sensordaten (SD) an eine Zentralstation (7) vornehmen,
• - wobei jeder Sensor (1.1. . .1.s) die detektierten Sensordaten (SD) fortlau­ fend auf Übereinstimmung mit charakteristischen, gespeicherten, vorgegebenen Sen­ sordaten (SDM) vergleicht,
• - wobei jeder Sensor (1.1. . .1.s) vom Sensor-Modus in einen Konfigurations- Modus umschaltet, sobald er eine Daten-Übereinstimmung feststellt,
• - wobei jeder Sensor (1.1. . .1.s) die den charakteristischen Sensordaten (SDM) nachfolgenden Sensordaten zu seiner Konfiguration verwendet und
• - wobei der konfigurierte Sensor (1.1. . .1.s) anschließend wieder in den Sen­ sor-Modus wechselt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Näherungssen­ soren als Sensoren eingesetzt sind.