DE29900149U1

DE29900149U1 - Lichtschrankenanordnung mit Überwachungseinrichtung und daran anschließbarem Diagnosegerät

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Publication number: DE29900149U1
Application number: DE29900149U
Authority: DE
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2009-01-08

Description

Lichtschrankenanordnunq mit Überwachungseinrichtung und daran anschließbarem Diagnosegerät

Die Neuerung bezieht sich auf eine Lichtschrankenanordnung zur Überwachung eines Gefahrenbereichs gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1, wobei unter einer Lichtschrankenordnung Lichtschranken, Lichtgitter, Lichtvorhänge, etc. zu verstehen sind.

Lichtschranken, Lichtgitter bzw. Lichtvorhänge weisen optoelektronische Lichtsendeelemente und zugeordnete Lichtempfangselemente (Sensoren) auf, denen eine Überwachungseinrichtung nachgeschaltet ist, die als Sicherheitsfolgeschaltung bezeichnet wird. Die Überwachungseinrichtung wertet von den optoelektronischen Sensoren gelieferte Signale aus und steuert eine Schalteinrichtung, wie z.B. ein Relais o.a. an, das bei Vorliegen eines Gefahrenzustandes ein Warnsignal erzeugt und z.B. eine zu überwachende Maschine abschaltet.

Die Installierung komplexerer Überwachungssysteme, die häufig eine Vielzahl an die Überwachungseinrichtung

angeschlossener Sensoren aufweisen, ist mit einem hohen Verdrahtungsaufwand verbunden, was eine Inbetriebnahme erschwert. Entsprechend zeitaufwendig ist es auch, bei Auftreten einer Störung zu identifizieren, ob bzw. welche Komponente, wie z.B. ein optoelektronischer Sensor, ein Relais, etc. ausgefallen ist, ob ein Kurz- oder Querschluß zwischen einzelnen Leitungen vorliegt oder ob die Störung durch externe Einflüsse, wie z.B. durch auf die Sensoren auftreffendes Streulicht verursacht wird.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Lichtschrankenanordnung zu schaffen, die einfach zu installieren ist und die eine einfachere Störungsidentifizierung bzw. Fehlerlokalisierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Neuerung liegt die Idee zugrunde, in der der Lichtschrankenanordnung nachgeschalteten Überwachungseinrichtung einen Mikrorechner vorzusehen, welcher Daten über zu verarbeitende Signale in einem Datenspeicher speichert, wobei die Überwachungseinrichtung eine Datenschnittstelle für den Anschluß eines externen Diagnosegerätes aufweist, mit dem sowohl Daten über aktuell verarbeitete Signale als auch die im Datenspeicher gespeicherten Daten abrufbar sind.

0 Im Datenspeicher kann gespeichert sein, welche Anschlüsse der Überwachungseinrichtung als Eingänge bzw. Ausgänge geschaltet sind, welche Anschlüsse mit optoelektronischen Sensoren und welche gegebenenfalls mit weiteren Sensoren bzw. anzusteuernden Komponenten, wie z.B. Schaltern, Relais, etc. verbunden sind. Insbesondere können Daten über die zeitliche Abfolge der Ein- und Ausgangssignale der Überwachungseinrichtung gespeichert werden. Außerdem können Gerätetypdaten gespeichert werden, zur Identifizierung

des verwendeten Überwachungsgerätetyps, des Typs der daran angeschlossenen Lichtschrankenanordnung, des Typs verwendeter Sensoren und anzusteuernder Komponenten.

Das Diagnosegerät kann ein Personal-Computer (PC) sein, insbesondere ein Laptop, das bei einer Fehlerdiagnose vor Ort an die Überwachungseinrichtung angeschlossen werden kann und mit dem aktuell von der Überwachungseinrichtung verarbeitete Daten bzw. im Datenspeicher gespeicherte Daten ausgelesen werden können. Mittels einer Diagnose-Software können die ausgelesenen Daten graphisch aufbereitet und angezeigt werden, was eine Installierung bzw. Fehlerdiagnose erleichtert.

Vorzugsweise werden die Anschlüsse der Überwachungseinrichtung bzw. die damit verbundenen optoelektronischen Sensoren und gegebenenfalls die anzusteuernden Komponenten, wie z.B. Relais, als graphische Symbole auf einem Bildschirm des Diagnosegeräts dargestellt. Die Signalzustände der

0 einzelnen Anschlüsse bzw. der Sensoren und Schaltzustände

angeschlossener Relais können dabei farblich unterscheidbar, dargestellt sein.

Dies ermöglicht in übersichtlicher Weise eine Darstellung interner Verarbeitungszustände der Überwachungseinrichtung und daran angeschlossener Komponenten. Dabei können einzelne Signalzustände bzw. die Zustände mehrerer Signale dargestellt werden. Alternativ dazu ist aber auch eine sequenzweise Darstellung möglich, d.h. es können zeitliche Abfolgen einzelner oder mehrerer Siganle graphisch nachsimuliert werden, was eine Fehleridentifizerung wesentlich erleichtert.

Bei komplexen Überwachungssystemen können zur Verbesserung des Übersichtlichkeit bestimmte momentan nicht relevante Daten ausgeblendet werden, indem z.B. nur bestimmte Anschlüsse der Überwachungseinrichtung bzw. deren Signalpegel angezeigt werden.

Eine weitere Verbesserung ist möglich, wenn "Daten-Links", d.h. Querverweise zu einem Benutzerhandbuch vorgesehen sind, das im Diagnosegerät gespeichert sein kann. Ausgehend von einer aktuellen Bildschirmmaske kann dann auf komfortable Weise ein Hilfemenü angefordert werden.

Als zusätzliche Hilfe bzw. für Demonstrationszwecke können Beispieldaten für unterschiedliche Überwachungseinrichtungs-Konfigurationen gespeichert sein, wobei z.B. die korrekte Verdrahtung einer bestimmten Lichtschrankenanordnung angezeigt wird.

Im folgenden wird die Neuerung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Überwachungssystems mit angeschlossenem Diagnosegerät;
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bildschirmmaske eines Diagnoseprogramms.

Fig. 1 zeigt eine Lichtschrankenanordnung 1 zur Überwachung eines Gefahrenbereichs la, der zwischen einer optoelektronischen Sendeeinrichtung 2 und einer zugeordneten Empfangseinrichtung 3 liegt. Die Sendeeinrichtung 2 weist . hier drei Sendeelemente 4, 5 und 6 auf, denen jeweils ein Empfangselement 7, 8 bzw. 9 der Empfangseinrichtung 3 zugeordnet ist, wobei vorgesehen sein kann, daß die Sendeelemente 4-6 periodisch und zeitlich versetzt zueinander Lichtstrahlen 10-12 aussenden, die von den zugeordneten Empfangselementen 7-9 empfangen werden.

Als Empfangselemente können sogenannte "Typ 2-Sensoren" oder "Typ 4-Sensoren" oder Kombinationen daraus verwendet werden, für die jeweils in der europäischen Norm EN61496-1 bestimmte Sicherheitsstandards definiert sind. Nach dieser Norm müssen für Typ 2-Sensoren Einrichtungen zum Durchführen periodischer Tests vorgesehen sein, um einen gefahrbringenden Ausfall aufzudecken. Demgegenüber weisen Typ 4-Sensoren

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Testeinrichtungen auf, die einen Eigentest ermöglichen.

Die Empfangseleitiente 7-9 sind über zugeordnete Leitungen 13-15 jeweils an einen Anschluß A1-A3 einer Überwachungseinrichtung 19 angeschlossen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind ferner ein Anschluß A4 und eine Leitung 16 vorhanden, über die der Empfangseinrichtung 3 Testsignale zum Testen der Sensorelemente 7-9 zugeführt werden können. Weiter ist hier die Sendeeinrichtung 2 über eine Leitung 17 mit einem Anschluß A5 verbunden.

Ein weiterer Anschluß A6 ist über eine Leitung 18 mit einem Schalter 20 verbunden, der durch ein Relais 21 betätigbar ist, d.h. der mit dem Relais 21 schaltet. In dem hier gezeigten Schaltzustand des Relais 21 ist ein durch eine Spannungsquelle 22 und einen daran angeschlossenen Motor 23 gebildeter Motorstromkreis geschlossen. Das Relais 21 wird über eine Leitung 24 von einem Anschluß A7 der Überwachungseinrichtung angesteuert. Im Normalzustand, d.h. wenn sich die Lichtstrahlen 10-12 ungehindert von den Sendeelementen 4-6 zu den Empfangselementen 7-9 ausbreiten können, wird das Relais 21 so angesteuert, daß der Motorstromkreis 21, 22, 23 geschlossen ist. Gleichzeitig ist auch der Schalter 20 geschlossen. In einer Gefahrensituation, in der sich ein Gegenstand (nicht dargestellt) im Gefahrenbereich la befindet, öffnen das Relais 21 und der Schalter 20 und der Elektromotor 23 wird angehalten. Das Öffnen des Relais 21 und des Schalters 20 wird am Anschluß A6 der Überwachungseinrichtung 19 sensiert.

Die Überwachungseinrichtung 19 weist ferner Anschlüsse A8-A10 auf, die hier unbelegt sind. An diese Anschlüsse können ebenfalls Sensoren wie z.B. Mutingsensoren, Türkontakte einer Schutzumzäunung einer Maschine, Selectschalter, Starttaster, Relais etc. angeschlossen sein. Weiter können die Anschlüsse A8-A10 zum Dynamisieren von ansonten statischen Eingängen verwendet werden.

Die Anschlüsse Al-AlO der Überwachungseinrichtung 19 sind über erste Datenleitungen 25 mit einem Mikrorechner 25 verbunden. Der Mikrorechner 26 ist ferner über eine Leitung 27 mit einem Datenspeicher 28 und über Datenleitungen 29 mit einer Datenschnittstelle 30 verbunden, die hier eine Stecker-Buchsen-Verbindung zwischen der Überwachungseinrichtung 19 und einem Datenkabel 31 ist. Alternativ dazu kann die Datenschnittstelle 30 auch eine Infrarot-Schnittstelle sein. Das Datenkabel 31 ist mit einem Diagnosegerät 32 verbunden, das hier ein PC 33 mit einem Monitor 34 ist.

Der Mikrorechner 26 kann so programmiert sein, daß er die zeitliche Abfolge aller oder nur bestimmter an den Anschlüssen Al-AlO auftretender Signalzustände in einer Protokolldatei im Datenspeicher 28 abspeichert. Ferner kann vorgesehen sein, daß der Mikrorechner 2 6 automatisch den Typ an die Überwachungseinrichtung 19 angeschlossener Komponenten, d.h. beispielsweise der Sendeeinrichtung 2, der Empfangseinrichtung 3 bzw. des Relais 21 identifiziert und im Datenspeicher 28 speichert.

Mit dem an die Überwachungseinrichtung 19 angeschlossenen Diagnosegerät 32 können sowohl Daten, die den an den Anschlüssen Al-AlO anliegenden Signalpegeln entsprechen, als auch im Datenspeicher 28 gespeicherte Daten ausgelesen, mit einer im PC 33 gespeicherten Diagnose-Software graphisch aufbereitet und am Monitor 34 angezeigt werden. Darüber hinaus können die im Datenspeicher 28 abgelegten Daten abgefragt und aufbereitet werden, was eine Nachsimulation vorangegangener Betriebszustände des Überwachungssystems, d.h. der Signalzustände an den Anschlüssen Al-AlO ermöglicht.

Die Diagnose bzw. Auswertung kann dabei auf einen Teil 5 der während des Betriebs anfallenden Daten beschränkt werden. Es ist beispielsweise möglich, die Signalzustände einzelner Anschlüsse Al-AlO oder mehrerer der Anschlüsse Al-AlO abzufragen. Dies kann einzeln erfolgen, d.h. es können

einzelne Signalpegel abgefragt werden, was prinzipiell auch mit Hilfe eines einfachen Meßgeräts möglich wäre. Darüberhinaus ist es jedoch auch möglich, weitere Informationen abzufragen, wie z.B. im Datenspeicher 28 abgelegte Signalsequenzen, die nicht gemessen werden können.

Der Mikrorechner 26 ist hierfür so programmiert, daß er die an den Anschlüssen Al-AlO anfallenden Signalzustände in vorgegebener Weise d.h. ganz oder teilweise aufzeichnet, wobei aus Speicherplatzgründen nur ein Teil der anfallenden Daten aufgezeichnet wird.

Der Mikrorechner 26 kann ferner als Schaltzähler fungieren, der während des Betriebs z.B. die Schaltspiele des Relais 21 mitzählt und im Datenspeicher 28 aufzeichnet. Bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltspielzahl, die kleiner als die der statistischen Lebensdauer des Relais 21 entsprechenden Schaltspielzahl ist, kann vorgesehen sein, daß der Mikrorechner 26 ein Warnsignal erzeugt, das anzeigt, daß das Relais 21 ausgewechselt werden muß.

Vorteilhaft ist, daß das Diagnosegerät 32 zur Fehlerdiagnose sowohl im "Online-Betrieb" als auch im "Offline-Betrieb" arbeiten kann. Im Online-Betrieb wird der aktuelle Betriebszustand des Überwachungssystems angezeigt und im Offline-Betrieb können die im Datenspeicher 28 abgelegten Daten auf den PC 33 heruntergeladen werden, was eine Nachsimulation und eine Identifizierung komplizierterer Fehler ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist, daß dies nicht

0 vor Ort erfolgen muß, sondern.auch im Labor durchgeführt

werden kann. Bei der Nachsimulation können dann im Schritt-Mode die aufgezeichneten Signalzustände nacheinander durchgegangen und analysiert werden.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bildschirmmaske des Diagnosegerätes. In einem ersten Fenster 3 5 sind verschiedene Typen von Überwachungseinrichtungen aufgelistet, an die das Diagnosegerät angeschlossen werden kann bzw.

für die das im Diagnosegerät gespeicherte Diagnoseprogramm geeignet ist. Die aufgelisteten Typen von Überwachungseinrichtungen unterscheiden sich beispielsweise in der Art und Anzahl ihrer Anschlüsse (vgl. Fig. 1), wobei für jeden Typ ein bzw. mehrere individuelle Fenster 36 abgespeichert sind. Hier ist das Fenster 36 einer Überwachungseinrichtung des Typs "MSI-mix/Rx" dargestellt. Das Fenster 36 zeigt das Anschluß-Layout der zugeordneten Überwachungseinrichtung und deren Anschlüsse, die durch Symbole 37 und zugeordnete Bezeichnungen 38 dargestellt sind.

Die Signalpegel der einzelnen Anschlüsse 37 werden mittels einer Balkenanzeige 39 angezeigt, wobei jedem Symbol 37, d.h. jedem Anschluß, ein Balkensegment 40 zugeordnet ist.

Leuchtet ein Balkensegment 40 auf, so bedeutet dies, daß der zugeordnete Anschluß einen bestimmten Signalpegel hat. Ferner sind weitere Symbole 41 und eine zugeordnete Balkenanzeige 42 vorgesehen, welche weitere Schaltzustände anzeigen. In einem Unterfenster 43 des Fensters 36 sind symbolisch Schalter 44 dargestellt. Die Stellung eines solchen Schalters 44 entspricht dem Schaltzustand eines Relais 21 (vgl. Fig. 1) einer zu überwachenden Maschine.

Zur Fehlersuche können beispielsweise die aktuell an den Anschlüssen Al-AlO (vgl. Fig. 1) der Überwachungseinrichtung anliegenden Signalpegel an den Balkenanzeigen 39 bzw.42 beobachtet werden. Ferner kann im Unterfenster 43 der Schaltzustand des Relais 21 beobachtet werden. Alternativ zu einer derartigen "Online-Diagnose" kann auch die im Datenspeicher 28 abgespeicherte Protokolldatei geladen werden, was eine Nachsimulation zeitlich vorangegangener Signalzustände ermöglicht.

Zusätzlich kann ein Statusfenster zum Anzeigen von 5 Informationen vorgesehen sein, die nicht durch Leuchtbalken darstellbar bzw. an den Anschlüssen Al-AlO "ablesbar" sind. In einem solchen Statusfenster können z.B. interne Verarbeitungszustände, die Art der angeschlossenen Sensoren,

Φ·

Fehlernummern bzw. Fehlertexte, aktuelle Speicherbelegungen während des Aufzeichnens von Signalen, die Version der verwendeten Software etc. angezeigt werden. Ferner kann eine Software vorgesehen sein, die einen Export ausgelesener Daten, z.B. in Form von ASCII-Dateien ermöglicht.

Eine derartige graphische Wiedergabe von Betriebszuständen eines Überwachungssystems erleichtert die Fehlersuche sowohl bei der Installierung der Lichtschrankenanordnung bzw. der Überwachungseinrichtung als während des Betriebs auftretender Fehler.

Claims

Schutzansprüche

1. Lichtschrankenanordnung mit optoelektronischen Sensoren

zur Überwachung eines Gefahrenbereiches, wobei eine mit den Sensoren verbundene Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Vorliegen eines Gefahrenzustandes ein Warnsignal erzeugt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Überwachungseinrichtung (19) einen Mikrorechner (26) zum Verarbeiten von Signalen aufweist, die von den Sensoren (7-9; 20) geliefert werden,
einen mit dem Mikrorechner (26) verbundenen Datenspeicher (28) zur Speicherung von aus den Signalen

erhaltenen Daten und

eine Datenschnittstelle (30) für den Anschluß eines externen Diagnosegerätes (32) , mittels dem Daten über aktuell gelieferte Signale und die im Datenspeicher

(28) gespeicherten Daten abrufbar sind.

2. Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß im Datenspeicher (28) Gerätetypdaten gespeichert sind, welche bei Anschluß des Diagnosegerätes (32)

eine automatische Erkennung des Typs der an das Diagnosegerät (32) angeschlossenen Überwachungseinrichtung (19) bzw. der Lichtschrankenanordnung (1) ermöglichen.
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3. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Mikrorechner (26) aus den von den Sensoren gelieferten Signalen bestimmte vorgebbare Daten

aussondert und nur diese im Datenspeicher (28) gespeichert sind.

4. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Überwachungseinrichtung (19) mit einer zu überwachenden Maschine (21) verbunden ist und diese

bei Vorliegen eines Gefahrenzustandes durch Betätigen eines Schalters (21) abschaltet.

5. Lichtschrankenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Überwachungseinrichtung (19) eine Zähleinrichtung zum Mitzählen der Schaltspiele des Schalters (21) aufweist und vor Erreichen einer vorgegebenen, der statistischen Lebensdauer des Schalters (21) entsprechenden Schaltspielzahl, ein

Warnsignal erzeugt.

6. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Diagnosegerät (32) eine Software zur graphischen Darstellung der Daten über aktuell gelieferte Signale und der im Datenspeicher (28) gespeicherten Daten enthält.

7. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Diagnosegerät (32) eine Software zur graphischen Darstellung von Signalzuständen von

Eingängen und Ausgängen (Al-AlO) der Überwachungseinrichtung (19), interner Verarbeitungszustände der Überwachungseinrichtung (19) und von Betriebszuständen externer Komponenten (21) enthält.

8. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Diagnosegerät (32) eine Software zur schrittweisen graphischen Darstellung einzelner Signalzustände und zur graphischen Darstellung von Signalfolgen enthält, wobei die Daten aus dem Datenspeicher (28) abgerufen werden können.

9. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß zur graphischen Darstellung vorgesehene Bild

schirmmasken des Diagnosegerätes (32) dem jeweiligen Typ der an das Diagnosegerät (32) angeschlossenen Überwachungseinrichtung (19) angepaßt sind.

10. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1

bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Diagnosegerät (32) eine Software zum Herstellen eines Verweises von einer aktuell angezeigten Bildschirmmaske auf ein entsprechendes Kapitel eines

Benutzerhandbuches enthält.

11. Lichtschrankenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Diagnosegerät (32) eine Software zum Exportieren von aus der Überwachungseinrichtung (19) ausgelesenen Daten enthält.