DE19842351C1 - Sensor for detecting objects in monitoring region has external command unit for connection to lead to external voltage source/circuit output to read program/parameters in to evaluation unit - Google Patents
Sensor for detecting objects in monitoring region has external command unit for connection to lead to external voltage source/circuit output to read program/parameters in to evaluation unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor for detecting objects in one Monitoring area according to the preamble of claim 1.
Derartige Sensoren können als optoelektronische, kapazitive oder induktive Sensoren insbesondere auch als Lichtschranken oder Lichttaster ausgebildet sein. Da derartige Sensoren in unterschiedlichen industriellen Applikationen eingesetzt werden, werden für einen Sensortyp üblicherweise unterschiedliche Varianten gefertigt. Die einzelnen Varianten können sich dadurch unterschei den, dass in der Auswerteeinheit verschiedene Programme oder Parameterwerte eingespeichert sind. Je größer die Variantenvielfalt der einzelnen Sensoren ist, desto größer ist der Aufwand für deren Fertigung. Je nach Ausbildung einer Variante müssen unterschiedliche Programme oder Parameterwerte in die Auswerteeinheit eingelesen werden. Dabei steht zum Zeitpunkt der Fertigung der Sensoren oftmals noch nicht fest, welche Anforderungen der Sensor für eine bestimmte Applikation erfüllen muss. Zudem ist insbesondere von Nach teil, dass ein beträchtlicher Aufwand für die Lagerhaltung der verschiedenen Varianten notwendig wird.Such sensors can be optoelectronic, capacitive or inductive Sensors in particular also in the form of light barriers or light sensors his. Because such sensors in different industrial applications are usually used for a sensor type different Variants made. The individual variants may differ different programs or parameter values in the evaluation unit are stored. The greater the variety of the individual sensors, the greater the effort for their production. Depending on the training one Different programs or parameter values must be included in the variant Evaluation unit can be read. It says at the time of manufacture of the sensors often do not yet determine the requirements of the sensor for a certain application must meet. In addition, in particular from part that a considerable amount of warehousing for the various Variants becomes necessary.
In der DE 44 22 497 C2 ist eine optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich beschrieben, welche einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einen Empfangs lichtsstrahlen empfangenden Empfänger und eine Auswerteeinheit zur Aus wertung der am Empfänger anstehenden Empfangssignale aufweist.DE 44 22 497 C2 describes an optoelectronic device for detection objects in a surveillance area, which a Transmitter emitting light rays, at least one reception light receiving receiver and an evaluation unit for evaluation Evaluation of the received signals at the receiver.
Während einer Einlernphase wird mit der Vorrichtung die Bahnkurve eines Referenzobjekts erfasst. Die dabei registrierten Empfangssignale werden dabei als Referenzwerte abgespeichert. During a learning phase, the device turns the trajectory into a Reference object recorded. The received signals registered in the process are thereby saved as reference values.
Die Vorrichtung weist zweckmäßigerweise eine externe Bedieneinheit auf, welche die Auswerteeinheit mit deren Recheneinheit umfasst. Über die Be dieneinheit wird der Einlernvorgang zur Erfassung der Referenzwerte gesteu ert.The device expediently has an external control unit, which includes the evaluation unit with its computing unit. About the Be The teach-in process for recording the reference values is controlled by the control unit ert.
Aus der DE 196 01 661 C1 ist eine Vorrichtung mit wenigstens einem Sender, wenigstens einem Empfänger und einer Auswerteeinheit bekannt. Ein zum Sender emittierter Sendestrahl wird innerhalb eines Überwachungsbereichs zur Ermittlung der Positionen von Objekten geführt.DE 196 01 661 C1 describes a device with at least one transmitter, known to at least one receiver and an evaluation unit. One for Transmitter emitted transmission beam becomes within a surveillance area Determination of the positions of objects.
Zur Erfassung der Konturen von stationären Referenz-Objekten im Überwa chungsbereich werden diese mehrfach vom Sendestrahl abgetastet. Aus den so emittierten Sätzen von Positionswerten werden die Mittelwerte gebildet, wel che Referenz-Positionswerte bilden, und in der Auswerteeinheit abgespeichert.To record the contours of stationary reference objects range are scanned several times by the transmission beam. From that emitted sets of position values, the mean values are formed, wel form reference position values, and stored in the evaluation unit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Sensoren der eingangs ge nannten Art so auszubilden, dass diese möglichst einfach herstellbar sind und gleichzeitig flexibel einsetzbar sind.The invention is therefore based on the object, sensors of the ge mentioned type so that they are as easy to manufacture and can be used flexibly at the same time.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin tion are described in the subclaims.
Der Sensor weist zur Erfassung von Gegenständen in einem Überwachungsbe reich ein Sendeelement und ein Empfangselement auf. Die Empfangssignale des Empfangselements werden in der Auswerteeinheit ausgewertet. Dabei er folgt die Auswertung über ein in der Auswerteeinheit abgespeichertes Pro gramm. Dieses Programm, zumindest dessen applikationsspezifischer Teil, sowie gegebenenfalls dort abgespeicherte Parameterwerte bestimmen den Funktionsumfang des Sensors. Als Ergebnis der Auswertung wird in der Aus werteeinheit ein Gegenstandsfeststellungssignal generiert, welches über einen Schaltausgang an eine externe Steuereinheit ausgegeben wird. Zur Spannungs versorgung des Sensors ist dieser über eine Zuleitung an eine externe Span nungsquelle angeschlossen.The sensor points to the detection of objects in a surveillance area submit a sending element and a receiving element. The receive signals of the receiving element are evaluated in the evaluation unit. Doing it the evaluation follows via a Pro stored in the evaluation unit grams. This program, at least its application-specific part, and any parameter values stored there determine the Functional scope of the sensor. The result of the evaluation is in the out value unit generates an object detection signal, which via a Switch output is output to an external control unit. To tension The sensor is supplied via a supply line to an external chip power source connected.
Erfindungsgemäß ist eine externe Bedieneinheit an die Zuleitung zu der exter nen Spannungsquelle und/oder an den Schaltausgang anschließbar. Von der Bedieneinheit sind während eines Parametriervorgangs das Programm und/ oder die Parameterwerte als Parameterdaten über die Zuleitung zu der externen Spannungsquelle und/oder den Schaltausgang in die Auswerteeinheit einlesbar.According to the invention, an external control unit is connected to the supply line to the external one NEN voltage source and / or connectable to the switching output. Of the The control unit is the program and / or or the parameter values as parameter data via the supply line to the external Voltage source and / or the switching output can be read into the evaluation unit.
Durch das Einlesen der Parameterdaten von der Bedieneinheit wird der Funk tionsumfang des Sensors festgelegt. Der wesentliche Vorteil besteht dabei dar in, dass der Funktionsumfang des Sensors erst dann festgelegt wird, wenn die ser bereits gefertigt ist und vor Ort in der Applikation bereits installiert wurde. Dadurch entfällt eine aufwendige Lagerhaltung von verschiedenen Sensorvari anten beim Sensorhersteller und Endanwender. Desweiteren ist vorteilhaft, dass für den Anschluss der Bedieneinheit an den Sensor bereits existierende Zulei tungen verwendet werden können. Ein zusätzlicher schaltungstechnischer Aufwand für den Anschluss der Bedieneinheit ist somit nicht erforderlich. Der Funktionsumfang des Sensors kann somit zum einen bei dessen Installation neu vorgegeben werden und zum anderen auch dann noch flexibel und ohne Auf wand geändert werden, wenn der Sensor bereits in einer Applikation eingesetzt wird.The radio is activated by reading in the parameter data from the control unit scope of the sensor. The main advantage is that in that the functional scope of the sensor is only determined when the it has already been manufactured and has already been installed on site in the application. This eliminates the need for time-consuming storage of various sensor variants anten at the sensor manufacturer and end user. Furthermore, it is advantageous that Existing accessories for connecting the control unit to the sensor can be used. An additional circuit technology No effort is required to connect the control unit. The The functional scope of the sensor can therefore be new when it is installed be specified and then also flexible and without opening wall if the sensor is already used in an application becomes.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Sen sor während seines Betriebs parametriert werden. Die Bedieneinheit ist in die sem Fall so an den Sensor anschließbar, dass von der Bedieneinheit Parameter daten in den Sensor einlesbar sind, und dieser gleichzeitig beispielsweise über den Schaltausgang mit einer übergeordneten Steuereinheit kommuniziert. So mit ist eine Parametrierung des Sensors möglich, ohne dass hierfür Standzei ten von Maschinen oder Anlagen, die mit dem Sensor überwacht werden, in Kauf genommen werden müssen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the Sen be parameterized during its operation. The control unit is in the In this case, it can be connected to the sensor in such a way that the operating unit pa- rameters data can be read into the sensor and at the same time, for example, via the switching output communicates with a higher-level control unit. Like this With, the sensor can be parameterized without having to wait machines or systems that are monitored with the sensor in Purchase must be made.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawings. It demonstrate:
Fig. 1 Ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Sensors, Fig. 1 is a block diagram of the sensor according to the invention,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer an die Auswerteeinheit des Sensors gemäß Fig. 1 angeschlossenen Bedieneinheit, Fig. 2 is a block diagram of a connected to the evaluation unit of the sensor of Fig. 1 operating unit,
Fig. 3 Impulsdiagramm des über den Schaltausgang des Sensors an die ge
mäß Fig. 2 angeschlossene Bedieneinheit ausgegebenen Gegen
standsfeststellungssignals,
a) am Eingang der Bedieneinheit,
b) am Ausgang der Bedieneinheit. Fig. 3 of the timing chart via the switching output of the sensor to the accelerator as Fig. 2 connected operating unit output object detection signal,
a) at the entrance of the control unit,
b) at the output of the control unit.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Sensors 1 zum Erfassen von Ge genständen in einem Überwachungsbereich dargestellt. Prinzipiell kann dieser Sensor 1 als induktiver oder kapazitiver Sensor, insbesondere als Näherungs schalter, ausgebildet sein. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt einen optoelektronischen Sensor 1, welcher als Lichttaster ausgebildet ist. Der Licht taster weist ein Sendelichtstrahlen 2 emittierendes Sendeelement 3 und ein Empfangslichtstrahlen 4 empfangendes Empfangselement 5 auf. Das Sende element 3 weist einen Sender und eine diesem nachgeordnete Sendeoptik auf. Der Sender ist von einer Leuchtdiode und die Sendeoptik ist von einer Linse gebildet. Das Empfangselement 5 besteht aus einem von einer Photodiode ge bildeten Empfänger sowie aus einer diesem vorgeordneten Empfangsoptik, welche von einer zweiten Linse gebildet ist. Die Sende- 2 und Empfangslicht strahlen 4 sind durch ein nicht dargestelltes Austrittsfenster im Gehäuse 6 des Sensors 1 geführt. Das Sendeelement 3 und das Empfangselement 5 sind an eine Auswerteeinheit 7 angeschlossen. Über die Auswerteeinheit 7 erfolgt zum einen die Steuerung des Sendeelements 3, zum anderen werden die Empfangs signale am Ausgang des Empfangselements 5 in der Auswerteeinheit 7 ausge wertet. Der Sensor 1 ist über eine Zuleitung 8 an eine externe Spannungsquelle 9 angeschlossen. Die Spannungsquelle 9 ist beispielsweise von einem Netzteil gebildet.In Fig. 1, an embodiment of a sensor 1 for detecting Ge objects is shown in a monitoring area. In principle, this sensor 1 can be designed as an inductive or capacitive sensor, in particular as a proximity switch. The present exemplary embodiment shows an optoelectronic sensor 1 which is designed as a light scanner. The light button has a transmitting light beam 2 emitting transmitting element 3 and a receiving light beam 4 receiving element 5 . The transmission element 3 has a transmitter and a transmission optics downstream of this. The transmitter is formed by a light-emitting diode and the transmission optics are formed by a lens. The receiving element 5 consists of a ge formed by a photodiode receiver and this upstream receiving optics, which is formed by a second lens. The transmit 2 and receive light rays 4 are guided through an exit window (not shown) in the housing 6 of the sensor 1 . The transmitting element 3 and the receiving element 5 are connected to an evaluation unit 7 . On the one hand, the control of the transmission element 3 takes place via the evaluation unit 7 , on the other hand, the reception signals at the output of the reception element 5 are evaluated in the evaluation unit 7 . The sensor 1 is connected to an external voltage source 9 via a feed line 8 . The voltage source 9 is formed, for example, by a power supply unit.
Der Sensor 1 weist einen Schaltausgang 10 auf, welcher an die Auswerteeinheit 7 angeschlossen ist. Durch die Auswertung der Empfangssignale in der Aus werteeinheit 7 wird ein Gegenstandsfeststellungssignal generiert, welches über den Schaltausgang 10 an eine zentrale Steuereinheit 11 ausgegeben wird. Die zentrale Steuereinheit 11 kann beispielsweise von einer SPS-Steuerung gebildet sein und ist über eine Zuleitung 12 an den Schaltausgang 10 des Sensors 1 an geschlossen. Das Gegenstandsfeststellungssignal besteht aus einer binären Si gnalfolge. Je nachdem, ob im Überwachungsbereich ein Gegenstand angeord net ist oder nicht, nimmt das Gegenstandsfeststellungssignal den Signalwert 1 oder 0 an. Der Sensor 1 weist zudem einen Schalteingang 13 auf, der ebenfalls an die Auswerteeinheit 7 des Sensors 1 angeschlossen ist. Der Schalteingang 13 ist über eine Zuleitung 14 zu der externen Steuereinheit 11 geführt. Von der Steuereinheit 11 werden über den Schalteingang 13 Schaltsignale in den Sensor 1 eingelesen. Diese Schaltsignale können insbesondere zur Triggerung oder zur Aktivierung des Sensors 1 dienen.The sensor 1 has a switching output 10 , which is connected to the evaluation unit 7 . By evaluating the received signals in the evaluation unit 7 , an object detection signal is generated, which is output via the switching output 10 to a central control unit 11 . The central control unit 11 can be formed, for example, by a PLC control and is connected to the switching output 10 of the sensor 1 via a feed line 12 . The object detection signal consists of a binary signal sequence. Depending on whether an object is arranged in the monitoring area or not, the object detection signal assumes the signal value 1 or 0. The sensor 1 also has a switching input 13 , which is also connected to the evaluation unit 7 of the sensor 1 . The switching input 13 is led to the external control unit 11 via a feed line 14 . Switching signals are read into the sensor 1 by the control unit 11 via the switching input 13 . These switching signals can be used in particular for triggering or for activating sensor 1 .
Der Funktionsumfang des Sensors 1 ist im wesentlich durch die Ausbildung der Auswerteeinheit 7 vorgegeben. Dabei besteht die Auswerteeinheit 7 vor zugsweise aus einem oder mehreren Mikroprozessoren, welche mittels einer Auswertesoftware betrieben werden. Diese Auswertesoftware umfaßt zum ei nen applikationsunabhängige Teile, wie beispielsweise eine Betriebssy stemsoftware. Zum anderen umfaßt die Auswertesoftware ein Programm wel ches applikationsspezifisch den Funktionsumfang einer Sensorvariante festlegt. Zudem können in der Auswerteeinheit 7 Parameterwerte abgespeichert sein, welche ebenfalls zur Ausbildung einer Sensorvariante notwendig sind.The functional scope of the sensor 1 is essentially predetermined by the design of the evaluation unit 7 . The evaluation unit 7 preferably consists of one or more microprocessors which are operated by means of evaluation software. This evaluation software includes egg nen application-independent parts, such as operating system software. On the other hand, the evaluation software includes a program which specifies the functional scope of a sensor variant in an application-specific manner. In addition, 7 parameter values can be stored in the evaluation unit, which are also necessary to form a sensor variant.
Erfindungsgemäß ist eine externe Bedieneinheit 15 an die Zuleitung 8 zu der externen Spannungsquelle 9 und/oder an den Schaltausgang 10 des Sensors 1 anschließbar, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Von dieser Bedien einheit 15 werden während eines Parametriervorgangs das Programm und/ oder die Parameterwerte als Parameterdaten in die Auswerteeinheit 7 eingele sen. Durch das Einlesen der Parameterdaten wird der Funktionsumfang einer Sensorvariante vollständig festgelegt.According to the invention, an external control unit 15 can be connected to the supply line 8 to the external voltage source 9 and / or to the switching output 10 of the sensor 1 , as shown for example in FIG. 2. From this operating unit 15 , the program and / or the parameter values are read in as parameter data into the evaluation unit 7 during a parameterization process. The functional scope of a sensor variant is completely defined by reading in the parameter data.
Zum Einlesen der Parameterdaten in den Sensor 1 ist die Bedieneinheit 15 ge gebenenfalls auch an den Schalteingang 13 des Sensors 1 anschließbar.To read the parameter data into the sensor 1 , the control unit 15 can also be connected to the switching input 13 of the sensor 1 .
Prinzipiell können auch mehrere Schalteingänge 13 beziehungsweise Schalt ausgänge 10 vorgesehen sein.In principle, several switching inputs 13 or switching outputs 10 can also be provided.
Zweckmäßigerweise wird vor Einlesen der Parameterdaten eine Kennung von der Bedieneinheit 15 in die Auswerteeinheit 7 des Sensors 1 eingelesen. Durch das Einlesen dieser Kennung wird der Parametriervorgang aktiviert. Dadurch ist sichergestellt, daß der Parametriervorgang nur durch die Bedieneinheit 15 ausgelöst wird und nicht durch externe Störungen, wie zum Beispiel Leitungs störungen oder externe Störeinstrahlungen.Before the parameter data are read in, an identifier is expediently read into the evaluation unit 7 of the sensor 1 by the operating unit 15 . The parameterization process is activated by reading this identifier. This ensures that the parameterization process is only triggered by the control unit 15 and not by external interference, such as line interference or external interference.
Zweckmäßigerweise erfolgt während des Parametriervorgangs eine bidirektio nale Datenübertragung von Parameterdaten zwischen der Bedieneinheit 15 und dem Sensor 1. Dabei werden die von der Bedieneinheit 15 in den Sensor 1 ein gelesenen Parameterdaten in der Auswerteeinheit 7 überprüft. Daraufhin gibt die Auswerteeinheit 7 als Antwort an die Bedieneinheit 15 eine Rückmeldung, ob die Parameterdaten korrekt registriert wurden. Für die bidirektionale Daten übertragung zwischen Sensor 1 und Bedieneinheit 15 können verschiedene Kombinationen von Zuleitungen 8, 12, 14 verwendet werden.A bidirectional data transmission of parameter data between the operating unit 15 and the sensor 1 expediently takes place during the parameterization process. The parameter data read into the sensor 1 by the operating unit 15 are checked in the evaluation unit 7 . In response, the evaluation unit 7 gives the operating unit 15 a response as to whether the parameter data have been correctly registered. Various combinations of supply lines 8 , 12 , 14 can be used for the bidirectional data transmission between sensor 1 and control unit 15 .
In einer ersten Ausführungsform kann die bidirektionale Datenübertragung allein über den Schaltausgang 10 des Sensors 1 erfolgen. Hierzu ist der Schaltausgang 10 des Sensors 1 als bidirektionaler Ein-/Ausgang ausgebildet. In a first embodiment, the bidirectional data transmission can take place solely via the switching output 10 of the sensor 1 . For this purpose, the switching output 10 of the sensor 1 is designed as a bidirectional input / output.
In einer zweiten Ausführungsform werden die Parameterdaten über die Zulei tung 8 zur Spannungsquelle 9 in den Sensor 1 eingelesen und über den Schaltausgang 10 aus dem Sensor 1 ausgelesen. Im diesem Fall kann der Schaltausgang 10 als reiner Ausgang ausgebildet sein.In a second embodiment, the parameter data are read in via the supply line 8 to the voltage source 9 into the sensor 1 and read out from the sensor 1 via the switching output 10 . In this case, the switching output 10 can be designed as a pure output.
In einer dritten Ausführungsform werden die Parameterdaten von der Bedien einheit 15 über den Schalteingang 13 in die Auswerteeinheit 7 des Sensors 1 eingelesen. Das Auslesen von Parameterdaten aus dem Sensor 1 erfolgt über den Schaltausgang 10 des Sensors 1. Auch in diesem Fall kann der Schaltaus gang 10 des Sensors 1 als reiner Ausgang ausgebildet sein.In a third embodiment, the parameter data are read in by the control unit 15 via the switching input 13 into the evaluation unit 7 of the sensor 1 . Parameter data is read out from sensor 1 via switching output 10 of sensor 1 . In this case too, the switching output 10 of the sensor 1 can be designed as a pure output.
Prinzipiell kann zur Durchführung des Parametriervorgangs der Sensor 1 von der Steuereinheit 11 entkoppelt sein. Hierzu werden vor Durchführung des Pa rametriervorgangs beispielsweise die Zuleitungen 12, 14 zum Schaltausgang 10 und zum Schalteingang 13 des Sensors 1 von der Steuereinheit 11 abgekoppelt und an die Bedieneinheit 15 angeschlossen. In diesem Fall ist durch den Para metriervorgang der normale Betrieb des Sensors 1 unterbrochen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die externe Bedieneinheit 15 vorteilhaft als eine SPS-Steuerung ausgeführt sein. Über ein Steuerprogramm in der SPS- Steuerung werden die Parameterdaten in den Sensor 1 eingelesen. Nach Been den des Parametriervorgang wird der Schalteingang 13 und der Schaltausgang 10 wieder an die zentrale Steuereinheit 11 angeschlossen.In principle, the sensor 1 can be decoupled from the control unit 11 in order to carry out the parameterization process. For this purpose, the leads 12 , 14 to the switching output 10 and to the switching input 13 of the sensor 1 are uncoupled from the control unit 11 and connected to the control unit 15 before the parameterization process is carried out. In this case, the normal operation of the sensor 1 is interrupted by the parameterization process. In this exemplary embodiment, the external operating unit 15 can advantageously be designed as a PLC control. The parameter data are read into sensor 1 via a control program in the PLC control. After the parameterization process has ended, the switching input 13 and the switching output 10 are connected again to the central control unit 11 .
Alternativ kann eine SPS-Steuerung vorgesehen sein, welche gleichzeitig als externe Bedieneinheit 15 und als externe Steuereinheit 11 verwendet wird. In diesem Fall erfolgt die Initialisierung des Parametriervorgangs dadurch, daß über einen Schaltvorgang oder einen Programmbefehl die Funktion der SPS- Steuerung als externe Steuereinheit 11 deaktiviert und die Funktion als externe Bedieneinheit 15 aktiviert wird. Nach Beenden des Parametriervorgangs wird durch einen weiteren Schaltvorgang oder Programmbefehl die ursprüngliche Funktion der SPS-Steuerung als externe Steuereinheit 11 wiederhergestellt. In diesem Fall erfolgt die bidirektionale Datenübertragung zwischen der Bedien einheit 15 und dem Sensor 1 zweckmäßigerweise allein über den Schaltaus gang 10 oder alternativ über den Schaltausgang 10 und den Schalteingang 13, da sowohl der Schalteingang 13 als auch der Schaltausgang 10 auch an die SPS-Steuerung in ihrer Funktion als externe Steuereinheit 11 angeschlossen sind. Somit muß zur Durchführung des Parametriervorgang die Beschaltung der SPS-Steuerung nicht geändert werden.Alternatively, a PLC control can be provided, which is used simultaneously as an external control unit 15 and as an external control unit 11 . In this case, the parameterization process is initialized by deactivating the function of the PLC control as external control unit 11 and activating the function as external control unit 15 via a switching process or a program command. After the parameterization process has ended, the original function of the PLC control as an external control unit 11 is restored by a further switching process or program command. In this case, the bidirectional data transmission between the operating unit 15 and the sensor 1 is advantageously carried out solely via the switching output 10 or alternatively via the switching output 10 and the switching input 13 , since both the switching input 13 and the switching output 10 also to the PLC control are connected in their function as external control unit 11 . This means that the wiring of the PLC control does not have to be changed to carry out the parameterization process.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Pa rametriervorgang während des normalen Betriebs des Sensors 1 durchgeführt werden. Der Sensor 1 bleibt dabei an die externe Steuereinheit 11 angeschlos sen, so daß der bidirektionale Datenaustausch zwischen Sensor 1 und externer Steuereinheit 11 über den Schaltausgang 10 und gegebenenfalls über den Schalteingang 13 ungestört fortgeführt werden kann. Die externe Bedieneinheit 15 ist dabei vorzugsweise zwischen die externe Steuereinheit 11 und den Sen sor 1 geschaltet. Prinzipiell könnte die Bedieneinheit 15 auch in der Steuerein heit 11 integriert sein.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the parameterization process can be carried out during normal operation of the sensor 1 . The sensor 1 remains connected to the external control unit 11 , so that the bidirectional data exchange between the sensor 1 and the external control unit 11 can be continued undisturbed via the switching output 10 and optionally via the switching input 13 . The external control unit 15 is preferably connected between the external control unit 11 and the sensor 1 . In principle, the control unit 15 could also be integrated in the control unit 11 .
Die externe Bedieneinheit 15 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise als Adapter ausgebildet. Dabei wird der Adapter zwischen die externe Steuerein heit 11 und den Sensor 1 geschaltet. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt.In this embodiment, the external control unit 15 is preferably designed as an adapter. The adapter is connected between the external control unit 11 and the sensor 1 . Such an embodiment is shown in Fig. 2.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 1 nur einen Schaltausgang 10 jedoch keinen Schalteingang 13 auf. Der Schaltausgang 10 ist über die Zuleitung 12 mit der externen Bedieneinheit 15 verbunden, wo bei diese Zuleitung 12 über einen Ausgang der Bedieneinheit 15 auf die externe Steuereinheit 11 weitergeführt ist. Die Zuleitung 8 von der externen Span nungsquelle 9 zum Sensor 1 weist zwei Leitungen 8a, 8b auf, die auf einen Anschluß 16 geführt sind. Eine dieser Leitungen 8b bildet die Masseleitung. An die andere Leitung 8a ist über einen Transistor 17 an die externe Bedieneinheit 15 angeschlossen. Vom Anschluß 16 ist über die Zuleitung 8 die Versorgungs spannung auf die Auswerteeinheit 7 geführt. Zudem ist vom Anschluß 16 die Zuleitung 14 auf die Auswerteeinheit 7 geführt. Über diese Zuleitung 14 wer den die von der Versorgungsspannung abgeleiteten Schaltsignale in die Aus werteeinheit 7 übertragen. Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ist die externe Bedieneinheit 15 zwischen den Sensor 1 einerseits und die externe Steuereinheit 11 und die Spannungsquelle 9 andererseits geschaltet. Dies er möglicht, daß die Parametrierung durch die Bedieneinheit 15 erfolgen kann, ohne daß die Funktion des Sensors 1 und deren Datenaustausch mit der exter nen Steuereinheit 11 gestört wird.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the sensor 1 has only one switching output 10 but no switching input 13 . The switching output 10 is connected via the feed line 12 to the external control unit 15 , where this feed line 12 continues to the external control unit 11 via an output of the control unit 15 . The lead 8 from the external voltage source 9 to the sensor 1 has two lines 8 a, 8 b, which are led to a terminal 16 . One of these lines 8 b forms the ground line. To the other line 8 a is connected via a transistor 17 to the external control unit 15 . From the connection 16 , the supply voltage is passed to the evaluation unit 7 via the supply line 8 . In addition, the supply line 14 is led from the connection 16 to the evaluation unit 7 . Via this feed line 14 who the the switching signals derived from the supply voltage in the evaluation unit 7 transmitted. In the circuit arrangement according to FIG. 2, the external control unit 15 is connected between the sensor 1 on the one hand and the external control unit 11 and the voltage source 9 on the other hand. This enables the parameterization to be carried out by the control unit 15 without the function of the sensor 1 and its data exchange with the external control unit 11 being disturbed.
Die Bedieneinheit 15 mit dem Transistor 17 ist in diesem Fall als Adapter in Form eines Modulators und Demodulators ausgebildet. Das Einlesen von Pa rameterdaten in den Sensor 1 erfolgt dadurch, daß über die Bedieneinheit 15 der Versorgungsspannung eine Modulation aufgeprägt wird. Die der Versor gungsspannung aufmodulierten Parameterdaten werden in der Auswerteeinheit 7 ausgewertet und auf ihre Richtigkeit überprüft. Als Antwort sendet die Aus werteeinheit 7 Parameterdaten an die Bedieneinheit 15 zurück. Diese Rück meldung erfolgt über den Schaltausgang 10 des Sensors 1. Dabei sind die Pa rameterdaten dem Gegenstandsfeststellungssignal aufmoduliert.The control unit 15 with the transistor 17 is in this case designed as an adapter in the form of a modulator and demodulator. The parameter data are read into the sensor 1 by applying a modulation to the supply voltage via the control unit 15 . The parameter data modulated on the supply voltage are evaluated in the evaluation unit 7 and checked for correctness. In response, the evaluation unit 7 sends parameter data back to the operating unit 15 . This feedback occurs via the switching output 10 of the sensor 1 . The parameter data are modulated onto the object detection signal.
Alternativ zu dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Einle sen der Parameterdaten in den Sensor 1 über dessen Schalteingang 13 erfolgen. In diesem Fall sind die Parameterdaten den Schaltsignalen, die von der Steuer einheit 11 in den Sensor 1 eingelesen werden, aufmoduliert. Das Gegenstands feststellungssignal mit den aufmodulierten Parameterdaten wird über den Schaltausgang 10 in die externe Bedieneinheit 15 eingelesen und dort demodu liert.As an alternative to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the parameter data can be read into the sensor 1 via its switching input 13 . In this case, the parameter data are modulated onto the switching signals which are read into the sensor 1 by the control unit 11 . The object detection signal with the modulated parameter data is read in via the switching output 10 in the external control unit 15 and demodulated there.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 ist aus den Fig. 3a und 3b erichtlich. In Fig. 3a ist der zeitliche Verlauf des Gegenstands feststellungssignals am Eingang der externen Bedieneinheit 15 dargestellt. Fig. 3b zeigt den zeitlichen Verlauf des Gegenstandsfeststellungssignals am Ausgang der externen Bedieneinheit 15. Dabei ist mit G die binäre Signalfolge des Gegenstandsfeststellungssignals gekennzeichnet. Die Parameterdaten sind in Form von Impulsfolgen diesem binären Gegenstandsfeststellungssignal auf moduliert und in Fig. 3a mit P gekennzeichnet. Je nachdem, ob sich ein Ge genstand im Überwachungsbereich des Sensors 1 befindet, nimmt das Gegen standsfeststellungssignal den Signalwert 1 oder 0 an. Den diesen Signalwerten entsprechenden Signalpegeln sind die Parameterdaten in Form von Impulsfol gen als Amplitudenmodulation aufgeprägt. Die Amplituden dieser Impulsfol gen sind im Vergleich zum Signalhub zwischen den Signalwerten 0 und 1 des Gegenstandsfeststellungssignals erheblich kleiner. Die Demodulation des mo dulierten Gegenstandsfeststellungssignals erfolgt in der externen Bedieneinheit 15 mittels zweier Schwellwerte S1 und S2. Mit diesen Schwellwerten S1 und S2 wird jeweils die Signaländerung bezüglich eines Signalpegels 0 oder 1 des Gegenstandsfeststellungssignals ausgewertet. Nimmt das Gegenstandsfeststel lungssignal den Signalwert 0 an, so werden die die Parameterdaten bildenden Impulsfolgen mit dem Schwellwert S1 bewertet. Entsprechend erfolgt eine Bewertung mittels des Schwellwerts S2, sobald das Gegenstandsfeststellungs signal den Signalwert 1 annimmt. Mittels dieser Schwellwerte S1 und S2 wer den in der Bedieneinheit 15 die Parameterdaten decodiert und gleichzeitig von dem binären Gegenstandsfeststellungssignal absepariert. Auf diese Weise wird die in Fig. 3b dargestellte binäre Signalfolge des Gegenstandsfeststellungs signals erhalten. Diese Signalfolge wird in die externe Steuereinheit 11 eingele sen. Dabei ist der Signalverlauf des Gegenstandsfeststellungssignals absolut identisch mit dem Signalverlauf, welcher ohne Parametrierung erhalten worden wäre. Somit erhält die Steuereinheit 11 vom Sensor 1 unabhängig davon, ob die Bedieneinheit 15 zur Parametrierung angeschlossen ist oder nicht, dieselben Gegenstandsfeststellungssignale.The mode of operation of the circuit arrangement according to FIG. 2 can be seen from FIGS . 3a and 3b. In Fig. 3a, the time course of the object detection signal at the input of the external control unit 15 is shown. FIG. 3b shows the time course of the article detection signal at the output of the external control unit 15. G denotes the binary signal sequence of the object detection signal. The parameter data are modulated in the form of pulse trains on this binary object detection signal and marked with P in FIG. 3a. Depending on whether there is an object in the monitoring area of sensor 1 , the object detection signal assumes signal value 1 or 0. The parameter data in the form of pulse trains as amplitude modulation are impressed on the signal levels corresponding to these signal values. The amplitudes of these pulse sequences are considerably smaller compared to the signal swing between the signal values 0 and 1 of the object detection signal. The modulated object detection signal is demodulated in the external control unit 15 by means of two threshold values S1 and S2. The signal change with respect to a signal level 0 or 1 of the object detection signal is evaluated with these threshold values S1 and S2. If the object detection signal assumes the signal value 0, the pulse sequences forming the parameter data are evaluated with the threshold value S1. Accordingly, the threshold value S2 is evaluated as soon as the object detection signal assumes the signal value 1. These threshold values S1 and S2 are used to decode the parameter data in the operating unit 15 and at the same time separate them from the binary object detection signal. In this way, the binary signal sequence of the object detection signal shown in FIG. 3b is obtained. This signal sequence is einele sen in the external control unit 11 . The waveform of the object detection signal is absolutely identical to the waveform that would have been obtained without parameterization. The control unit 11 thus receives the same object detection signals from the sensor 1 regardless of whether the operating unit 15 is connected for parameterization or not.
In einer besonders einfachen nicht dargestellten Ausführungsform besteht die Auswerteeinheit 7 aus einem Mikroprozessor und einem daran angeschlosse nen nichtflüchtigen Speicher. Der nichtflüchtige Speicher ist beispielsweise von einem EEPROM gebildet. Bei dieser Ausführungsform der Auswerteein heit 7 werden vorzugsweise von der Bedieneinheit 15 nur Parameterwerte, nicht jedoch Programme in die Auswerteeinheit 7 des Sensors 1 übertragen. Die bidirektionale Datenübertragung zwischen Auswerteeinheit 7 und Bedien einheit 15 wird über den Mikroprozessor abgewickelt. Die von der externen Bedieneinheit 15 eingelesenen Parameterwerte werden in dem nichtflüchtigen Speicher abgespeichert.In a particularly simple embodiment, not shown, the evaluation unit 7 consists of a microprocessor and a non-volatile memory connected to it. The non-volatile memory is formed, for example, by an EEPROM. In this embodiment of the evaluation unit 7 , only parameter values, but not programs, are preferably transferred from the control unit 15 into the evaluation unit 7 of the sensor 1 . The bidirectional data transmission between evaluation unit 7 and control unit 15 is carried out via the microprocessor. The parameter values read by the external control unit 15 are stored in the non-volatile memory.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Auswerteeinheit 7 einen Mikroprozessor 18 auf sowie einen diesem zugeordneten Sub-Mikroprozessor 19. Der Sub-Mikroprozessor 19 weist einen Speicher 20 auf. Für den Fall, daß von der Bedieneinheit 15 lediglich Parameterwerte in die Auswerteeinheit 7 eingelesen werden sollen, ist zweckmäßigerweise der Speicher 20 als nicht flüchtiger Speicher ausgebildet. Dabei kann der nichtflüchtige Speicher wie derum als EEPROM ausgebildet sein. Die von der Bedieneinheit 15 eingelese nen Parameterwerte werden im nichtflüchtigen Speicher abgespeichert. Nach Abschluß des Parametriervorgangs kann im einfachsten Fall der Programmin halt des Mikroprozessors 18 vollkommen unverändert bleiben. Die applikati onsspezifischen Parameterwerte werden dann direkt vom Sub-Mikroprozessor 19 zur Steuerung der applikationsspezifischen Sensorfunktionen verwendet. Alternativ können beim Einschalten des Sensors 1 die Parameterwerte aus dem nichtflüchtigen Speicher des Sub-Mikroprozessors 19 in den Mikroprozessor 18 eingelesen werden. In diesem Fall werden die applikationsspezifischen Sen sorfunktionen vom Mikroprozessor 18 in Abhängigkeit der Parameterwerte gesteuert.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the evaluation unit 7 has a microprocessor 18 and a sub-microprocessor 19 assigned to it . The sub-microprocessor 19 has a memory 20 . In the event that only parameter values are to be read into the evaluation unit 7 by the operating unit 15 , the memory 20 is expediently designed as a non-volatile memory. The non-volatile memory can again be designed as an EEPROM. The parameter values read by the operating unit 15 are stored in the non-volatile memory. After completion of the parameterization process, the program content of the microprocessor 18 can remain completely unchanged in the simplest case. The application-specific parameter values are then used directly by the sub-microprocessor 19 to control the application-specific sensor functions. Alternatively, when the sensor 1 is switched on, the parameter values can be read into the microprocessor 18 from the non-volatile memory of the sub-microprocessor 19 . In this case, the application-specific sensor functions are controlled by the microprocessor 18 as a function of the parameter values.
Falls die applikationsspezifischen Sensorfunktionen durch ein Programm vor gegeben werden, ist der Speicher 20 des Sub-Mikroprozessors 19 als Zwi schenspeicher ausgebildet. In diesem Fall wird das Programm von der externen Bedieneinheit 15 in den Sub-Mikroprozessor 19 eingelesen und im Zwischen speicher zwischengespeichert. Anschließend erfolgt eine Programmierung des Mikroprozessors 18 durch den Sub-Mikroprozessor 19. Hierzu weist der Sub- Mikroprozessor 19 ein Ladeprogramm auf. Mit diesem Ladeprogramm wird das Programm aus dem Zwischenspeicher in einen Programmspeicher des Mi kroprozessors 18 eingeschrieben. Der Programmspeicher ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Damit das Programm vom Anwender des Sensors 1 nicht unbefugt disassembliert werden kann, wird das zu ladende Programm verschlüsselt in den Sub-Mikroprozessor 19 übertragen. Beim Einschreiben des Programms in den Mikroprozessor 18 wird das Programm vom Sub-Mikroprozessor 19 ent schlüsselt.If the application-specific sensor functions are given by a program, the memory 20 of the sub-microprocessor 19 is designed as an intermediate memory. In this case, the program is read into the sub-microprocessor 19 by the external control unit 15 and buffered in the buffer. The microprocessor 18 is then programmed by the sub-microprocessor 19 . For this purpose, the sub-microprocessor 19 has a loading program. With this loading program, the program is written from the buffer into a program memory of the microprocessor 18 . The program memory is not shown in Fig. 2. So that the program cannot be disassembled by the user of the sensor 1 without authorization, the program to be loaded is transmitted in encrypted form to the sub-microprocessor 19 . When the program is written into the microprocessor 18 , the program is decrypted by the sub-microprocessor 19 .
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