DE19510304C1 - Light barrier grid - Google Patents

Light barrier grid

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DE19510304C1 DE1995110304 DE19510304A DE19510304C1 DE 19510304 C1 DE19510304 C1 DE 19510304C1 DE 1995110304 DE1995110304 DE 1995110304 DE 19510304 A DE19510304 A DE 19510304A DE 19510304 C1 DE19510304 C1 DE 19510304C1
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Abstract

The grid (1) has several adjacent transmission elements (2) and receiver elements (4) forming interacting pairs. The pairs of transmission and receiver elements are activated successively in a cycle by transmitter (7) and receiver (8) controllers. The first transmitter emits light pulses with an identifier for synchronising the pair and the received signals from the receiver element are compared with defined desired values to check for error-free operation of the pair. Each residual transmitter element per cycle emits only one pulse position modulated light pulse. The individual light pulses encode defined bit values or bit sequences which are decoded on he receiver side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtschrankengitter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.The invention relates to a light barrier grid according to the preamble of the saying 1.

Ein derartiges Lichtschrankengitter ist aus der DE 39 39 191 C2 bekannt. Die Sendeelemente des Lichtschrankengitters emittieren jeweils eine Folge von Puls- Pausen-modulierten Lichtimpulsen, welche bestimmte Kennungen darstellen. Diese Kennungen sind so gewählt, daß mit Ausnahme eines Sendeelements sämtliche Sendeelemente dieselbe Lichtimpulsfolge aussenden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Doppel-Lichtimpulse. Ein Sendeelement wird zur Synchronisierung verwendet und emittiert eine Folge von vier Impuls-Pause- Folgen. Empfangsseitig wird das Zeitverhalten der Impulse und ihre Anzahl ausgewertet, d. h. innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls muß die gesamte Kennung von einem Empfangselement erkannt werden.Such a light barrier grid is known from DE 39 39 191 C2. The Transmitting elements of the light barrier grid each emit a sequence of pulse Pause-modulated light pulses, which represent certain identifiers. These identifiers are chosen so that, with the exception of one transmission element all transmission elements emit the same sequence of light pulses. Preferably these are double light pulses. A sending element becomes Synchronization uses and emits a sequence of four pulse pause Consequences. The timing of the impulses and their number is received evaluated, d. H. the entire Identifier can be recognized by a receiving element.

Nachteilig hierbei ist, daß mit einer Ausnahme sämtliche Sendeelemente diesel­ be Kennung emittieren. Dies kann zu einem fehlerhaften Empfang führen, wenn beispielsweise die Aktivierung der Empfangselemente nicht synchron zur Aktivierung der Sendeelemente erfolgt.The disadvantage here is that, with one exception, all transmission elements are diesel Issue identifier. This can result in incorrect reception if for example, the activation of the receiving elements is not synchronized with The transmission elements are activated.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zwei in geringem Abstand zueinander angeordnete Lichtschrankengitter sich gegenseitig beeinflussen können, was ebenfalls zu Fehlsignalen führen kann.Another disadvantage is that two are close to each other Arranged light barrier grids can mutually influence what can also lead to false signals.

Ist beispielsweise der Strahlengang eines ersten Lichtschrankengitters durch ein Objekt unterbrochen, so können Fehlsignals dadurch entstehen, daß Lichtimpul­ se eines zweiten Lichtschrankengitters beispielsweise durch Spiegelung auf die Empfangselemente des zweiten Lichtschrankengitters treffen.For example, is the beam path of a first light barrier grating through a Object interrupted, false signal can arise from the fact that light pulse se of a second light barrier grid, for example by mirroring on the Hit the receiving elements of the second light barrier grid.

Schließlich ist von Nachteil, daß von jedem Sendeelement jeweils mehrere Lichtimpulse ausgesendet werden müssen, um eine hinreichend sichere Übertrag­ gung zu gewährleisten. Dies führt zu einer relativ hohen Zykluszeit des Licht­ schrankengitters.Finally, it is disadvantageous that several of each transmission element Light pulses must be emitted to ensure a sufficiently safe transfer  guarantee. This leads to a relatively long cycle time for the light barrier grille.

Die DE 31 19 876 A1 zeigt ein Infrarot-Sendeempfangssystem, das primär für Fernbedienungen geeignet ist. Um mehrere Systeme parallel verwenden zu kön­ nen, werden die Infrarot-Informationssignale mehrfach verschlüsselt. So werden beispielsweise gleichzeitig eine Pulscodierung in Form eines Code-Wortes und eine weitere Codierung durch Senden dieses Code-Wortes auf einer bestimmten Trägerfrequenz durchgeführt. Zusätzlich kann eine Kennung auch noch durch ein Vorlauf-Codewort oder ein Startbit erreicht werden. Durch diese Codierung wird erreicht, daß ein Empfänger nur auf solche Sender anspricht, die seinem Code entsprechen, dagegen nicht auf Fremdsender.DE 31 19 876 A1 shows an infrared transceiver system, which is primarily for Remote controls is suitable. To be able to use several systems in parallel NEN, the infrared information signals are encrypted several times. So be for example, pulse coding in the form of a code word and another coding by sending this code word on a specific one Carrier frequency performed. In addition, an identifier can also be identified by a lead code word or a start bit can be reached. Through this coding it is achieved that a receiver responds only to those transmitters that its Code, but not on third-party channels.

Derartige Systeme weisen zwar eine hohe Übertragungssicherheit auf, jedoch ist deren Verwendung bei Lichtschrankengittern aufgrund der hohen Zykluszei­ ten nur sehr beschränkt möglich.Such systems have a high level of transmission security, however is their use in light barrier grids due to the high cycle time only possible to a very limited extent.

Aus der DE 42 24 784 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb von Lichtschranken, Lichtgittern oder Lichtvorhängen bekannt. Innerhalb eines ersten Zeitfensters sendet ein Sender mindestens zwei zeitlich in einem zweiten und mindestens einem dritten Zeitfenster liegende Impulsgruppen codierten Lichts aus. Der Empfänger prüft, ob innerhalb des zweiten und des mindestens dritten Zeitfen­ sters empfangene Impulsgruppen einen gültigen Code aufweisen. Ein störungs­ freier Betrieb liegt vor, wenn mindestens eine Impulsgruppe als gültig erkannt wurde.DE 42 24 784 A1 describes a method for operating light barriers, Light grids or light curtains are known. Within a first time window a transmitter sends at least two times in a second and at least one pulse groups of encoded light lying in a third time window. Of the Receiver checks whether within the second and at least third time frames The received pulse groups have a valid code. A disturbance Free operation is when at least one pulse group is recognized as valid has been.

Die Größe der Zeitfenster ist an die Maximalfrequenz des in der Praxis auftre­ tenden Störlichts angepaßt. Insbesondere ist die Dauer des ersten Zeitfensters so dimensioniert, daß übliche Störquellen innerhalb dieses Zeitfensters nur einen Störimpuls aussenden, so daß wenigstens eine der in dem zweiten und mindestens dritten Zeitfenster emittierten Impulsgruppen störungsfrei empfangen wird. The size of the time window is at the maximum frequency that occurs in practice adapted stray light. In particular, the duration of the first time window dimensioned so that usual sources of interference within this time window only emit an interference pulse so that at least one of the second and received at least third time window emitted pulse groups without interference becomes.  

Bei zyklischer Wiederholung der Sendevorgänge ist es möglich, daß eine har­ monische Oberwelle des Störlichts in das zweite und mindestens dritte Zeitfen­ ster fällt und so zu einer Betriebsstörung führt. Um dies weitestgehend auszu­ schließen sind das zweite und mindestens dritte Zeitfenster asymmetrisch inner­ halb des ersten Zeitfensters angeordnet.If the transmission processes are repeated cyclically, it is possible that a har monic harmonic of the stray light in the second and at least third time frames falls and leads to a malfunction. To largely eliminate this close the second and at least third time window are asymmetrically inner arranged half of the first time window.

Auch dieses System arbeitet mit der Aussendung von codierten Impulsgruppen und weist eine entsprechend hohe Zyklenzeit auf.This system also works with the transmission of coded pulse groups and has a correspondingly high cycle time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Lichtschrankengitter der ein­ gangs genannten Art möglichst sicher bei gleichzeitig geringer Zykluszeit aus­ zubilden.The invention has for its object a light barrier grid type mentioned as safe as possible with a short cycle time to build.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Ansprüchen 2-10 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 claims 2-10.

Erfindungsgemäß werden von den Sendeelementen Puls-Pausen-modulierte Ein­ zel-Lichtimpulse ausgesendet. Dies bedeutet, daß nach Aktivierung eines be­ stimmten Sendeelements der Lichtimpuls mit einer vorgebbaren Verzögerungs­ zeit emittiert wird. Im zugehörigen Empfangselement wird der Lichtimpuls mit der entsprechenden Verzögerung registriert. Die Dauer des Lichtimpulses sowie die Verzögerungszeit können sehr kurz gewählt werden, wodurch eine geringe Zykluszeit des Lichtschrankengitters realisiert werden kann. According to the invention, pulse-pause-modulated ones are emitted by the transmission elements zel light pulses emitted. This means that after activation of a be agreed transmission element of the light pulse with a predetermined delay time is emitted. The light pulse is included in the associated receiving element the corresponding delay registered. The duration of the light pulse as well the delay time can be chosen to be very short, which means that the Cycle time of the light barrier grid can be realized.  

Die Lichtimpulse werden von den Sendeelementen mit unterschiedlichen Ver­ zögerungszeiten emittiert. Diese unterschiedlichen Verzögerungszeiten werden empfangsseitig registriert und in Bitwerte bzw. Bitfolgen übersetzt. In einer be­ sonders vorteilhaften Ausführungsform werden zwei unterschiedliche Verzöge­ rungszeiten t₁ und t₂ verwendet, die die Bitwerte null und eins kodieren.The light pulses are emitted by the transmitter elements with different ver delay times emitted. These different delay times will registered at the receiving end and translated into bit values or bit sequences. In a be particularly advantageous embodiment are two different delays tion times t₁ and t₂ used that encode the bit values zero and one.

Durch die Auswertung der Kennungen der Lichtimpulse der Sendeelemente wird in der Empfängersteuerung für jeden Zyklus ein Bitmuster erzeugt, wel­ ches mit einem Sollwert-Bitmuster verglichen wird, wodurch festgestellt werden kann, ob das Lichtschrankengitter fehlerfrei arbeitet.By evaluating the identifiers of the light pulses of the transmission elements a bit pattern is generated in the receiver controller for each cycle is compared with a setpoint bit pattern, thereby determining can check whether the light barrier grid is working properly.

Das Sollwert-Bitmuster kann beliebig gewählt werden. Somit können unter­ schiedliche Lichtschrankengitter gleicher Bauart vollkommen verschiedene Soll­ wert-Bitmuster aufweisen. Auf diese Weise kann eine gegenseitige Beeinflus­ sung verschiedener Lichtschrankengitter mit großer Sicherheit ausgeschlossen werden.The setpoint bit pattern can be chosen arbitrarily. Thus, under different light barrier grids of the same design completely different target have value bit patterns. In this way, mutual influence solution of various light barrier grids excluded with great certainty will.

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 Schematische Darstellung eines Lichtschrankengitters Fig. 1 Schematic representation of a light barrier grid

Fig. 2 Blockschaltbild der Sendersteuerung des Lichtschrankengitters Fig. 2 block diagram of the transmitter control of the light barrier grid

Fig. 3 Blockschaltbild der Empfängersteuerung des Lichtschrankengitters Fig. 3 block diagram of the receiver control of the light barrier grid

Fig 4. Impulsdiagramm der in der Empfängersteuerung registrierten Licht­ impulse.Fig. 4 . Pulse diagram of the light pulses registered in the receiver control.

In Fig. 1 ist ein Lichtschrankengitter 1 schematisch dargestellt. In einer Sender­ leiste 1a sind mehrere Sendeelemente 2 nebeneinander liegend angeordnet. Die Sendeelemente 2 emittieren Sendelicht 3 in Form von Lichtimpulsen. Desglei­ chen sind in einer Empfängerleiste 1b mehrere Empfangselemente 4 nebenein­ ander liegend angeordnet. Jeweils ein gegenüberliegend angeordnetes Sendeele­ ment 2 und Empfangselement 4 bilden ein zusammenarbeitendes Paar. Die Sendeelemente 2 sind vorzugsweise von Leuchtdioden gebildet, denen jeweils eine Sendeoptik 5, die zweckmäßigerweise von einer Linse gebildet ist, zur Fo­ kussierung des Sendelichts 3, nachgeordnet ist. Die Empfangselemente 4 sind von Photodioden gebildet, die jeweils hinter einer Empfangsoptik 6 angeordnet sind. Die Empfangsoptik 6 ist ebenfalls von einer Linse gebildet und konzen­ triert das Empfangslicht auf das Empfangselement 4.In Fig. 1, a light barrier grid 1 is shown schematically. In a transmitter bar 1 a, a plurality of transmission elements 2 are arranged side by side. The transmission elements 2 emit transmission light 3 in the form of light pulses. Desglei Chen several receiver elements 4 are arranged side by side in a receiver bar 1 b. In each case an oppositely arranged Sendeele element 2 and receiving element 4 form a cooperating pair. The transmission elements 2 are preferably formed by light-emitting diodes, each of which has a transmission optics 5 , which is expediently formed by a lens, for focusing the transmission light 3 . The receiving elements 4 are formed by photodiodes, which are each arranged behind an optical receiving system 6 . The receiving optical system 6 is also formed of a lens and concentrated trated the received light to the receiving element. 4

Die einzelnen Paare von Sende- 2 und Empfangselementen 4 sind über die Sender- 7 und Empfängersteuerung 8 nacheinander zyklisch aktivierbar, so daß die Aussendung von Lichtimpulsen der Sendeelemente 2 synchron zum Emp­ fang der jeweils zugeordneten Empfangselemente 4 erfolgt. Nur das Empfangs­ element 4 eines Paares bleibt zweckmäßigerweise fortlaufend aktiviert. Dieses Paar wird zur Synchronisation der restlichen Paare eingesetzt.The individual pairs of transmitter 2 and receiver elements 4 can be activated cyclically one after the other via the transmitter 7 and receiver controller 8 , so that the transmission of light pulses from the transmitter elements 2 takes place synchronously with the reception of the respectively assigned receiver elements 4 . Only the receiving element 4 of a pair expediently remains activated continuously. This pair is used to synchronize the remaining pairs.

Erfindungsgemäß wird vom ersten Sendeelement 2 zu Beginn des Zyklus eine Folge von Puls-Pausen-modulierten Lichtimpulsen zur Synchronisation der Lichtschrankengitters 1 emittiert. Danach werden nacheinander die restlichen Paare von Sende- 2 und Empfangselementen 4 synchron aktiviert. Dabei senden die Sendeelemente 2 Puls-Lage-modulierte Einzel-Lichtimpulse aus. Diese mo­ dulierten Einzel-Lichtimpulse entsprechen bestimmten Bitwerten, die in der Empfängersteuerung 8 dekodiert werden. Die so gewonnene Bitfolge wird in der Empfängersteuerung 8 mit einer Sollwertfolge verglichen, die vor Betrieb des Lichtschrankengitters 1 in die Empfängersteuerung 8 eingegeben wurde. Diese Bitfolge entspricht der Kodierung der emittierten Lichtimpulse. Stimmt die empfangene Bitfolge mit der Sollwert-Bitfolge überein, so arbeitet das Licht­ schrankengitter fehlerfrei.According to the invention, a sequence of pulse-pause-modulated light pulses for synchronizing the light barrier grating 1 is emitted by the first transmission element 2 at the beginning of the cycle. Then the remaining pairs of transmitting 2 and receiving elements 4 are activated synchronously. The transmitter elements send out 2 pulse-position-modulated single light pulses. These modulated individual light pulses correspond to certain bit values that are decoded in the receiver controller 8 . The bit sequence so obtained is compared in the receiver controller 8 with a predetermined value sequence that has been input to the receiver controller 8 prior to operation of the light barrier grid. 1 This bit sequence corresponds to the coding of the emitted light pulses. If the received bit sequence agrees with the setpoint bit sequence, the light barrier grid works correctly.

Das Funktionsprinzip der Sender- 7 bzw. Empfängersteuerung 8 ist in Fig. 2 und Fig. 3 detailliert beschrieben. The principle of operation of the transmitter 7 and receiver controller 8 is described in detail in FIG. 2 and FIG. 3.

Die Sendersteuerung 7 weist einen Oszillator 9 auf, der eine Taktfrequenz vor­ zugsweise im Hochfrequenzbereich erzeugt. Der Oszillator 9 ist einerseits über Zuleitungen mit Sendertreibern 10, die den Sendeelementen 2 vorgeschaltet sind, verbunden. Dadurch wird eine Hochfrequenzmodulation der einzelnen Lichtimpulse erreicht, wodurch eine erhöhte Störfestigkeit gegen äußere Ein­ flüsse wie Fremdlicht, welches z. B. durch Stroboskoplampen oder Leuchtstoff­ röhren erzeugt wird, erreicht wird.The transmitter control 7 has an oscillator 9 , which generates a clock frequency preferably in the high frequency range. The oscillator 9 is connected on the one hand via leads to transmitter drivers 10 which are connected upstream of the transmission elements 2 . As a result, high-frequency modulation of the individual light pulses is achieved, which results in increased immunity to external influences such as external light, which, for. B. generated by strobe lamps or fluorescent tubes is achieved.

Außerdem ist der Oszillator 9 auf einen Zähler 11 geführt. Einer der Ausgänge des Zählers 11 ist auf ein Schaltwerk 12 geführt. In dem Schaltwerk 12 werden die in Fig. 4 dargestellten Zeitintervalle T₀, T₄, T₃ und T₅ erzeugt. Die Zeitinter­ valle T₀ und T₄ werden in eine erste Logikeinheit 13 eingelesen, deren Ausgang auf den Sendertreiber 10 des ersten Sendeelements 2 geführt ist. Die Zeitin­ tervalle T₃ und T₅ werden in weitere Logikeinheiten 13 eingelesen, deren Aus­ gänge auf die Sendertreiber 10 der restlichen Sendeelemente 2 geführt sind. Über einen Schnittstellenbaustein 14 wird eine Kodierung in die weiteren Logikeinheiten 13 eingelesen, die im vorliegenden Beispiel aus der Bitfolge 01101 besteht.In addition, the oscillator 9 is guided to a counter 11 . One of the outputs of the counter 11 is led to a switching mechanism 12 . In the switching mechanism 12 , the time intervals T₀, T₄, T₃ and T₅ shown in Fig. 4 are generated. The time intervals T₀ and T₄ are read into a first logic unit 13 , the output of which is led to the transmitter driver 10 of the first transmission element 2 . The Zeitin intervals T₃ and T₅ are read into further logic units 13 , the outputs of which are guided to the transmitter drivers 10 of the remaining transmission elements 2 . A coding is read into the further logic units 13 via an interface module 14 , which in the present example consists of the bit sequence 01101.

Der Zähler 11 ist zudem auf einen Eingang eines Decoders 15 geführt, dessen Ausgänge zur Aktivierung der Sendeelemente 2 auf die einzelnen Sendertreiber 10 geführt sind.The counter 11 is also routed to an input of a decoder 15 , the outputs of which are routed to the individual transmitter drivers 10 to activate the transmitter elements 2 .

Vorteilhafterweise sind der Zähler 11, das Schaltwerk 12, der Decoder 15 und die Logikeinheiten 13 in einem Mikrocomputer intergriert. Die Logikeinheiten 13 und das Schaltwerk 12 können in diesem Fall aus Software-Modulen beste­ hen. Der Schnittstellenbaustein 14 ist in diesem Fall von Eingängen des Micro­ computers gebildet.The counter 11 , the switching mechanism 12 , the decoder 15 and the logic units 13 are advantageously integrated in a microcomputer. In this case, the logic units 13 and the switching mechanism 12 can consist of software modules. In this case, the interface module 14 is formed by inputs of the microcomputer.

Die Empfängersteuerung 8 weist einen Multiplexer 16 auf, auf dessen Eingänge die Empfangselemente 4 geführt sind. Der Multiplexer 16 ist mit einem Schalt­ werk 17 verbunden. Das Schaltwerk 17 ist vorzugsweise von einem Mikrocom­ puter gebildet. Das Schaltwerk 17 weist einen Schnittstellenbaustein 18 zur Ver­ gabe einer Kodierung auf. Die Kodierung entspricht der in der Sendersteuerung 7 eingespeicherten Kodierung. Ein Oszillator 19, der identisch mit dem Oszilla­ tor 9 der Sendersteuerung 7 ist, ist auf einen weiteren Eingang des Schaltwerks 17 geführt. Ein Ausgang des Multiplexers 16 ist auf einen Verstärker 20 ge­ führt, der über einen Demodulator 21 und einen Impulsformer 22 auf das Schaltwerk 17 geführt ist. Ein weiterer Ausgang ist auf einen weiteren Schnitt­ stellenbaustein 23 geführt, der beispielsweise als Relais ausgebildet sein kann.The receiver controller 8 has a multiplexer 16 , on the inputs of which the receiving elements 4 are guided. The multiplexer 16 is connected to a switching mechanism 17 . The switching mechanism 17 is preferably formed by a Mikrocom computer. The switching mechanism 17 has an interface module 18 for the allocation of a code. The coding corresponds to the coding stored in the transmitter control 7 . An oscillator 19 , which is identical to the oscillator gate 9 of the transmitter control 7 , is guided to a further input of the switching mechanism 17 . An output of the multiplexer 16 leads to an amplifier 20 , which is guided via a demodulator 21 and a pulse shaper 22 to the switching mechanism 17 . Another output is passed to a further interface module 23 , which can be designed, for example, as a relay.

Die Wirkungsweise der Sender- 7 und Empfängersteuerung 8 ist insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich. Dort ist das Impulsdiagramm der in der Empfängersteue­ rung 8 registrierten Lichtimpulse dargestellt. Die zeitliche Folge der auf die Empfangselemente 4 auftreffenden Lichtimpulse entspricht der zeitlichen Folge der von den Sendeelementen 2 emittierten Lichtimpulse, so daß insoweit Fig. 4 auch das Zeitverhalten der Sendeelemente 2 beschreibt.The mode of operation of the transmitter 7 and receiver control 8 can be seen in particular from FIG. 4. The pulse diagram of the light pulses registered in the receiver control 8 is shown there. The chronological sequence of the light pulses impinging on the receiving elements 4 corresponds to the chronological sequence of the light pulses emitted by the transmitting elements 2 , so that FIG. 4 also describes the time behavior of the transmitting elements 2 .

In Fig. 4 ist ein Zyklus dargestellt, in dem jedes der Sendeelemente 2 einmal aktiviert wird. Die Sendeelemente 2 werden nacheinander jeweils für das Zeitin­ tervall TF über den Decoder 15 aktiviert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt TF = 8T, wobei T die Pulsdauer des vom Zähler 11 vorgegebenen Taktes ist.In FIG. 4, a cycle is shown, is activated once in each of the transmission elements 2. The transmission elements 2 are activated one after the other for the time interval T F via the decoder 15 . In the present exemplary embodiment, T F = 8T, where T is the pulse duration of the clock specified by the counter 11 .

Das erste Sendeelement 2 sendet zur Synchronisation der Empfangselemente 4 innerhalb TF zwei Einzel-Lichtimpulse aus. Hierzu werden aus dem Schaltwerk 12 die Zeiten T₀ und T₄ über die Logikeinheit 13 in den Sendertreiber 10 einge­ lesen. T₀ und T₄ entsprechen den Zeitintervallen zwischen Aktivierung des ersten Sendeelements 2 und Aussendung des ersten bzw. zweiten Lichtimpulses. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist T₀ = 0 und T₄ = 4T.The first transmitting element 2 emits two individual light pulses for synchronization of the receiving elements 4 within T F. For this purpose, the times T₀ and T₄ are read from the switching mechanism 12 via the logic unit 13 into the transmitter driver 10 . T₀ and T₄ correspond to the time intervals between activation of the first transmission element 2 and transmission of the first and second light pulses. In the present exemplary embodiment, T₀ = 0 and T₄ = 4T.

Anschließend senden die restlichen Sendeelemente 2 nacheinander während der Zeitintervalle TF, innerhalb derer sie aktiviert sind, Puls-Lage-modulierte Einzel- Lichtimpulse aus. Die Puls-Lage-Modulation ergibt sich aus der Kodierung, die über den Schnittstellenbaustein 14 in die Logikeinheiten 13 des Mikrocomputers eingelesen wird. Das Einlesen kann mittels eines Programmiergerätes während einer Einlernphase vor Inbetriebnahme des Lichtschrankengitters 1 erfolgen.The remaining transmission elements 2 then send out pulse-position-modulated individual light pulses in succession during the time intervals T F within which they are activated. The pulse position modulation results from the coding, which is read into the logic units 13 of the microcomputer via the interface module 14 . The reading can be done by means of a programming device during a learning phase before using the light matrix. 1

Im vorliegenden Beispiel besteht die Kodierung in der Vorgabe eines Bitwerts (null oder eins) für jedes Sendeelement 2. Je nachdem, ob der Bitwert null oder eins beträgt, wird in den einzelnen Logikeinheiten 13 eine Verzögerungszeit t₁ = T₃ oder t₂ = T₅ ausgewählt, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel T₃ = 3T und T₅ = 5T gewählt ist. Mit diesen Verzögerungszeiten werden die einzelnen Lichtimpulse nach Aktivierung der jeweiligen Sendeelemente 2 emittiert. Somit wird durch die Vorgabe der Kodierung am Schnittstellenbaustein 14 eine Aus­ sendung von Puls-Lage-modulierten Einzel-Lichtimpulsen durch die Sendeele­ mente 2 (Nr. 2-6 in Fig. 4) erzielt.In the present example, the coding consists in the specification of a bit value (zero or one) for each transmission element 2 . Depending on whether the bit value is zero or one, a delay time t₁ = T₃ or t₂ = T₅ is selected in the individual logic units 13 , T₃ = 3T and T₅ = 5T being selected in the present exemplary embodiment. With these delay times, the individual light pulses are emitted after activation of the respective transmission elements 2 . Thus, by specifying the coding on the interface module 14, a transmission of pulse-position-modulated individual light pulses by the transmitting elements 2 (No. 2-6 in FIG. 4) is achieved.

Die Sendertreiber 10 bestehen dabei im wesentlichen aus UND Gliedern. Nur wenn die Aktivierung durch den Decoder 15 gegeben ist, wird nach der jeweili­ gen Verzögerungszeit t₁ oder t₂ ein Lichtimpuls freigegeben, der mit der Träger­ frequenz moduliert wird.The transmitter drivers 10 consist essentially of AND gates. Only if the activation by the decoder 15 is given, a light pulse is released after the respective delay time t₁ or t₂, which is modulated with the carrier frequency.

Die auf die Empfangselemente 4 auftreffenden Lichtimpulse werden im Multi­ plexer 16 in eine serielle Signalfolge gewandelt und seriell ausgewertet (Fig. 4 letzte Zeile). Im Verstärker 20 werden die Empfangssignale verstärkt und an­ schließend im Demodulator 21 demoduliert. Um Signalverzerrungen zu elimi­ nieren werden die Empfangssignale im Impulsformer 22 in Rechtecksignale ge­ wandelt.The incident on the receiving elements 4, light pulses are converted in the multi-plexer 16 into a serial signal sequence and evaluated in series (Fig. 4 last line). In the amplifier 20 , the received signals are amplified and then demodulated in the demodulator 21 . In order to eliminate signal distortions, the received signals in the pulse shaper 22 are converted into square wave signals.

Die beiden vom ersten Sendeelement 2 empfangenen Lichtimpulse werden zur Synchronisation verwendet. Zweckmäßigerweise bleibt das erste Empfangsele­ ment 4 während der gesamten Zyklus aktiviert. Sobald die Pulsflanke des ersten Lichtimpulses registriert wird, wird im Schaltwerk 17 ein Zeitrahmenzähler auf o gesetzt und gestartet. Wird innerhalb TF die Pulsflanke des zweiten Lichtim­ pulses zum Zeitpunkt T₄ erkannt, so gelten die Synchronisations-Lichtimpulse als erkannt und der Zeitrahmenzähler wird nach Erreichen von TF = 8T wieder auf null gesetzt (Fig. 4, erste Zeile).The two light pulses received by the first transmission element 2 are used for synchronization. The first receiving element 4 expediently remains activated during the entire cycle. As soon as the pulse edge of the first light pulse is registered, a time frame counter is set to o in the switching mechanism 17 and started. If the pulse edge of the second light pulse is recognized within T F at time T₄, then the synchronization light pulses are recognized and the time frame counter is reset to zero after reaching T F = 8T ( FIG. 4, first line).

Das Hochzählen bis zum Zeitpunkt TF wird anschließend fortlaufend wiederholt, bis der Zyklus beendet ist. In den darauffolgenden Intervallen TF werden die Puls-Pausen-modulierten Lichtimpulse über den Multiplexer 16 in das Schalt­ werk 17 eingelesen und dort dekodiert. Hierzu werden die Verzögerungszeiten t₁ bzw. t₂ der einzelnen Lichtimpulse registriert. Dabei wird jeder Verzögerungs­ zeit t₁ der Bitwert 0 und jeder Verzögerungszeit t₂ der Bitwert 1 zugeordnet. Die so erhaltene Bitfolge wird als Code-Wort seriell in ein Register im Schaltwerk 17 eingelesen.The counting up to the time T F is then repeated continuously until the cycle has ended. In the subsequent intervals T F , the pulse-pause-modulated light pulses are read into the switching mechanism 17 via the multiplexer 16 and decoded there. For this purpose, the delay times t 1 and t 2 of the individual light pulses are registered. Each delay time t₁ the bit value 0 and each delay time t₂ the bit value 1 is assigned. The bit sequence thus obtained is read as a code word serially into a register in the switching mechanism 17 .

Diese Bitfolge stellt die während eines Zyklus aufgenommenen Istwerte für die registrierte Kennung der Lichtimpulse dar. Diese Istwerte werden mit der über den Schnittstellenbaustein 18 eingelesenen, die Sollwerte bildenden Kodierung verglichen. Das Einlesen der Kodierung als Soll-Codewort über den Schnitt­ stellenbaustein 18 erfolgt auf dieselbe Weise wie bei der Sendersteuerung 7. Ebenso ist die vorgegebene Kodierung dieselbe wie die in die Sendersteuerung 7 eingelesene Kodierung. Stimmen demzufolge die Istwerte mit den Sollwerten bitweise überein, so ist der Betrieb des Lichtschrankengitters 1 fehlerfrei.This bit sequence represents the actual values recorded during a cycle for the registered identification of the light pulses. These actual values are compared with the coding which is read in via the interface module 18 and forms the setpoints. The coding as the target code word is read in via the interface module 18 in the same way as in the transmitter controller 7 . Likewise, the predetermined coding is the same as the coding read into the transmitter control 7 . Accordingly, if the actual values match the target values bit by bit, the operation of the light barrier grating 1 is error-free.

Für diesen Fall wird in dem Schaltwerk 17 ein Statusbit auf den Wert eins ge­ setzt. Im Fehlerfall nimmt das Statusbit den Wert null an.In this case, a status bit is set to the value one in the switching mechanism 17 . In the event of an error, the status bit assumes the value zero.

Ist nach Beendigung des Zyklus der Wert des Statusbits eins, so werden die empfangenen Lichtimpulse als gültige Signale ausgewertet. Nimmt dagegen das Statusbit den Wert null an, so werden die Empfangssignale verworfen und das Lichtschrankengitter 1 von neuem synchronisiert.If the value of the status bit is one after the end of the cycle, the received light pulses are evaluated as valid signals. If, on the other hand, the status bit assumes the value zero, the received signals are rejected and the light barrier grid 1 is synchronized again.

Zur Fehlerkontrolle kann des Statusbit über den Schnittstellenbaustein 23, der vorzugsweise von einem Relais gebildet ist, aus gelesen werden. For error control, the status bit can be read out via the interface module 23 , which is preferably formed by a relay.

Bei freiem Strahlengang wird in der Empfängersteuerung 8 das gesamte Soll- Codewort registriert. Tritt jedoch ein Objekt in den Strahlengang, so gelangen nicht mehr alle Lichtimpulse auf das zugehörige Empfangselement 4. Ein Teil der Lichtimpulse wird jedoch noch korrekt empfangen und kann demzufolge ausgewertet werden. In diesem Fall kann das Soll-Codewort teilweise registriert werden. Die fehlenden Teile beruhen nicht auf einer Störung sondern auf einem Objekteingriff.If the beam path is clear, the entire target code word is registered in the receiver controller 8 . However, if an object enters the beam path, not all light impulses reach the associated receiving element 4 . However, some of the light pulses are still received correctly and can therefore be evaluated. In this case, the target code word can be partially registered. The missing parts are not due to a malfunction but to an object intervention.

In diesem Fall kann dem Statusbit ebenfalls der Wert eins zugeordnet werden, da sämtliche Lichtimpulse, die empfangen wurden, fehlerfrei sind. Eine Fehler­ meldung erfolgt in diesem Fall nur dann, wenn innerhalb eines Zeitintervalls TF von einem Empfangselement 4 Lichtimpulse empfangen werden, die von der Sollwert-Kodierung abweichen.In this case, the status bit can also be assigned the value one, since all light pulses that have been received are error-free. An error message occurs in this case only if 4 light pulses are received from a receiving element within a time interval T F , which deviate from the setpoint coding.

Claims (10)

1. Lichtschrankengitter mit mehreren nebeneinander liegenden Sendeelemen­ ten und mehreren nebeneinander liegenden Empfangselementen, die meh­ rere zusammenarbeitende Paare bilden, die je aus einem Sendeelement und einem Empfangselement bestehen, und mit einer Sendersteuerung so­ wie einer Empfängersteuerung, über welche die Paare zeitlich nacheinan­ der in einem Zyklus aktivierbar sind zum Aussenden und hierzu synchro­ nen Empfang von mit einer Kennung versehenen Lichtimpulsen, wobei vom ersten Sendeelement Lichtimpulse mit einer vorgegebenen Kennung zur Synchronisation der Paare emittiert und die von den Empfangselemen­ ten erzeugten Empfangssignale mit vorgegebenen Sollwerten zur Über­ prüfung des fehlerfreien Betriebs der Paare verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes restliche Sendeelement (2) pro Zyklus lediglich einen Puls-Lage-modulierten Einzel-Lichtimpuls emittiert und daß die Ein­ zel-Lichtimpulse vorgegebene Bitwerte bzw. Bitfolgen kodieren, welche empfangsseitig dekodiert werden.1. Light barrier grid with a plurality of adjacent transmission elements and a plurality of reception elements lying side by side, which form several cooperating pairs, each consisting of a transmission element and a reception element, and with a transmitter control as well as a receiver control, via which the pairs one after the other in time Cycle can be activated for sending and for this purpose synchronous reception of light pulses provided with an identifier, light pulses being emitted by the first transmitting element with a predetermined identifier for synchronizing the pairs and the received signals generated by the receiving elements having predetermined target values for checking the error-free operation of the pairs are compared, characterized in that each remaining transmission element ( 2 ) emits only one pulse-position-modulated individual light pulse per cycle and that the individual light pulses encode predetermined bit values or bit sequences which receivei g can be decoded. 2. Lichtschrankengitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während eines Zyklus mit den Einzel-Lichtimpulsen übertragenen Bitwer­ te bzw. Bitfolgen in ein Register in der Empfängersteuerung (8) seriell eingelesen werden und zu einem Codewort zusammengefügt werden, wel­ ches anschließend mit einem in der Empfängersteuerung (8) gespeicherten Soll-Codewort verglichen wird.2. Light barrier grid according to claim 1, characterized in that the bit values or bit sequences transmitted during a cycle with the individual light pulses are read into a register in the receiver controller ( 8 ) and are combined to form a code word, which is subsequently changed with a target code word stored in the receiver controller ( 8 ) is compared. 3. Lichtschrankengitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sendeelement (2) zu Beginn eines Zyklus zur Synchronisa­ tion der Paare innerhalb eines Zeitfensters TF eine Folge von zwei Puls- Pausen-modulierten Lichtimpulsen aussendet. 3. light barrier grid according to claim 1 or 2, characterized in that the first transmitting element ( 2 ) at the beginning of a cycle for synchronizing the pairs within a time window T F emits a sequence of two pulse-pause-modulated light pulses. 4. Lichtschrankengitter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Empfangselement (4) während des gesamten Zyklus aktiviert bleibt.4. light barrier grid according to claim 3, characterized in that the first receiving element ( 4 ) remains activated during the entire cycle. 5. Lichtschrankengitter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach erfolgter Synchronisation die restlichen Paare nachein­ ander jeweils für ein bzw. das Zeitfenster TF aktiviert werden, und daß innerhalb dieser Zeitfenster von den Sendeelementen (2) die Puls-Lage- modulierten Einzel-Lichtimpulse mit verschiedenen Verzögerungszeiten t₁ bzw. t₂ emittiert werden, welche die Bitwerte null bzw. eins kodieren.5. light barrier grid according to any one of claims 1-4, characterized in that after synchronization, the remaining pairs are activated one after the other for one or the time window T F , and that within this time window of the transmitting elements ( 2 ) the pulse Position-modulated single light pulses with different delay times t₁ or t₂ are emitted, which encode the bit values zero and one. 6. Lichtschrankengitter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einzel-Lichtimpulse mit einer Trägerfrequenz moduliert sind.6. light barrier grid according to any one of claims 1-5, characterized records that the single light pulses modulated at a carrier frequency are. 7. Lichtschrankengitter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Vergleich der durch die Einzel-Lichtimpulse über die die Empfangssignale erzeugten, die Istwerte bildenden Kennungen mit den Sollwerten ein Statusbit auf den Wert eins gesetzt wird, falls sämtli­ che Bits der Istwerte mit den Sollwerten übereinstimmen, und daß anson­ sten das Statusbit den Wert null annimmt.7. light barrier grid according to any one of claims 1-6, characterized records that after the comparison of the single light pulses over the identifiers that generate the received signals and form the actual values a status bit is set to the setpoints to the value one, if all che bits of the actual values match the target values, and that otherwise Most of the status bit takes the value zero. 8. Lichtschrankengitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Empfangselemente (4) auftreffenden Einzel-Lichtimpulse nur dann ausgewertet werden, wenn das Statusbit den Wert eins einnimmt.8. light barrier grid according to claim 7, characterized in that the individual light pulses impinging on the receiving elements ( 4 ) are only evaluated if the status bit assumes the value one. 9. Lichtschrankengitter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation wiederholt wird, wenn das Statusbit den Wert null annimmt.9. light barrier grid according to claim 7 or 8, characterized in that the synchronization is repeated when the status bit has the value assumes zero. 10. Lichtschrankengitter nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Fehlerkontrolle der Wert des Statusbits über einen Schnittstellenbaustein (23) aus der Empfängersteuerung (8) auslesbar ist.10. Light barrier grid according to one of claims 7-9, characterized in that the value of the status bit can be read out from the receiver controller ( 8 ) via an interface module ( 23 ) for error control.
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