DE19912142A1 - Light barrier, for monitoring machinery, performs self-monitoring signal processing so output signal is inhibited if operating voltage fails and/or transmit/receive part fails and/or signal processing part is defective - Google Patents

Abstract

The light barrier has at least one transmit part, at least one receiver part for receiving pulsed light from the transmit part and at least one signal processing part providing an output signal for a controller or the transmit part of another light barrier that performs self-monitoring signal processing so the output signal is inhibited if the operating voltage fails and/or if a transmit/receive part and/or signal processing part is defective.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Impulslicht ar­ beitende Lichtschranke mit mindestens einem Sendeteil, min­ destens einem Impulslicht vom Sendeteil empfangenden Emp­ fangsteil und mindestens einem das empfangene Signal ver­ arbeitenden Signalverarbeitungsteil zur Bereitstellung ei­ nes Ausgangssignales für eine Steuereinrichtung oder den Sendeteil einer weiteren Lichtschranke.The present invention relates to ar with pulsed light processing light barrier with at least one transmitter, min at least an emp receiving a pulse light from the transmitting part catcher and at least one ver the received signal working signal processing part to provide egg Output signal for a control device or the Transmitting part of another light barrier.

Derartige Einfach- oder Mehrfachlichtschranken werden bei­ spielsweise zur Überwachung von Maschinen eingesetzt, der­ art, daß bei einer Unterbrechung des Lichtstrahles zwischen Sendeteil und Empfangsteil eine Steuereinrichtung deakti­ viert wird, die zu einem Stoppen der dazugehörigen Maschine führt. Im Normalbetrieb, d. h. bei Empfang des Lichtstrahles durch den Empfangsteil, befindet sich die Steuereinrichtung im aktivierten Zustand, so daß die zugehörige Maschine läuft.Such single or multiple light barriers are used used for example to monitor machines, the art that if the light beam is interrupted between Transmitting part and receiving part a control device deactivated fourth is to stop the associated machine leads. In normal operation, i.e. H. upon receipt of the light beam through the receiving part, the control device is located in the activated state, so that the associated machine running.

Bei Mehrfachlichtschranken, sogenannten Lichtgittern, sind mehrere Lichtschranken kaskadenförmig hintereinander ange­ ordnet. Hierbei gibt der Sendeteil der ersten Lichtschranke einen Lichtimpuls auf den Empfangsteil der ersten Licht­ schranke, dieser Empfangsteil steuert in Abhängigkeit vom empfangenen Lichtimpuls den Sendeteil einer zweiten Licht­ schranke an, der wiederum einen Lichtimpuls auf den Empfangsteil der zweiten Lichtschranke gibt usw.With multiple light barriers, so-called light grids, are several light barriers cascaded one behind the other arranges. Here, the transmitting part of the first light barrier a light pulse on the receiving part of the first light barrier, this receiving part controls depending on received light pulse the transmitting part of a second light  barrier, which in turn sends a light pulse onto the Receiving part of the second light barrier, etc.

Bei derartigen Lichtschranken kann es passieren, daß beim Auftreten von Defekten, insbesondere im Empfangsteil, die Steuereinrichtung oder der Sendeteil der nächsten Licht­ schranke weiterhin aktiviert wird, obwohl ansich eine Deak­ tivierung gewünscht wird, um in einem solchen Fall bei­ spielsweise die zugehörige Maschine abzuschalten. Diese fehlerhafte Funktion kann zur Folge haben, daß beispiels­ weise eine Unterbrechung des Lichtstrahles nicht mehr zu einem Stoppen der Maschine führt.With such light barriers, it can happen that when Occurrence of defects, especially in the receiving part, the Control device or the transmitting part of the next light barrier is still activated, although there is actually a deak tivierung is desired in such a case for example, switch off the associated machine. This incorrect function can have the consequence that, for example no longer assign an interruption of the light beam stopping the machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Licht­ schranke der angegebenen Art zu schaffen, die bei Auftreten von Defekten eine Deaktivierung der nachfolgenden Steuer­ einrichtung bzw. des nachfolgenden Sendeteils der weiteren Lichtschranke durchführt.The invention has for its object a light to create a barrier of the specified type, which should occur of defects, a deactivation of the subsequent tax device or the subsequent transmission part of the others Carry out light barrier.

Diese Aufgabe wird bei einer Lichtschranke der angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Signalverarbei­ tungsteil eine Überwachungsschaltung aufweist, die bei Be­ triebsspannungsausfall und/oder defektem Sende/Empfangs- und/oder Signalverarbeitungsteil die Abgabe des Ausgangssig­ nales verhindert.This task is specified for a light barrier Art solved according to the invention in that the signal processing device part has a monitoring circuit, which at Be drive voltage failure and / or defective transmission / reception and / or signal processing part the delivery of the output signal prevented.

Erfindungsgemäß ist somit der Empfangsteil (bei Mehrfach­ lichtschranken jeder Empfangsteil) so ausgebildet, daß im Defektfall der zugehörigen Sende/Empfangs- und/oder Signal­ verarbeitungsteile die Signalweitergabe durch Schaltungs­ zwang verhindert wird. Hierduch können aufwendige Relais­ einrichtungen oder Redundanzien entfallen und mögliche Fehlschaltungen durch die Verwendung von deratigen Einrich­ tungen im Defektfall vermieden werden. Die Überwachungs­ schaltung ist dabei Teil des Signalverarbeitungsteiles, d. h. in die Schaltung dieses Teiles integriert.According to the invention, the receiving part (in the case of multiple light barriers each receiving part) designed so that in Failure of the associated transmit / receive and / or signal processing parts the signal passing through circuit coercion is prevented. This allows elaborate relays facilities or redundancies are eliminated and possible Incorrect switching through the use of such equipment in the event of a defect. The surveillance circuit is part of the signal processing part,  d. H. integrated in the circuit of this part.

Vorzugsweise findet eine derartige Überwachungsschaltung bei einer Lichtschranke Verwendung, die als kaskadenförmige Mehrfachlichtschranke mit einer Vielzahl von Sende-, Empfangs- und Signalverarbeitungsteilen ausgebildet ist, wobei das Ausgangssignal der n-ten Lichtschranke zur Ansteuerung des Sendeteiles der (n+1)-ten Lichtschranke dient.Such a monitoring circuit is preferably found when using a light barrier that acts as a cascade Multiple light barrier with a variety of transmit, Receiving and signal processing parts is formed, the output signal of the nth light barrier for Control of the transmitter part of the (n + 1) th light barrier serves.

Bei einer derartigen Mehrfachlichtschranke liegt somit eine Signalverknüpfung zwischen dem auf der Empfängerseite emp­ fangenen Signal und der entsprechenden Weiterschaltung vor, ferner eine Signalverknüpfung zwischen Empfangsteil und Signalverarbeitungsteil. Gerade hierbei ist die erfin­ dungsgemäß vorgesehene Überwachung von besonderer Bedeu­ tung, weil die Gefahr besteht, daß derartige Mehrfachlicht­ schranken auch bei an irgendeiner Stelle unterbrochenem Impuls weiterschalten.Such a multiple light barrier is therefore one Signal link between the emp on the receiver side catch signal and the corresponding forwarding, also a signal link between the receiving part and Signal processing part. This is precisely where she is invented Monitoring of particular importance provided for in accordance with the invention tion, because there is a risk that such multiple lights even if something is interrupted Switch on impulse.

Erfindungsgemäß wird somit ein selbstüberwachendes Sicher­ heitssystem geschaffen.According to the invention, this becomes a self-monitoring safety system created.

Die erfindungsgemäße Lichtschranke ist speziell so ausge­ bildet, daß die Signalverarbeitung auf mindestens zwei Be­ triebsspannungsniveaus betriebsspannungsüberschreitend er­ folgt. Dabei wird zweckmässigerweise im Signalverarbei­ tungsteil die Spannung aus dem negativen Bereich in den positiven Bereich übertragen. Der umgekehrte Fall ist eben­ falls möglich.The light barrier according to the invention is specially designed so forms that the signal processing on at least two loading drive voltage levels exceeding operating voltage he follows. It is expedient in the signal processing the voltage from the negative range in the transfer positive area. The opposite is the case if possible.

Die Überwachungsschaltung ist vorzugsweise in der Art eines Spannungsverdopplers ausgebildet, und zwar weist dabei die Überwachungsschaltung vorzugsweise einen über einen Schal­ ter an negativer (positiver) Betriebsspannung liegenden Kondensator, der bei Schließen des Schalters aufgeladen wird, einen Transistor, der bei Öffnen des Schalters in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung durchgeschaltet wird, und einen an positiver Betriebsspannung liegenden, an den Kollektor oder Emitter des Transistors geschalteten Widerstand auf. Bei dem Schalter handelt es sich vorzugs­ weise um den der Empfangsdiode nachgeschalteten Verstärker des jeweiligen Empfangsteiles der Lichtschranke. Empfängt die Empfangsdiode entsprechende Lichtimpulse, wird am Aus­ gang des nachfolgenden Verstärker der Kondensator aufgela­ den. In Abhängigkeit von der am Kondensator liegenden Span­ nung wird der Transistor durchgeschaltet, so daß zwischen dessen Kollektor und Emitter ein Strom fließt. Über den vorgesehenen Widerstand tritt ein impulsförmiger Spannungs­ abfall auf, wodurch die Ausgangsspannung der Schaltung be­ einflußt wird, die dann etwa 0 V beträgt.The monitoring circuit is preferably of the type Voltage doubler formed, and that has the Monitoring circuit preferably one over a scarf ter to negative (positive) operating voltage  Capacitor that is charged when the switch closes will, a transistor that when opening the switch in Dependent on the capacitor voltage and a positive operating voltage switched the collector or emitter of the transistor Resistance to. The switch is preferred as to the amplifier downstream of the receiving diode of the respective receiving part of the light barrier. Receives the receiving diode corresponding light pulses, is off gang of the subsequent amplifier the capacitor is up the. Depending on the span on the capacitor voltage is turned on, so that between the collector and emitter of which a current flows. On the provided resistance occurs a pulsed voltage drop on, causing the output voltage of the circuit be is influenced, which is then about 0 V.

Wird der Kondensator durch fehlende Lichtimpulse nicht auf­ geladen, schaltet der Transistor nicht durch, so daß die Ausgangsspannung der Schaltung der positiven Betriebsspan­ nung entspricht, an dem der Widerstand liegt.If the capacitor is not due to missing light pulses charged, the transistor does not turn on, so that Output voltage of the circuit of the positive operating voltage corresponds to the resistance.

In Weiterbildung der Erfindung werden das Ausgangssignal vom Sendeteil und das Ausgangssignal vom Signalverarbei­ tungsteil einer UND-Stufe (Torschaltung) zugeführt, und mit dem hieraus resultierenden Signal wird die Steuereinrich­ tung oder der Sendeteil der nächsten Lichtschranke ange­ steuert. Dabei wird das Ausgangssignal des Signalverarbei­ tungsteiles beispielsweise über einen negierenden Eingang an die UND-Stufe gelegt, so daß bei einem Ausgangssignal des Signalverarbeitungsteiles von 0 V und einem Ausgangs­ signal des Sendeteiles mit einem Signalpegel von 1 eine Aktivierung der nachfolgenden Steuereinrichtung bzw. des nachfolgenden Sendeteiles der nächsten Lichtschranke er­ reicht wird. In a further development of the invention, the output signal from the transmitter and the output signal from the signal processing tion part of an AND stage (gate circuit) supplied, and with the resulting signal becomes the control unit device or the transmitter part of the next light barrier controls. The output signal of the signal processing tion part for example via a negating input connected to the AND stage, so that with an output signal of the signal processing part of 0 V and an output signal of the transmitting part with a signal level of 1 one Activation of the subsequent control device or subsequent transmission part of the next light barrier he is enough.  

Vorzugsweise weist der Sendeteil eine erste Impulsformstufe (Monoflop) auf, von der aus die Sendediode angesteuert wird. Das Ausgangssignal des Signalverarbeitungsteiles wird vorzugsweise einer zweiten Impulsformstufe zugeführt, bevor es die nachfolgende Steuereinrichtung bzw. den Sendeteil der nachfolgenden Lichtschranke ansteuert.The transmitting part preferably has a first pulse shape stage (Monoflop) from which the transmitter diode is driven becomes. The output signal of the signal processing part is preferably fed to a second pulse shaping stage before it the subsequent control device or the transmitting part controls the subsequent light barrier.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen be­ schrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment in connection with the drawing in detail wrote. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer mit Impulslicht ar­ beitenden Lichtschranke; und Fig. 1 is a block diagram of a light barrier with pulse light ar working; and

Fig. 2 den Teil "A" von Fig. 1 als Detailschaltung. Fig. 2 shows the part "A" of Fig. 1 as a detailed circuit.

Die in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte mit Impuls­ licht arbeitende Lichtschranke umfasst einen gestrichelt dargestellten Sendebereich 2 und einen gestrichelt darge­ stellten Empfangsbereich 7. Der Empfangsbereich enthält einen Empfangsteil 8 mit Signalverarbeitungsteil, wobei der Teil "A" hiervon in Fig. 2 im Detail dargestellt ist.The light barrier operating in pulse light shown in FIG. 1 comprises a transmission area 2 shown in dashed lines and a reception area 7 shown in dashed lines. The reception area contains a reception part 8 with a signal processing part, part "A" of which is shown in detail in FIG. 2.

Von einem Oszillator (bei Mehrfachlichtschranke vom Emp­ fangsteil n-1) 1 wird ein entsprechendes Rechtecksignal einer Impulsformstufe 3 zugeführt, bei der es sich um einen Monoflop MF1 handelt. Dieser wird mit einer positiven Be­ triebsspannung +U_B betrieben. Entsprechende Impulse der Impulsformstufe 3 werden einer Sendediode 4 zugeführt, die entsprechende Lichtblitze abgibt. Diese werden von einer Empfangsdiode 5 aufgefangen, die sich im Empfangsbereich 7 befindet, und wieder in elektrische Impulse zurückge­ wandelt. From an oscillator (in the case of multiple light barriers from receiving section n-1) 1 , a corresponding square-wave signal is supplied to a pulse shaping stage 3 , which is a monoflop MF1. This is operated with a positive operating voltage + U _B. Corresponding pulses of the pulse shape stage 3 are supplied to a transmitter diode 4 , which emits corresponding flashes of light. These are collected by a receiving diode 5 , which is located in the receiving area 7 , and converts back into electrical pulses.

Diese Impulse werden im Signalverarbeitungsteil des Emp­ fangsbereiches verarbeitet und dem (negierenden) Eingang einer UND-Stufe 6 (Torschaltung) zugeführt, an der eben­ falls das Ausgangssignal der Impulsformstufe 3 liegt. Das Ausgangssignal der UND-Stufe 6 wird einer zweiten Impuls­ formstufe 9 zugeführt, bei der es sich um einen zweiten Monoflop MF2 handelt. Das entsprechende Ausgangssignal ge­ langt dann zu einer Steuereinrichtung oder zum Sendeteil einer weiteren Lichtschranke einer Mehrfachlichtschranke, um die Steuereinrichtung bzw. den Sendeteil zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.These pulses are processed in the signal processing part of the reception area and fed to the (negating) input of an AND stage 6 (gate circuit), to which the output signal of the pulse shaping stage 3 is also located. The output signal of the AND stage 6 is fed to a second pulse form stage 9 , which is a second monoflop MF2. The corresponding output signal then reaches a control device or the transmitting part of a further light barrier of a multiple light barrier in order to activate or deactivate the control device or the transmitting part.

Der genaue Aufbau des Schaltungsteiles "A" ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Kondensator 11 liegt bei geschlossenem Schalter 10 an negativer Betriebsspannung -U_B. Er ist bei geschlossenem Schalter aufgeladen (U_C). Beim Öffnen des Schalters wird über die Kondensatorspannung oberhalb des 0- Potentials eine positive Ansteuerung eines Transistors 13 bewirkt. Die Diode 12 wird abgekoppelt.The exact structure of the circuit part "A" is shown in Fig. 2. A capacitor 11 is connected to the negative operating voltage -U _B when the switch 10 is closed. It is charged when the switch is closed (U _C ). When the switch is opened, a positive triggering of a transistor 13 is effected via the capacitor voltage above the 0 potential. The diode 12 is disconnected.

Über einen an positiver Betriebsspannung +U_B liegenden Wi­ derstand 14 wird ein Spannungsabfall bewirkt, so daß die Ausgangsspannung U_AUSG der Schaltung etwa einen Wert von 0 V erhält. Da dieses Ausgangssignal der UND-Stufe 6 zuge­ führt wird, wird ein Signal der nachfolgenden Impulsform­ stufe 9 zugeführt, mit deren Ausgangssignal eine entspre­ chende Steuereinrichtung bzw. ein Sendeteil einer nachfol­ genden Lichtschranke aktiviert wird.Via a resistor 14 lying at a positive operating voltage + U _B , a voltage drop is brought about, so that the output voltage U _{OUTG of} the circuit receives approximately a value of 0 V. Since this output signal is fed to the AND stage 6 , a signal of the subsequent pulse shape stage 9 is supplied, with the output signal of which a corresponding control device or a transmitting part of a subsequent light barrier is activated.

Ist keine Betriebsspannung -U_B vorhanden, treffen keine Lichtimpulse auf die Empfangsdiode 5 auf oder ist ein Bau­ teil (10, 11, 12) im Empfangsteil defekt, wird der Konden­ sator 11 nicht aufgeladen, so daß der Transistor 13 nicht durchschaltet. Die Ausgangsspannung U_AUSG entspricht dann etwa +U_B (hat keine Dynamik mehr), so daß die nachfolgende Steuereinrichtung bzw. der Sendeteil der nachfolgenden Lichtschranke nicht aktiviert wird.If there is no operating voltage -U _B , no light pulses hit the receiving diode 5 or a construction part ( 10 , 11 , 12 ) in the receiving part is defective, the capacitor 11 is not charged, so that the transistor 13 does not turn on. The output voltage U _AUSG then corresponds approximately to + U _B (no longer has any dynamics), so that the subsequent control device or the transmitting part of the subsequent light barrier is not activated.

Claims (8)

1. Mit Impulslicht arbeitende Lichtschranke mit minde­ stens einem Sendeteil, mindestens einem Impulslicht vom Sendeteil empfangenden Empfangsteil und mindestens einem das empfangene Signal verarbeitenden Signalver­ arbeitungsteil zur Bereitstellung eines Ausgangssigna­ les für eine Steuereinrichtung oder den Sendeteil ei­ ner weiteren Lichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsteil eine selbstüberwa­ chende Signalverarbeitung derart durchführt, daß bei Betriebsspannungsausfall und/oder defektem Sende/Emp­ fangs- und/oder Signalverarbeitungsteil die Abgabe des Ausgangssignales verhindert wird.1. Working with pulsed light barrier with at least one transmitting part, at least one pulse light from the receiving part receiving part and at least one signal processing part processing the received signal processing part to provide an output signal for a control device or the transmitting part of a further light barrier, characterized in that the signal processing part carries out a self-monitoring signal processing in such a way that the supply of the output signal is prevented in the event of operating voltage failure and / or defective transmission / reception and / or signal processing part. 2. Lichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kaskadenförmige Mehrfachlichtschranke mit einer Vielzahl von Sende-, Empfangs- und Signalverar­ beitungsteilen ausgebildet ist, wobei das Ausgangssi­ gnal der n-ten Lichtschranke zur Ansteuerung des Sen­ deteiles der (n+1)-ten Lichtschranke dient.2. Light barrier according to claim 1, characterized in that they have a cascade-shaped multiple light barrier a variety of transmit, receive and signal processing beitungsteile is formed, the output signal of the nth light barrier to control the sen Part of the (n + 1) th light barrier is used. 3. Lichtschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Signalverarbeitung auf mindestens zwei Betriebsspannungsniveaus betriebsspannungsüber­ schreitend erfolgt. 3. Light barrier according to claim 1 or 2, characterized records that the signal processing to at least two operating voltage levels operating voltage over striding.   4. Lichtschranke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalverarbeitungsteil (A) die Spannung aus dem negativen Bereich in den positiven Bereich über­ tragen wird.4. light barrier according to claim 3, characterized in that in the signal processing part (A) the voltage the negative area into the positive area will wear. 5. Lichtschranke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung einen über einen Schalter (10) an negativer Betriebs­ spannung liegenden Kondensator (11), der nach Schließen des Schalters (10) aufgeladen wird, einen Transistor (13), der in Abhängigkeit von der Konden­ satorspannung durchgeschaltet wird, wenn der Schalter (10) geöffnet wird, und einen an positver Betriebs­ spannung liegenden, an den Kollektor (Emitter) des Transistors (13) geschalteten Widerstand (14) umfasst.5. Light barrier according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring circuit has a via a switch ( 10 ) at negative operating voltage capacitor ( 11 ), which is charged after closing the switch ( 10 ), a transistor ( 13 ) depending on the capacitor voltage is turned on when the switch ( 10 ) is opened, and a positive operating voltage, to the collector (emitter) of the transistor ( 13 ) connected resistor ( 14 ). 6. Lichtschranke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil (2) eine er­ ste Impulsformstufe (monostabile Zeitstufe) (3) auf­ weist.6. Light barrier according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting part ( 2 ) has a ste pulse form stage (monostable time stage) ( 3 ). 7. Lichtschranke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Sig­ nalverarbeitungsteiles (A) einer zweiten Impulsform­ stufe (monostabile Zeitstufe) (9) zugeführt wird.7. Light barrier according to one of the preceding claims, characterized in that the output signal of the signal processing part (A) of a second pulse shape stage (monostable time stage) ( 9 ) is supplied. 8. Lichtschranke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal vom Sendeteil (2) und das Ausgangssignal vom Signalverar­ beitungsteil (A) einer UND-Stufe (6) zugeführt werden und daß mit dem hieraus resultierenden Signal die Steuereinrichtung oder der Sendeteil der nächsten Lichtschranke einer Mehrfachlichtschranke angesteuert wird.8. Light barrier according to one of the preceding claims, characterized in that the output signal from the transmitting part ( 2 ) and the output signal from the signal processing part (A) of an AND stage ( 6 ) are supplied and that with the resulting signal, the control device or the transmitting part the next light barrier of a multiple light barrier is controlled.