CN102449566B - 用于输送个别零散货物的输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输送个别零散货物的输送系统，其包括：若干个输送电机，和连接至每个输送电机的、用于发送调节和/或控制输送电机的数据的至少一个控制单元。根据本发明，控制单元与总线连接，且通过所述总线与输送电机、且优选地每个输送电机连接，优选地在无电接触下连接。根据本发明还提供了调制解调器的设计，其被设计为用于从所述总线获得用于驱动输送电机的能量和用于控制/调节输送电机的至少一个数据信号并将其发送至输送电机。

Description

用于输送个别零散货物的输送系统

技术领域

本发明涉及用于输送个别零散货物的输送系统，包括：若干输送电机和至少一个用于发送数据的控制单元，所述控制单元被连接至每个输送电机，用于所述输送电机的调节和/或控制。本发明的另一方面为用于该输送系统的供电和数据传输装置，以及用于输送零散货物的方法。

背景技术

上述类型的输送系统用于例如制造系统的工业输送技术，以及例如邮政或包裹配送或者包裹物流的配送系统中的仓储中，用于以运筹方式处理不同尺寸和重量的零散货物，即：尤其是用于储存和输送的零散货物。该输送系统的一般结构包括若干输送电机，其被设置在若干输送线路或输送部分内，以输送位于其中的物品。由于具有分支和接点的若干输送线路在同一层面上串联在一起，与此同时零散货物在不同垂直层面上进行输送，因此输送系统能够以这种方式组合，由此对应于要求高的物流任务的各种需要。

一方面，根据有待输送/储存于输送系统中的零散货物的尺寸和重量对该类型的输送系统进行分类和设计。供电、还有安全防范以及应提供的用于检测各个线路段中的零散货物的传感器，必须根据有待输送的零散货物的尺寸和重量来调节。当在输送系统中，即将输送具有不同重量等级的零散货物(即具有一个或更多个数量级的重量差别的零散货物时，或者当输送系统内必须具有不同的类型的用于检测零散货物的传感器，以检测在输送系统内输送的不同零散货物时，这种适应性尤其存在问题。通常，在这种输送系统中的不同零散货物特别为具有不同长度和高度的标准化的装运箱、货盘，还有例如具有特定最小或最大尺寸的包裹。

根据应用，对于上述结构类型的输送系统必须满足不同的安全要求。因此，例如在用于输送敏感产品，例如易碎或易于受因冲击而产生的负作用影响的产品的输送系统中，有必要使用输送系统的控制技术中的适当传感器和安全防范手段来确保输送系统的运作，在所述系统中，零散货物能够在不接触的情况下被输送，但至少避免了冲击和/或摇晃。在食品工业领域的输送任务中，输送系统的结构必须满足净化室技术或例如实验室技术要求，其避免了对于该应用来说至关重要的污染物、污染的发生和细菌或污染地点的形成。为此目的，好的清理选择对于这些领域的输送系统是特别需要的，其使得合适的简单几何结构成为必要。

尽管在一些情况下，这些非常不同的要求引起了被很大程度上改变和个体化了的输送系统的产生，在作为物流、输送和储存技术领域的原则性目标的精简化过程中，致力于很大程度地减少和简化在输送系统的操作和安装或转换中的安装和改装次数，以使其由不需要大量培训的人员快速实施，以完成安装和/或改装。由于此原因，同时，在与作为目标的满足输送系统的个体化需求相抵触的设计中，也致力于简化输送系统的结构至一定程度，以使简化的安装和改装成为可能。

从DE 102004038135中获知了一种具有区域控制的区域控制输送系统，其特别指出了以下问题：待被输送系统输送的物品必须准确地停下。为此目的，提出了一种特定的区域控制，其通过在停止程序之前减慢输送速度而避免了物品在输送底座上滑动。该区域控制通过使用若干传感器和单独的控制单元来实施，每个所述控制单元与区域的各个输送电机单独地配合。各个区域控制由多芯的信号线路相互连接，从而使从一个区域至相邻区域的产品的传递能够通信，使得设置在每个区域中的区域控制可以接收进入该区域中的物品。然而，该装置的缺点为，确保输送系统安全操作所需的控制区域的数量使系统总体上成本更高。而且，由于所需的信号技术，每个相邻的区域控制间的相互连接产生了在安装期间和在每次改装时布线所需的可观的努力，其也使得输送系统有关安装和改装的成本更高，而且对于安装错误更加敏感。根据现有技术的区域控制输送系统的另一个缺点在于，必须为每个输送电机提供单独供电，其要求复杂的结构和复杂的布线，特别是如果使用具有不同性能等级和相应的不同电源要求(例如作为电源的不同电压)的输送电机时，而且在供电方面，也需要复杂的结构和复杂的布线。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种输送系统，其就安装和改装而言更易于设置和转换，并且可以使该设置和/或转换能在更短的时间周期内进行。

本发明的另一个目的是提供一种输送系统，其可用比已知的输送系统更少的功夫而适合于物流任务的各要求。在该目的范围内，本发明的目标尤其是提供一种输送系统，其有可能以简单方式连接不同传感器和不同功率等级的输送电机。另外，在该范围内，本发明的目的是提供一种输送系统，其可以用于较小范围的物流任务和较大范围的物流任务，而且，在理想情况下可被扩展，以将较小范围的输送系统改装成较大范围的输送系统。

本发明的另一个目的是提供一种输送系统，其既适合较重零散货物的输送和储存，也适合较轻零散货物的输送和储存，且尤其适合于其中设有较高或最高卫生要求的环境，例如在食品技术或净化室技术领域内的。

根据本发明，使用在开始时被指名的类型的输送系统可实现本发明的这些和其它目的，其中控制单元连接至总线；输送电机且优选为每个输送电机通过调制解调器连接到总线；且优选地，每个调制解调器优选为无接触的电连接，并且调制解调器被设计为获得用于驱动该输送电机的能量和用于控制/调节输送电机的、来自总线的至少一个数据信号，并将其发送至输送电机。

根据本发明，提出了一种用于输送电机和单个、但也可能是若干个控制单元之间的数据和信号线路的新型结构。这种新的结构的基础是可由若干输送电机使用的总线，一方面从输送电机向控制单元发送例如关于输送电机状态的数据和信号，和/或从控制单元接收控制/调节输送电机所需的数据或信号。

原则上，控制单元被设计为母机，并因此能发送和接收数据。根据外围设备的类型，连接其的调制解调器可被设计为从动装置、只接收授权的节点或母机。在后一情况下，总线结构被设计为多母机总线，且优选地具有分散的、基于事件的总线开关。可替代地，可设置中心的、例如循环的总线开关。

这里，总线一般设计为串行总线，尤其是由两个相互电绝缘、其间施以交流电压的导线所形成的数据线路。有待通过该总线发送的任何数据或信号可由调制过程(特别是其中产生了交流电压的调频)或通过发送到交流电压的另一个调频交流电压被调制到该交流电压中。根据本发明，以这种方式，输入到总线中的数据或信号是通过调制解调器而从该总线中获得的和/或被馈送到其中。该移除/馈送过程尤其可在被设计为用于获得编码的数据组的调制解调器中发生，该编码的数据组例如可以是控制或调节信号，其是以特定方式由存在于总线中的交流电压频率通过调制而获得的。在该情况下，调制解调器也特别设计为用于使用地址块(该地址块一般领先于在调制解调器线路上发送的数据包)、通过适当的解码来确定该数据包是否用于外围设备，即尤其是通过调制解调器而连接到总线的输送电机。以适当的方式，调制解调器使用识别发送者的该地址块来提供馈送给总线的数据包。地址块可表示个别地址，其只标有输送系统内一个独立的外围设备的地址，或可表示组地址，其标有若干个这样的外围设备，例如一个输送线上若干个相邻排列的输送电机的地址。

使用该新的结构，根据本发明的输送系统提供了与已知输送系统相比明显的优势。在根据本发明的输送系统中，该结构有可能避免这样一种情况，即每个输送电机通过单独的信号线路被直接连接到控制单元，其很大地减少和简化了在输送系统的初始安装和每次改装期间布线的功夫。这是因为，在根据本发明的输送系统中，代替这样的直接的信号线路连接，每个输送电机只需通过短的信号线路段、尤其通过电缆被连接到总线，但是也可通过使用无线信号传输、例如无线电的路径下进行而不需要电缆。

根据本发明的输送系统的另一个特征在于，调制解调器不仅被设计为用于从总线获得用于控制/调节输送电机的至少一个数据信号，而且还从总线获得用于驱动该输送电机所需的能量并将其发送至该输送电机。正因为此，实现了该总线的有区别的双重使用，其进一步显著减少了输送系统的布线所花的功夫。通过使用前面所述的相互电绝缘的两个导线，可依次产生该目的所需的、通过该总线传导的能量。在这两条线路上施加高频交流电压，该高频交流电压高于操作输送电机的能量所需的电压，且其作为电源是输送电机所必需的。可通过调制解调器以适合的方式从总线获得该高频交流电压，可在此或随后在调制解调器内部改变该高频交流电压，例如改变其频率和/或电压，且该高频交流电压尤其也被整流成为直流电压，从而之后将其传导至输送电机。在这一情况下，调制解调器被特别设计为用于独立于数据信号而将该操作能量提供给输送电机，其高于在总线中的数据信号中被发送的能量。

尽管在上文中总线已被优选地描述为串行总线，其准确地包括相互电绝缘的两条导线，应理解为总线也可包括多于两条的线路段，其在总线中依循规定路径，相互电绝缘和/或可被设计为并行总线，从而能以这种方式传导更高的带宽和/或能量。优选地，总线被设计为环形线路，其由两条并行运行的导线构成。这两条导线可以相互电连接，尤其是在总线的端部处，且在这种情况下其表示馈送线路或回流线路。

根据本发明，优选地提供：两个或更多个输送电机，且尤其是输送系统中的所有输送电机被连接到每个输送电机的调制解调器，且该输送电机的数量由单个控制单元来控制/调节。这意味着中心化的总线结构，其对于能量分配和数据线路尤其有利。应理解，如果存在对输送系统的特定要求，或如果超出了输送系统的特定量级，则该优选提供的结构并不排除其它结构的设置。一方面，这些其它结构存在，因为例如特定的传感器、促动器或输送电机的各个外围设备不是通过总线的方式连接到控制单元的，而是以其他方式、特别是以传统方式通过单独的能量线路和数据线路的直接连接而被连接到控制单元。如果外围设备因为具体特性而不适于通过调制解调器被连接到总线，这可能是尤其需要的。另外，这一优选的结构设计不排除在根据本发明的输送系统的其它设计中设置多于一个的控制单元。例如，输送系统可被分成两个输送系统区域并且可为每个输送系统区域设置单独的控制单元。在对应的方式中，若干个这种输送系统区域的每一个可设有控制单元。

可选地或除此之外，也可为输送系统区域和/或输送系统设置两个进行不同的控制活动的控制单元，例如用以提供各个零散货物和控制单元之间的冲突预防的特定的控制单元，其被设计为实施零散货物从初始地址至目标地址的输送。然而，特别优选的是，如果所有逻辑功能(即：特别是所有控制和调节功能)被组合在一个单独的控制单元中，且任何其它控制单元仅被用于将能量馈送给总线，且以这种方式最小化了能量消耗和线路损失和/或最小化了所需的线路横截面。在这种情况下，两个和/或所有控制单元可使用一个和相同的总线，用于数据传输。以这种方式，也可获得相对于其特性的输送系统的模块化结构，其使得有可能使输送系统适应每种情况的个别要求。

根据本发明的总线优选地具有施加的中频或高频的交流电压，即：尤其是大于1kHz，优选地大于10kHz，且尤其是25kHz的交流电压。在这种情况下，总线中的峰值电压优选地大于通过总线提供的消费电子产品的供给电压，并且尤其是高于该供给电压一个或两个数量级。

根据本发明的第一优选实施例，根据本发明的输送系统可使用用于检测输送系统的区域中的物品的至少一个传感器而被进一步开发，用于发送传感器数据的传感器通过调制解调器被连接到控制单元，所述调制解调器被设计为用于将至少一个传感器信号耦合到施加于总线的交流电压中或者调制到该交流电压上。

在该进一步的开发中，传感器被设置为用于检测输送系统的特定区域中的物品。以与前面解释的输送电机相同的方式，该传感器通过调制解调器被连接到总线，并通过总线将其传感器信号传导至控制单元。在这种情况下，传感器也可特别地从总线提取馈电电压或者提取传感器功能所需的其它形式的能量。具体地，特别提供了：传感器唯一地通过调制解调器被连接到总线，且不需要其他数据或能量线路来操作该传感器。在这种情况下，传感器被特别地理解为表示采用对于在输送系统的特定区域中的物品的存在进行证实或者否定的形式来提供二元信号的传感器。传感器也被理解为表示测量或读取单元，其可以检测零散货物的特性或编码，例如物品的重量、物品的特定尺寸或物品上设置的标记，其单独地识别物品并使物品的识别变得可能。

该设计可被进一步开发，使得至少一个调制解调器、且优选地所有的调制解调器被设计为用于获取驱动能量和获取至少一个来自总线的、用于控制/调节输送电机的数据信号，并且用于将至少一个传感器信号、且优选地若干个传感器信号耦合到施加于总线的交流电压上或者调制到该交流电压上。

在该优选实施例中，用于将输送电机连接至总线的调制解调器也被设计为将一个传感器、且优选地两个或更多个传感器连接到总线。所设计的具有多种功能的这种类型的调制解调器尤其提供了以下优势，即外围设备(其具有一般与输送系统的局部有限区域相结合而产生的功能)可通过单个调制解调器被连接到总线，使得节约成本和有效的结构变得可能，用于在局部有限区域中实现这些功能。

同样优选地，总线被设计为是串行总线且特别地包括相互电绝缘的两条线路段，由此可将驱动能量提供至输送电机，并且调制解调器被设计为用于将输送电机连接到总线，从而通过感应耦合至施加于线路段上的交流电压，将输送电机所需的驱动能量从相互电绝缘的两条线路段分流，并读取调制到线路段中的交流电压上的、控制和/或调节输送电机所需的信号。

使用这种设计类型的总线和分别的调制解调器来实施特别可靠和有效的能量和数据传输，其也可以被特别地设计为无电接触，其很大地简化了在输送系统上的安装和改装过程。

根据另一个优选实施例，设置有将电子整流的输送电机连接至总线的调制解调器，其设有整流和控制单元，所述整流和控制单元被设计为由输送电机接收到的旋转角度信号来生成输送电机的整流信号，并且如果需要，由从总线读取的、用于输送电机整流的控制信号来生成输送电机的整流信号，而且调制解调器被设计为用于馈送状态信号至总线中，所述状态信号表示输送电机的操作状态，尤其是其速度和/或负载状态的特性。根据该设计，用于电子整流输送电机的整流控制被设置在调制解调器的内部，这引起了所有逻辑和控制技术的程序在数据线路结构内的有利集束。在这种情况下，整流控制所需的信号在调制解调器和输送电机之间进行交换，即：特别是从输送电机接收到的旋转角度信号和发送至输送电机的对应的整流信号。使用设置在调制解调器内部的整流控制单元，描述输送电机操作状态的状态信号也可被特别地导出并发送到控制单元。以最简单的形式，这些状态信号可以只以二元形式描述输送电机是否移动，但是也可特别地包括更多详细信息，例如输送电机的转动速度或甚至是角度位置。应理解，该设计还包括实施例，其中在调制解调器中设置有通用整流控制单元，其自身适于或可被调节用于不同类型的输送电机，其被设计为使得：例如基于输送电机的终端数量等，通过使用从输送电机发送的编码或者使用人工输入到调制解调器中的编码数据，整流控制可适合于各个输送电机。

作为上述实施例的替代方式，根据本发明的输送系统可被进一步开发，其中输送电机被电子整流，整流控制被分配给每个控制电机并被直接安装在输送电机上，其从控制单元接收速度信号，而调制解调器被设计为用于从总线读取速度信号并将其提供给整流控制。在该设计中，整流控制被安装在电机的最邻近区域，且与整流控制相关的数据、例如旋转角度信号不必被发送到调制解调器以用于整流控制的目的，而是可直接在输送电机内被发送到整流控制，在那里被处理并被转换成整流信号。应该理解，尽管在单独的输送电机上，不仅这种类型的整流控制可被设置在根据本发明的输送系统内的电机上，而且先前指名的类型的整流控制也可设置在根据本发明的输送系统内的调制解调器中，这两种类型的整流控制都可存在于不同的输送电机中，其中第一输送电机由安装在调制解调器内的整流控制单元所控制，而第二输送电机由安装在输送电机上的整流控制单元所控制，因此其调制解调器不设置整流控制单元并且也被设计为用于调制解调器和输送电机之间的对应的不同的数据和信号线路。

通过使用可配置的调制解调器，根据本发明的输送系统可继续被进一步开发，所述可配置的调制解调器具有耦合部分并具有可配置的连接部分，所述耦合部分被设计为从总线读取能量和信号并将信号馈送到总线中，所述可配置的连接部分是可配置的，以用于将用于消费电子产品或传感器的能量和/或信号转化为其所需的形式。这种可配置的调制解调器尤其用于集成消费电子产品或传感器，即任何外围设备，其在输送系统内记录数据或使得物品在输送系统内被输送或引导或被输送或引导至输送系统。由于外围设备的数量及其任务和构造类型在一些情况下是不同的，如果这种可配置的调制解调器，例如在从总线提取的、用于外围设备操作的电压水平上可适合于外围设备，则这是尤其有利的。在许多应用中，如果发送到外围设备的信号也可被依次配置为用于例如能够使其适合于由外围设备所提供的电压范围，和/或用于还能够转换从外围设备接收到的信号(如果这些信号具有与常用电压范围偏离的特定的电压范围的话)并将其馈送到总线中，这也是可替代的或额外的优势。在这种情况下，可使用在调制解调器自身上进行人工干预而实现调制解调器的配置。然而，其也可以以自动的形式实现，其中，通过使用来自外围设备的编码，调制解调器可识别其必须以哪种方式配置以与该外围设备通信，并识别该外围设备需要什么形式的能量，且调制解调器因此使用该编码进行自配置。

如果可配置的调制解调器被设计为用于从总线分流电能并具有驱动元件，目的是调节该电能的电压，和/或，可配置的调制解调器被设计为用于从总线获取数据信号并具有驱动元件，目的是调节该数据信号的电压范围和/或频率范围，则这同样是优选的。这种类型的、进一步开发的、可配置的调制解调器尤其适合于适应不同外围设备的需求并将其集成到输送系统中。以这种方式而进一步开发的可配置的调制解调器尤其适合于将根据现有技术的外围设备连接到根据本发明的输送系统，并且由此实现根据本发明的优势而不必对外围设备本身作出修改。

如果可配置的调制解调器以感应方式连接到总线以用于传输输送电机的驱动能量，并且感应耦合的有效耦合长度可被修改从而调节从总线感应传输的驱动能量的电压，则这是更优选的。使用这种进一步的开发，设置了尤其可靠的、将可配置的调制解调器连接到总线的方法，并且该有利的设计设置有这种类型的连接的目的是调节从总线以感应方式传输的驱动能量的电压的电压水平。

根据另一个优选实施例，提供了：调制解调器以感应方式连接到总线，用于传输输送电机的驱动能量；用于以第一电压传输电驱动能量的第一调制解调器的感应耦合；和用于以第二电压(其不同于第一电压)传输电驱动能量的第二调制解调器的感应耦合。本发明的这一优选实施例使得有可能在一个输送系统内以不同的功率等级和不同的标称电压来操作输送电机，并由此通过单个总线、且尤其是具有恰好两条包含在其中的相互电隔离的线路段的单根串行总线，为不同的输送电机提供所需要的驱动能量。

根据另一个优选实施例，设置有至少两个、且优选为更多个控制单元，其每一个通过其自己的总线与若干个输送电机连接并且相互连接，以用于通过一个控制数据线路来控制输送系统。根据该进一步开发，根据本发明的输送系统可被分成若干输送系统区域，其每一个由一个控制单元来控制/调节。这若干个输送系统区域由此使用各个控制单元经由该控制数据线路的相互通信，来协调零散货物从一个输送系统区域到另一个输送系统区域的输送。原则上，控制数据线路可以是分离的数据线路或者其可被设计成总线的形式，其在这种情况下由若干控制单元引导。在这种情况下，除了各个输送电机、并且可能是其它外围设备的个别编址外，为了操作输送系统，需要将每个外围设备组分配到一个控制单元。

该实施例也可被进一步开发，其中，至少两个、且优选为若干个控制单元被设计为用于交换控制数据线路信号，该信号与从(由第一控制单元控制)输送系统的一个区域被输送到输送系统的(由第二控制单元控制的)第二区域的物品相关。使用该进一步开发，实现了物品从(第一控制单元控制的)第一输送系统区域到(第二控制单元控制的)第二输送系统区域的安全转移，并且同时实现了将控制过程分成两个控制单元，其对于控制数据的快速处理是尤其有利的。

根据另一个优选实施例，设置有中央输送系统控制，其通过数据线路与控制单元连接并被设计为用于控制控制单元，使得特定的零散货物从初始地址被输送到目标地址，尤其是从存在于输送系统由第一控制单元控制的区域中的初始地址输送到存在于输送系统由第二控制单元控制的区域中的目标地址。这样的中央输送系统控制(与前面所描述的控制单元相反)不处理直接从外围设备接收到的信号，而是处理由控制单元从这些被直接发送的数据中所产生的数据。中央输送系统控制被用于确定输送系统的物流特征值并且将其提供给使用者。该物流特征值为，例如对在输送系统中所发现的每个特定物品的当前位置的分配、对位于特定位置的个别零散货物的识别、对错误状态(例如输送阻塞)的传讯和从该数据中准备的其它特征值，例如存在于输送系统中或者存在于输送系统的特定的储存区域中的特定类型零散货物的数量，或者是经常使用的目标-实际比较值，例如对于储存中所用的输送系统来说是在输送系统中提供和存在的特定类型的零散货物的数量。如果存在若干控制单元，中央输送系统控制还能处理在多个控制单元之间的信号交换的功能，目的是由此处理不同输送系统区域(其每一个由不同的控制单元控制)的协调。在这种情况下，如果设置有多个控制单元，可以使用其来分配这些控制单元之间的直接的信号交换，并且替代地，可为中央输送系统控制设置星形信号线路结构作为其中心点。

根据另一个优选实施例，至少一个调制解调器、且优选为多个调制解调器具有接口，尤其是标准的接口，其被设计为输出数据和/或能量，该数据和/或能量通过调制解调器从总线读取/获取的，或者是通过外部传感器或集成在输送机中的传感器被发送到调制解调器的。一方面，可使用该标准化接口，例如RS232或者RS485连接器，将调制解调器与外围设备连接并由此实现能量传输和数据传送。在该情况下，使用外围设备(例如传感器或者促动器)的适当的设计，可设置标准化的调制解调器，其通过与输送系统的控制单元的标准化接口而连接若干不同的外围设备。在这种情况下，除了耦合至总线，标准化接口尤其可以为调制解调器的唯一连接点，因为以这种方式，可以实施调制解调器的基本原则性任务。然而，除了前面所描述的调制解调器的功能，也可设置标准化的接口。在这种情况下，标准化的接口使得一个或若干个其它外围设备有可能连接到调制解调器上。例如，在调制解调器经由第一连接点连接到输送电机的设计中，为了通过总线将调制解调器连接到控制单元，总线可以通过一个或更多个额外设置的标准化接口的传感器而连接到调制解调器，这些标准化接口的传感器也可通过调制解调器经由总线连接到控制单元并且可能通过调制解调器接收能量。根据第三功能性，标准化接口尤其还可用于检查调制解调器的状态及其功能和/或检查控制单元和调制解调器之间的区域内的总线的功能。该功能性尤其可被用于检查在输送系统的设置或转换过程中的总体功能的目的，或者如果在输送系统内发生错误，则在短时间内找到错误的原因，其中标准化接口被连接到分析仪器。

根据另一个优选实施例，至少一个调制解调器、且优选为若干个调制解调器具有通道，目的是将两个线路段中的一个作为初级导线，并且在调制解调器内接近或者围绕该通道的区域内具有至少一个次级线圈，该次级线圈以电磁或感应方式耦合到初级导线。该调制解调器的设计尤其适合于在没有电接触(即在调制解调器和总线之间没有直接的电传导接触)的情况下产生数据和能量的传输。一方面，这种设计使得设置和转换更容易，因为在调制解调器安装期间可省略掉总线内线路段的绝缘，并且在移除调制解调器期间也不需要新的绝缘。另外，使用这一进一步的开发，不需工具就可将调制解调器安装到总线，其对于设置和转换的速度是有利的。原则上，如果在通道中只使用两个线路段中的一个，其使得有可能以电磁或感应方式与调制解调器内的次级线圈耦合，则在若干个应用中可实现足够安全和强大的能量和数据传输，且由于这种耦合一般是充足的，也能实现安全和强大的能量传输。

在一些特定的应用中，将总线的两个线路段都保持在调制解调器内分离的通道中，并将其以电磁或感应方式耦合到一个次级线圈或两个适当连接的分离的次级线圈上是有利的，由此使得有可能实现更高的能量传输。

在这种情况下，特别地提供了：使用在至少一侧开口的铁氧体磁芯设计所述通道和/或每个通道，在至少一个区域中，围绕该铁氧体磁芯缠绕次级绕组，以用于设计各个次级线圈。该设计已被证明对能量以及数据的传输是特别有效的，并使得可能实现安全(即无错误)的数据传输。

本发明的另一方面为一种用于根据上述权利要求之一的输送系统的供电和数据传输装置，包括：

-优选为串行总线，其包括、尤其是由两个优选为线性的线路段构成，

-至少一个控制单元，其被连接至总线，用于发送数据，

-若干个调制解调器，

○其可优选地不通过接触而与总线连接，以用于从总线分流电能、从总线读取数据、并且优选地也将数据调制到存在于总线中的交流电压中或者将其调制到交流电压上，以及

○其具有用于与外部消费电子产品、尤其是输送电机或促动器和/或外部传感器连接的接口。

根据本发明的供电和数据传输装置提供了输送机中改进的供电和数据传输，其尤其适合于在前述输送系统中使用，并且使得有可能在该输送系统中实现前述所有优势。

根据本发明的供电和数据传输装置可尤其被进一步开发，其中在此提供的控制单元、在此设置的一个或更多个调制解调器和/或在此提供的总线，以先前参考输送系统所描述的方式被进一步开发，以由此实现上述效果和优势。

本发明的另一方面是用于零散货物的输送方法，具有以下步骤：

-将电交流电压施加于初级导线，

-将数据信号调制到电交流电压中/上，

-将所述电交流电压以感应方式传输至调制解调器内的次级绕组，且所述次级绕组中产生的电流被传导至输送电机，用于驱动输送电机，

-在所述调制解调器中，从所述初级导线读取数据信号，并将读取到的所述数据信号传导至所述输送电机，用于控制和/或调节所述输送电机，

-用所述输送电机输送物品。

使用根据本发明的该方法，可能实现一种更加有效且同时更安全的、并且相对于输送电机的连接和安装来说更简便的、一个输送系统内的输送电机的使用和操作。该方法尤其可以在前面所描述的结构类型的一个输送系统中实施，并且在这种情况下使得有可能为输送电机同时提供能量和控制，并调节其操作所需的信号，而不需要通过若干必要线路进行复杂的能量和数据传导。

所述方法尤其可被进一步开发，其中，其还包括以下步骤：

-用传感器检测所述物品的位置和/或所述物品的特性，

-将传感器信号传导至调制解调器，尤其传导至被设计为用于分流所述输送电机的所述驱动能量的所述调制解调器，

-在调制解调器中，将传感器信号调制到存在于所述总线中的交流电压上，

-在控制单元中，从所述总线中读取所述传感器信号，以及

-在控制单元中，根据读取到的所述传感器信号，确定用于控制/调节所述输送电机的数据信号。

使用该进一步开发，除了输送电机的有效和安全的操作之外，额外地通过传感器使得有可能实现物品位置的有效和安全的检测，并且这一物品的位置或特性以安全和有效的方式、以描述该位置/特性的数据的形式被发送到控制单元。在这种情况下，调制解调器(其在总线上使用位置/特性调制数据)可以是单独的调制解调器或者可以是将输送电机连接到总线的调制解调器。所述方法的该进一步的开发尤其适合于使用输送系统的操作，根据前面所述的优选实施例，所述输送系统被设计为具有耦合的或标准化接口的传感器。

附图说明

将使用附图描述本发明的优选实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的输送系统的第一实施例的示意图，

图2示出了根据本发明的输送系统的第二实施例的示意图，

图3示出了根据本发明的输送系统的总线的截面图，

图4示出了耦合至总线、并将输送电机和传感器连接到总线的调制解调器的示意图，

图5示出了耦合至总线、并将输送电机和传感器耦合至该总线的调制解调器的第二实施例的示意图，

图6示出了耦合至总线和输送电机、并将两个传感器耦合至总线的调制解调器的第三实施例的示意图，

图7示出了根据本发明的输送系统的第三实施例的示意图，

图8示出了使用了根据本发明的输送系统的输送机轮廓的、根据本发明的总线的设置的示意图。

具体实施例

从图1可见，根据本发明的输送系统的第一实施例包括控制单元10和若干个调制解调器20a-d。每个调制解调器20a-d通过被设计为用于数据和能量传输的多芯线路21a-d被连接到输送电机30a-d。

从控制单元10开始，串行总线40沿着调制解调器20a-d伸展并具有限定的闭合端41。总线40通过耦合路径50a-d而在无电接触下与每个调制解调器20a-d耦合。

图2示出了根据本发明的一个实施例，其具有若干个输送单元100a-c。每个输送单元100a-c具有输送电机，该输送电机被设计成为具有集成的驱动电机130a-c的输送滚筒。另外，每个输送单元100a-c包括若干个输送滚筒131-133a-c，其用于记录将由输送单元100a-c输送的零散货物的重量，并使得有可能实现这些零散货物沿着输送单元的便捷移动。

每个输送电机130a-c通过能量和数据线路121a-c被依次连接到调制解调器120a-c，而调制解调器120a-c通过感应耦合被依次连接到总线140。

每个输送单元100a-c还具有传感器160a-c，该传感器160a-c通过能量和数据线路161a-c被连接到调制解调器120a-c。

通过将调制解调器120a-c耦合至总线140，操作和控制输送电机130a-c和传感器160a-c所需的能量和数据都被传递，即：通过将调制解调器120a-c耦合至总线140，从控制单元110至输送电机(也可能是至传感器160a-c)的信号传输以及用于将输送电机的状态信号和传感器160a-c的传感器信号发送至控制单元110的反向信号传输都可被实施。

图3示出了根据本发明的输送系统中使用的总线，如可以看到的，总线240包括第一导线241和第二导线242。每个导线241、242通过绝缘护套243、244被电绝缘。两个导线241、242与其绝缘护套243、244一起被嵌入护罩145中，该护罩145也是电绝缘和机械防护的。护罩245具有纵向凹槽246、247，其使得有可能在两个绝缘导线241、243和242、244之间以纵向方向在中心分离护罩245。以这种方式，设置可分离的双芯数据线作为总线，其可以简单的方式被连接到调制解调器。

图4示出了调制解调器320耦合至总线340的情况。如可以看到的，总线340被分成两股，通过分离成两条绝缘导线341、342，其分别在调制解调器的前面和后面延展。第一线路段341通过形成于调制解调器320上的通道322而延展并以这种方式与调制解调器耦合，以用于信号的传输。另一条线路段342围绕调制解调器以弧形延展并且不与调制解调器耦合。如图4所示的调制解调器被设计为用于将信号和能量从总线传输到输送电机330和传感器360并且用于将信号和能量从输送电机330和传感器360传输到总线340。

图5示出了耦合至总线的调制解调器420的第二设计。从图5可以看到，调制解调器420也用于将输送电机430和传感器460耦合至总线440。作为与图4的区别，在图5中，不仅引导总线440的一个线路段通过调制解调器，而且两个线路段441、442都以适当分离的耦合通道422、423延展通过调制解调器，并且被分别用于具有较高功率和/或带宽的能量和数据的传输。

图6示出了根据本发明的输送系统的调制解调器的另一个实施例。如可以看到的，调制解调器520被用于将输送电机530和两个传感器560、570耦合到总线540。如图5中的，两个线路段541、542被引导通过调制解调器，以用于耦合的目的。在根据图6的实施例中，输送电机被设计为具有400V供电电压的高功率鼓形电机，且在这种情况下，特别优选的是通过耦合至两股总线而实现鼓形电机的400V的能量供给。

图7以示意图示出了根据本发明的输送系统的另一个设计。也设置有控制单元610，其通过设有限定的闭合端的总线640而与若干外围设备耦合，其中，这通过设计在调制解调器620a-d内部的一个或多个耦合通道、使用一条或两条线路段来实施。在图7所示的实施例中，总线中存在具有25kHz频率的10,000伏的电压，并设计第一调制解调器620a以将具有24V供电电压的外围设备耦合至总线640。设计第二调制解调器620b，以将具有48V供电电压的外围设备耦合至总线。设计第三调制解调器620c，以将具有230V供电电压的外围设备耦合至总线640，并且设计第四调制解调器620d，以将具有400V供电电压的外围设备耦合至总线640。设计每个调制解调器620a-d，使得从总线640中获取各个外围设备的供电所需的能量，并且为了该目的，在调制解调器内设计耦合路径650a-d，使得可从总线640中获取相应的供电电压。这应理解为意味着可以将所有的调制解调器设计为使得在每种情况下，在耦合通道中引导总线的一个线路段通过调制解调器。另外，可将所有的调制解调器设计为使得可在各个单独的通道中引导两个线路段通过各个调制解调器，从而实现耦合。然而，也可以特别地提供：仅在一些调制解调器中，引导两个线路段通过调制解调器内部的两个相应的通道，而在其它调制解调器中，尤其是具有较低供电电压的调制解调器中，只有总线的一个线路段被引导通过调制解调器。

最后，图8示出了关于根据本发明的输送系统的输送机轮廓780的、调制解调器720的设置的优选实施例。这里，输送机轮廓780被设计为是水平延伸的、具有指向侧面的U形柄的U形轮廓，并用于机械地固定输送滚筒或输送电机。在所示出的设计中，调制解调器720被安装在U形轮廓的内部且总线电缆740被设置在调制解调器相应的放置槽内，以用于耦合。

Claims (27)

1.一种用于输送个别零散货物的输送系统，其包括：

-若干输送电机(30a-d)，

-至少一个控制单元(10)，其连接至每个输送电机，以用于发送用于调节和/或控制所述输送电机的数据，

其特征在于，所述控制单元被连接至总线(40)，输送电机、且每个输送电机通过调制解调器(20a-d)被无电接触地连接至总线，并且，所述调制解调器被设计为用于从所述总线获得用于驱动所述输送电机的能量和用于控制/调节所述输送电机的至少一个数据信号并将其提供给所述输送电机；

所述调制解调器为可配置的，可配置的调制解调器具有耦合部分以及可配置的连接部分，所述耦合部分被设计为用于从所述总线读取能量和信号以及向所述总线馈送信号，所述可配置的连接部分是可配置的，用于将用于消费电子产品或者传感器的能量和/或信号转化为其所需要的形式；

所述可配置的调制解调器以感应方式连接至所述总线，用于传输所述输送电机的驱动能量，并且可以改变耦合的有效耦合长度(50a-d、650a-d)，以用于调节以感应方式从所述总线传输的驱动能量的电压；

所述调制解调器以感应方式连接至所述总线，用于：所述输送电机的驱动能量的传输；第一调制解调器的感应耦合，其用于传输具有第一电压的电驱动能量；以及第二调制解调器的感应耦合，其用于传输具有不同于所述第一电压的第二电压的电驱动能量；

其中所述输送电机、所述至少一个控制单元、所述总线和所述至少一个调制解调器被固定地安装到所述输送系统中。

2.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于用于检测所述输送系统的区域中的物品的至少一个传感器(160)，所述传感器通过调制解调器(120a-c)与所述控制单元连接，以用于发送传感器数据，所述调制解调器被设计为用于将至少一个传感器信号耦合至存在于所述总线(140)中的交流电压中或者将其调制到这个交流电压上。

3.如权利要求2所述的输送系统，其特征在于，至少一个所述调制解调器被设计为用于从所述总线获得用于驱动的能量和用于控制/调节所述输送电机的至少一个数据信号，以及将至少一个传感器信号耦合至存在于所述总线中的交流电压中或者调制到这个交流电压上。

4.如权利要求3所述的输送系统，其特征在于，所有调制解调器被设计为用于从所述总线获得用于驱动的能量和用于控制/调节所述输送电机的至少一个数据信号。

5.如权利要求3所述的输送系统，其特征在于，将若干个传感器信号耦合至存在于所述总线中的交流电压中或者调制到这个交流电压上。

6.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，所述总线包括相互电绝缘的两个线路段(242、243)，凭此驱动能量可被发送至输送电机，用于将输送电机连接至所述总线的调制解调器被设计为用于通过以感应方式耦合至存在于所述线路段中的交流电压中而从相互绝缘的两个线路段中获得所述输送电机所需的驱动能量，并且读取被调制到所述线路段中的所述交流电压上的、控制和/或调节所述输送电机所需的信号。

7.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，在将电子整流输送电机与所述总线连接的调制解调器中，设置有整流和控制单元，其被设计为由从接收到的来自所述输送电机和可能地来自所述总线的转动角信号产生用于所述输送电机的整流信号，并且所述调制解调器被设计为用于将特征化所述输送电机的操作状态馈送给所述总线。

8.如权利要求7所述的输送系统，其特征在于，所述输送电机的操作状态是其速度和/或负载状态的状态信号。

9.如权利要求1-6中任一项所述的输送系统，其特征在于，所述输送电机为电子整流电机，整流控制被分配至每个电机，所述电机接收来自所述控制单元的速度信号，且所述调制解调器被设计为用于从所述总线读取所述速度信号并将其发送给所述整流控制。

10.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，所述可配置的调制解调器被设计为用于从所述总线获得电能并且具有驱动元件，以用于调节所述电能的电压，和/或所述可配置的调制解调器被设计为用于从所述总线获得数据信号并且具有驱动元件，以调节所述数据信号的电压范围和/或频率范围。

11.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，设置至少两个控制单元，其每一个通过其自有的总线被连接至若干个输送电机，并且其通过用于控制所述输送系统的数据线路而相互连接。

12.如权利要求11所述的输送系统，其特征在于，所述至少两个控制单元是多个控制单元。

13.如权利要求11所述的输送系统，其特征在于，所述至少两个控制单元被设计为用于通过控制所述数据线路交换与物品相关的信号，所述物品从所述输送系统的由第一控制单元控制的区域被输送至所述输送系统的由第二控制单元控制的区域。

14.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于中央输送系统控制，所述中央输送系统控制通过数据线路被连接至所述控制单元，并被设计为用于控制所述控制单元，使得特定的零散货物可从起始地址被输送至目标地址。

15.如权利要求14所述的输送系统，其特征在于，所述中央输送系统被设计为用于控制所述控制单元，使得特定的零散货物从位于所述输送系统的由第一控制单元控制的区域内的起始地址至位于所述输送系统的由第二控制单元控制的区域内的目标地址。

16.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，至少一个调制解调器具有接口，所述接口被设计为用于读取从所述总线或从外部传感器或从集成在输送电机内的传感器发送至所述调制解调器的数据和/或能量。

17.如权利要求16所述的输送系统，其特征在于，所述接口是标准接口。

18.如权利要求1所述的输送系统，其特征在于，至少一个调制解调器具有通道，以将两个线路段中的一个作为初级导线，且至少一个次级线圈被安装在所述调制解调器的区域中或其内部，所述次级线圈与所述初级导线以电磁或感应方式耦合。

19.如权利要求16或18所述的输送系统，其特征在于，所述至少一个调制解调器是若干个调制解调器。

20.如权利要求16或18所述的输送系统，其特征在于，所述调制解调器被设计为用于将两个线路段作为初级导线，其每一个在一个通道内并且以电磁或感应方式耦合至各自的次级线圈。

21.如权利要求18所述的输送系统，其特征在于，所述通道由铁氧体磁芯形成，所述铁氧体磁芯在至少一侧开口，在至少一个区域中，围绕所述铁氧体磁芯缠绕次级绕组，以用于设计所述次级线圈。

22.如权利要求1-21中任一项所述的输送系统的供电和数据传输装置，其包括：

-总线，其包括两个线路段，

-至少一个控制单元，其被连接至所述总线，以用于发送数据，

-若干个调制解调器，

○其适于不通过接触而被连接至所述总线，以用于从所述总线获得电能、从所述总线读取数据，以及

○其具有用于与外部消费电子产品连接的接口；

其中所述调制解调器为可配置的，可配置的调制解调器具有耦合部分以及可配置的连接部分，所述耦合部分被设计为用于从所述总线读取能量和信号以及向所述总线馈送信号，所述可配置的连接部分是可配置的，用于将用于消费电子产品或者传感器的能量和/或信号转化为其所需要的形式；

所述可配置的调制解调器以感应方式连接至所述总线，用于传输所述输送电机的驱动能量，并且可以改变所述耦合的有效耦合长度(50a-d、650a-d)，以用于调节以感应方式从所述总线传输的驱动能量的电压；

所述调制解调器以感应方式连接至所述总线，用于：所述输送电机的驱动能量的传输；第一调制解调器的感应耦合，其用于传输具有第一电压的电驱动能量；以及第二调制解调器的感应耦合，其用于传输具有不同于所述第一电压的第二电压的电驱动能量；

其中所述输送电机、所述至少一个控制单元、所述总线和所述至少一个调制解调器被固定地安装到所述输送系统中。

23.如权利要求22所述的供电和数据传输装置，其特征在于，所述总线由两个线路段构成。

24.如权利要求22所述的供电和数据传输装置，其特征在于，所述线路段是线性的。

25.如权利要求22所述的供电和数据传输装置，其特征在于，所述调制解调器也用于将数据调制到存在于所述总线中的交流电压中或者调制到该交流电压上。

26.如权利要求22所述的供电和数据传输装置，其特征在于，所述外部消费电子产品是输送电机或促动器和/或外部传感器。

27.如权利要求22-26中任一项所述的供电和数据传输装置，其特征在于，根据上述权利要求中的任何一个的所述控制单元、一个或若干个所述调制解调器和/或所述总线被进一步开发。