CN112513591B - 用于识别长定子线性马达系统的运输元件的载荷的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于利用长定子线性马达(160)识别运输系统的运输元件(100)的载荷和/或磨损的方法，其具有以下步骤：根据至少一个激励模式来激励(273)包括长定子线性马达(160)和运输元件(100)的动态系统；基于至少一个激励模式捕获(274)运输元件(100)的运动曲线；借助于长定子线性马达的集成的测量装置(180)根据至少一个激励模式捕获(275)长定子线性马达(160)的载荷电流和/或载荷电压的时间进程；其中，基于所捕获的运动曲线和所捕获的载荷电流和/或载荷电压的时间进程来确定(276)运输元件(100)的加载状况。

Description

用于识别长定子线性马达系统的运输元件的载荷的方法和 设备
技术领域
本发明涉及用于载荷识别以及用于检测具有长定子线性马达的运输系统的运输元件的加载状况的方法和设备。
背景技术
具有线性马达驱动器的运输系统在现有技术中是众所周知的。具有线性马达驱动器的运输系统的共同之处在于，专门形成的运输元件(所谓的流道、推动器或定位盘)与一个或多个线性马达的一个或多个长定子一起沿着运输输送器移动，特别是沿着一个或多个导轨移动。特别地，运输元件通常用于沿着运输输送器运输物体，特别是容器、预制件或包装。尤其是在饮料加工业中，通常需要在填充处理后检查填充有饮料或其它液体的容器的各个容器的填充程度(fill level)，以确保与容器填充的目标值的偏差不会太大。通常还需要检查空的或填充的容器的完整性。最后，当将多个容器组合成二次包装时，通常需要确定运输元件是否已加载或未加载一个或多个容器，或者确定加载容器的数量是否正确。
对于用于经由光学传感器(例如光遮挡件)检测由运输元件输送的容器的方法的现有技术是特别熟知的。还已知借助于高频、通过X射线或伽马辐射或类似方法光学地测量填充程度。然而，由于运输以及可膨胀的容器而导致液体起泡或晃动时，测量精度通常不足，因此只能通过对容器称重来确保可靠地确定填充程度。例如，在WO 2015/144379 A1中记载了通过在运输系统的特殊形成的称重区域中称重单个容器来确定填充程度。
为了确定运输元件的加载状况(该加载状况例如能够由于所运输的容器的填充程度而变化)，现有技术的外部和附加的测量传感器以及运输元件的相应适配的运动序列对于进行测量或检测是必需的。因此，在现有技术中，特别是设置了单独的测量部分时，沿着这些单独的测量部分设置有相应的测量装置或称重装置。
然而，一方面，这增加了系统中可能出故障的部件的数量，另一方面，由于由测量传感器引起的必需吞吐时间，通常也限制了系统的总吞吐量。额外的部件还会产生成本因素，而部件的安装和维护会产生更多的成本。此外，如上所述，通常将测量传感器安装在特定的测量点处。必须通过机械调整测量点或使用多个传感器来覆盖可能的、与类型有关的测量点。
因此，本发明基于以下目的：提供具有高精度的用于长定子线性马达系统的一个或多个运输元件的载荷识别或加载状况鉴别的方法和装置，从而能够确定加载状况，特别地确定承载的一个或多个物体、一个或多个容器或者包装的质量。此外，本发明基于以下目的：在不显著干预生产过程的情况下进行运输元件的载荷识别，以便不损害系统的整体生产率。最后，还可以期望在不依赖特定测量点的情况下对运输元件的加载状况的检测。
发明内容
上述目的通过以下方案实现：一种用于识别运输系统的运输元件的载荷和/或磨损的方法，运输系统特别地加载有至少一个容器，运输系统具有多个运输元件、长定子线性马达以及控制单元，控制单元用于借助于长定子线性马达单独地控制运输元件沿着运输系统的运输输送器的运动，特别地，长定子线性马达是同步的长定子线性马达，该方法包括以下步骤：通过借助于控制单元根据至少一个激励模式控制长定子线性马达激励包括长定子线性马达和运输元件的动态系统，各激励模式均对应于运输元件的沿着运输输送器的运动曲线；借助于动态系统的位置检测装置和/或速度检测装置基于至少一个激励模式检测运输元件的沿着运输输送器的运动曲线；检测载荷电流和/或载荷电压的时间进程，控制单元利用载荷电流和/或载荷电压借助于长定子线性马达的集成测量装置根据至少一个激励模式操作长定子线性马达；其中，借助于控制单元依据载荷电流和/或载荷电压的检测到的运动曲线和检测到的时间进程来确定运输元件的加载状况，特别地确定运输元件的载荷、和/或运输元件的在运输输送器上的支承件的磨损。
各运输元件均能够加载有至少一个容器、预制件或包装。为了简单起见，在下文中将其称为加载有容器。然而，应理解，这还包括加载有预制件或包装。
此处和下文中，运输元件的加载状况是指运输元件是空驶的还是加载有物体(尤其是容器)运行的。还能够想到，物体被两个或多个运输元件一起运输。在这种情况下，运输元件的加载状况还意味着运输元件是否参与这种联合运输。此外，如果运输元件被形成用于运输一个或多个容器，加载状况还应被理解为一起承载的物体(例如容器)的数量。
此处和下文中，运输元件的载荷是由运输元件运输的载荷(尤其是至少一个被运输的容器)的质量或重量。可以理解，零载荷的确定对应于将未加载的运输元件确定为加载状况。因此，根据本发明的运输元件的载荷的识别一方面是观察给定的运输元件是否被加载，另一方面是通过确定所承载的质量来定量地确定载荷。然后能够从所承载的质量确定通过运输元件运输的是一个还是多个容器。控制单元还能够检查一起承载的容器的数量是否对应于目标数量。此外，尤其是对于玻璃容器，能够自动地确定载荷是否由于诸如破损玻璃等的容器损坏而偏离目标载荷，并由此能够确定运输的容器的完整性。
根据一种变型，能够首先确定系统“运输元件加载荷”的总质量，从中知道未加载的运输元件的质量的控制单元能够计算承载的质量。为了简单和清楚起见，在下文中，即使包括对加载状况的确定，也总是将其称为载荷的确定。仅在相应的点处提及单独确定加载状况而不确定载荷。
长定子线性马达系统在现有技术中是充分地众所周知的，因此能够省略详细说明。这种线性马达系统具有能够被形成为流道、定位盘、滑道、梭子等的大量运输元件，该运输元件能够通过与线性马达的被形成为长定子的至少一个线性马达导线束(motorstrand)相互作用而沿着运输输送器移动。运输元件能够由控制单元单独控制，由此各运输元件均能够依据运输输送器的要求进行加速、减速、以恒定速度移动甚至有时完全停止。运输元件的单独可控制性引起各单独运输元件的可变运动曲线。运动曲线在此以及在下文中是相应的运输元件的运动的路径-时间曲线和/或速度-时间曲线。
长定子线性马达的至少一个线性马达导线束能够特别地被形成为同步线性马达，因为通常在同步线性马达的情况下不会发生打滑，使得能够由控制单元更容易地执行具有预定运动曲线的运输元件的运动。然而，在替代构造中，至少一个线性马达导线束还能够被形成为异步线性马达，由此运输元件能够具有用于由异步线性马达感应的导电元件。
根据本发明，运输元件沿着运输输送器的前进是通过运输元件的反应元件的至少一个永磁体和/或非开关电磁体与长定子线性马达的至少一个长定子之间的磁性相互作用而发生的。运输元件的反应元件表示运输元件的子单元，在该子单元上通过与长定子线性马达的相应相互作用元件之间的磁性相互作用而施加用于使运输元件移动的力。为了使运输元件有针对性地运动，长定子线性马达包括沿着电磁体形式的各个线性马达列配置的大量电绕组，能够单独地或成块地控制这些电磁体。还能够想到更复杂的构造，例如，借助于电磁体的海尔贝克阵列(Halbach-array)，以增强在面对运输元件的反应元件的一侧上的磁通量。根据本发明，运输元件被形成为无源运输元件，其经由具有至少一个永磁体和/或非开关电磁体的反应元件通过与由一个或多个长定子的可单独控制的电磁体产生的电磁交变场的相互作用而移动。由此将非开关电磁体以如下方式连接到运输装置的电源和/或控制单元：优选恒定的电流总是沿相同方向流过。
如在现有技术中众所周知的，为了使运输元件以期望的运动曲线沿着运输输送器移动，控制单元经由相应的电压或电流脉冲单独地或成块地控制长定子的线圈。为了产生运动曲线、加速运输元件、以恒定速度克服摩擦力或通过磁相互作用使运输元件减速所需的力，根据相位为运输元件的区域中的线圈分配相应的载荷电压或相应的载荷电流。例如，能够通过一个或多个线圈处的三相电压脉冲来控制运输元件的运动，由此使电压脉冲随着运输元件而继续运动。相位取决于运输元件的实际位置和期望位置。
由控制单元产生的控制电压或控制电流的脉冲被放大器转换成一个或多个线圈处的相应的载荷电压或载荷电流。为此，控制单元能够具有将低控制电压转换为所需的较高载荷电压的例如伺服放大器或伺服控制器。由于所使用的线圈的电感，线圈中的实际载荷电流以及因此作用在运输元件上的力通常滞后于控制电压或控制电流。此外，在运输元件的运动期间通常会发生未知的影响，这引起运输元件的实际运动与控制单元所规定的运动曲线的偏差。如以下详细说明的，这种影响例如由于摩擦而存在，特别地取决于运输元件的在运输输送器上的支承件的磨损以及加载的运输元件的初始未知的质量。
为了保持所引起的定位误差尽可能小，即保持使运输元件的实际位置与由预定的运动曲线产生的期望位置的偏差尽可能小，如在本领域中众所周知的，根据本发明的运输系统借助于通过运输系统的位置检测装置和/或速度检测装置的反馈来调整控制电压/控制电流或载荷电压/载荷电流。位置检测装置测量运输元件的实际位置，并将实际位置作为反馈返回到控制单元。基于由速度检测装置检测到的运输元件的实际位置以及可选的实际速度，控制单元能够相应地调整控制电压或载荷电压。此外，施加于一个或多个线圈的实际载荷电压或载荷电流也能够借助于长定子线性马达的适当测量装置确定，并作为反馈传输到控制单元。这种测量装置在现有技术中是众所周知的，并且能够作为电压或电流表直接集成到长定子中。基于所传输的实际载荷电压和/或所传输的实际载荷电流，控制单元能够确定与期望载荷电压或载荷电流的偏差，并将偏差整合到长定子线性马达的控制中。在现有技术中通常已知用于例如使用PID控制器来控制长定子线性马达的载荷电压和/或载荷电流的控制单元，因此这里不再详细说明。
例如，控制单元的伺服放大器能够处理有关载荷电流的实际位置、实际速度和/或实际强度的反馈信息，以便将适当的载荷电压信号传输到长定子线性马达。电压信号能够以具有固定开关频率的脉冲的形式转移到线性马达，由此脉冲持续时间也能够被视为要控制的参数。控制单元的控制精度会受到开关频率和脉冲电压的影响。
本发明使用在现有技术中已知的长定子线性马达的这种控制来产生运输元件的期望运动曲线，以便在不需要附加传感器的情况下确定运输元件的载荷。控制单元基于激励模式来检测运输元件的沿着运输输送器的实际运动曲线，该激励模式用于借助于包括长定子线性马达和运输元件的动态系统的位置检测装置和/或速度检测装置来控制长定子线性马达。
根据系统原理，长定子线性马达和运输元件形成了动态系统，输入信号(例如预定的控制电压或电流或运动曲线)从该动态系统转换成输出信号(例如测量的实际运动曲线或测量的所需载荷电压或电流)。输入信号和输出信号都可以是标量值、向量或矩阵，以及这些信号的时间序列。众所周知，输入信号和输出信号能够以连续信号或离散值的序列的形式出现。在数学上，借助于传递函数或系统函数说明了动态系统的输入信号和输出信号之间的在频率空间中的关系。如下所述，存在几种方法可以对动态系统或传递函数进行建模。系统模型或传递函数受多个初始未知的参数的影响，其中特别地是运输元件的载荷或者是加载或未加载的运输元件的总质量。
通过特别是反复地确定动态系统的一个或多个激励模式的输入信号以及输出信号，能够建立通常超定的方程组，由此能够借助于控制单元确定运输元件的载荷。这里和下文中，激励模式被理解为控制电压和/或控制电流的时间发展，控制单元利用该控制电压和/或控制电流来控制长定子线性马达的一个或多个相应线圈。因此，各激励模式对应于运输元件的沿着运输输送器的运动曲线。如以下详细说明的，通过控制单元借助于上述反馈使控制电压和/或控制电流的时间发展已经适应于预定运动曲线的激励模式，以及与控制电压和/或控制电流的预定发展相对应的激励模式都包括在内。在后者的情况下，通过考虑对动态系统的影响(例如线圈的电感和产生的摩擦力)来获得运动曲线。
根据另一改进，一个或多个激励模式均能够对应于运输元件的预定运动曲线，由此，以使得检测的运动曲线基本对应于预定的运动曲线的方式借助于控制单元调整载荷电流和/或载荷电压的时间进程。如果所检测到的运动曲线偏离了预定运动曲线，则除了存在至多50ms、优选地至多25ms的时移之外，基本上存在对应关系，其中该时移小于预定运动曲线的20％，优选地小于预定运动曲线的10％。因此，相应的激励模式包括控制电压和/或控制电流的上述时间发展，其对应于预定的运动曲线，只要由于该激励模式实现了实际载荷电流和/或实际载荷电压所需的时间发展达到预定运动曲线即可。因此，在这种情况下，动态系统的输入信号包括预定的运动曲线，而动态系统的输出信号包括控制单元所适配的载荷电流和/或载荷电压的实际时间进程。
替代地或附加地，如上所述，一个或多个激励模式均能够对应于载荷电流和/或载荷电压的预定时间进程。在这种情况下，控制单元预定义了相应的控制信号(即控制电压和/或控制电流)的时间进程作为激励模式，该时间进程引起载荷电流和/或载荷电压的预定时间进程。因此，能够基于预定控制信号将控制电压和/或控制电流的预定时间进程或者载荷电流和/或载荷电压的实际测量时间进程用作动态系统的输入信号，而运输元件所跟随的基于预定的控制信号而实际检测到的运输元件的运动曲线(即路径-时间曲线和/或速度-时间曲线)被用作动态系统的输出信号。
在这两种可能的激励模式的情况下，依据借助于控制单元所检测到的运动曲线和所检测到的载荷电流和/或载荷电压的时间进程，能够将运输元件的载荷确定为例如动态系统的传递函数的未知参数之一。这是由于以下事实：载荷经由包括载荷的运输元件的惯性质量(inert mass)而对运输元件的加速或减速具有直接影响，并且即使在恒定的行程中，载荷也会经由载荷相关的法向力对产生的摩擦的影响而影响运输元件的运动曲线。
因此，根据本发明，包括长定子线性马达和运输元件的动态系统通过借助于控制单元根据至少一个激励模式控制长定子线性马达来被激励，各激励模式均对应于沿着运输输送器的运输元件的运动曲线。然后，使用动态系统的通常已经存在的位置检测装置和/或速度检测装置基于至少一个激励模式来检测运输元件的沿着运输输送器的实际运动曲线。由此，如下面详细说明的，能够借助于长定子线性马达和/或运输元件的适当的传感器确定运输元件的时间分辨位置和/或速度(即运输元件的实际的路径-时间曲线和/或实际的速度-时间曲线)。另外，控制单元还能够通过求导或微分形成从检测到的路径-时间曲线计算出相应的速度-时间曲线。相反地，控制单元能够通过积分或求和从检测到的速度-时间曲线计算出相应的路径-时间曲线。原则上，速度-时间曲线的检测等同于路径-时间曲线的检测，而两个曲线的独立检测提高了计算的准确性。
同样地，根据本发明，借助于长定子线性马达的集成测量装置检测载荷电流和/或载荷电压的实际时间进程，控制单元利用该载荷电流和/或载荷电压的实际时间进程根据至少一个激励模式操作长定子线性马达。根据长定子线性马达的电载荷的所检测的运动曲线和所检测的时间进程，能够如上所述地建立方程组，通过该方程组能够如下所述借助于控制单元来确定运输元件的载荷。根据本发明，测量次数越多或方程组的超定性越大，载荷检测就越精确。根据本发明，控制单元能够使用多个(特别是不同的)激励模式来执行相应数量的测量。依据要运输的物体或容器，能够由控制单元从控制单元的(例如类型管理的形式的)存储器中读取出激励模式。
为了简化方程组，控制单元能够使用长定子线性马达的已知马达参数(例如线圈的尺寸和对齐方式以及气隙的宽度)以计算在来自各个线圈的实际测量的载荷电流的矢量的给送方向上或在该给送方向的相反方向上作用于运输元件的力。
因此，根据本发明，仅借助于运输系统就能够在没有附加传感器的情况下进行载荷识别，并且特别地确定加载或未加载的运输元件的质量。通过减去运输元件的已知质量，控制单元因而能够从确定的总质量计算出所运输的一个或多个物体(尤其是容器)的质量。由于在饮料加工工业中常见的塑料和玻璃容器或金属容器(例如瓶或罐)的情况下，各种容器的质量通常是恒定的并且是较为众所周知的，例如具有1g或更小的偏差，因此能够根据本发明的已填充容器的确定的质量来高精度地确定填充量并由此确定填充程度。因此，根据本发明的方法的结果与液体的发泡或运动无关，并且还可以用于光学系统失效的容器。
此外，在知道容器的质量以及目标填充量的情况下，能够通过控制单元从确定的载荷检测出由运输元件承载的容器的数量。控制单元能够将确定的数量与目标值进行比较，以检测运输元件是否被不正确或不充分地加载。
不言而喻，上述方法还能够应用于一起运输物体(例如箱子或安置部件)的成组的两个或更多个运输元件。在这种情况下，能够分别确定各成组运输元件的载荷。在这种情况下，以及通常对于成组运输元件的共同运动，建议对于该组运输元件的运动使用相同的激励模式。根据该组运输元件的所确定的单独载荷，控制单元能够确定被运输物体的总载荷或总质量。根据该总载荷或质量，控制单元能够确定物体(例如盒子)的填充状态和/或物体的类型(例如盒子的尺寸或容器的类型)。为此，控制单元能够配备有类型管理系统，该系统将不同物体类型的质量存储在存储单元中。
根据本发明，还能够从确定的载荷推断出运输元件的在运输输送器上的支承件的磨损，例如运输元件的引导件和/或支承元件的磨损程度。为此，特别地能够以确定的时间间隔重复地确定未加载的运输元件的载荷。控制单元能够从所确定的载荷的时间变化确定磨损程度。为此，能够在知道未加载的运输元件的质量的情况下确定运输元件的引导件和/或支承元件在运动期间的摩擦值。然后，由于引导件和/或支承元件的磨损增加而引起的摩擦增加将自身表现为所确定的载荷的增加。特别地，控制单元能够通过确定除零以外的伴随质量来推断引导件和/或支承元件的磨损，如果假定运输元件未磨损未加载，则应确定为零。特别地能够通过控制单元来量化该磨损，使得还能够通过控制单元将该磨损与阈值进行比较，如果超过阈值则可以为运输元件提供维护。
根据进一步改进，该方法能够进一步包括根据灰盒模型(特别是2质量模型)至少部分地建模动力系统，由此在考虑灰盒模型的情况下，借助于控制单元来确定运输元件的加载状况(特别是运输元件的载荷)。
如在2010年由Springer-Verlag出版的D.
Figure BDA0002923288450000101
所著的书籍“IntelligenteVerfahren”第245至247页中所述，灰盒模型是白盒模型和黑盒模型的混合，其中灰盒模型包含来自物理方程和测量数据以及定律形式的定性信息的信息。因此，根据本进一步改进的灰盒模型不对应于动态系统的精确理论分析，而是基于关于动态系统的一个或多个假设，例如基于简化的摩擦过程和对涉及的机械部件的制造公差的忽略。因此，灰盒模型是参数模型，其中参数能够分配给特定模型概念，但不一定对应于物理参数。因此，灰盒模型的单个参数能够代表加载或未加载的运输元件的未知质量。然而，灰盒模型的多个参数还能够取决于运输元件的质量，使得能够从这些参数确定质量。
例如，简单的1质量系统能够被用作载荷的物理模型，或者为了更精确地确定载荷，能够使用2质量模型(即2质量振荡器的模型)来表示原因(力)和效果(运动)之间的物理关系。因此，在1质量系统中，整个加载的运输元件(即例如包括运输元件、容器和容器中的液体的系统)被视为单个刚性质量。这种简化的载荷模型能够用于例如仅确定加载状况(即，未加载或加载)，或者确定运输元件的加载容器的数量。在这种情况下，特别地能够忽略如摩擦这样的其它影响。
更实际的2质量模型能够例如考虑到所运输的一个或多个容器相对于运输元件和/或一个或多个容器中的液体的振荡和振动，该振荡和振动对运输元件的实际运动曲线产生影响。根据本进一步改进，能够应用动态系统的大量现有技术建模方法。例如，能够使用具有动态传递函数的块定向非线性模型，尤其是Hammerstein或Wiener模型或者这些模型的组合。此外，能够使用人工神经网络对动态系统进行建模。各种替代的建模方法都是可能的，并且能够依据要建模的动态系统的要求来使用。
特别地，灰盒模型能够被形成为：考虑动态系统的温度(特别是长定子线性马达和/或运输元件的引导件和/或支承元件的温度)、和/或考虑长定子线性马达和/或运输元件的引导件和/或支承元件的磨损程度、和/或考虑长定子线性马达和/或运输元件的机械部件的公差。
在建模中能够(例如通过考虑摩擦的温度依赖性)考虑温度的影响，例如通过改变长定子线性马达的引导件和/或支承元件(例如导轨)的温度和/或运输元件(例如辊或滑架)的温度，利用辊或滑架将运输元件可移动地安装于长定子线性马达的引导元件。该方法可以包括借助于运输系统的一个或多个温度传感器来测量引导件和/或支承元件的温度，从而在运输元件的载荷的确认过程中将测量的温度作为输入信号的一部分包括在内。例如，还可以通过接受相对于在运输系统的冷状态下确定的质量较大的公差范围并且仅在运输系统试车时以高精度运行，以在运输系统的冷运行或预热阶段对温度影响作出反应。
由于运输元件至少部分地机械支撑在运输输送器上的磨损效应，尤其是支撑在长定子线性马达的引导元件上的磨损效应(例如由于辊磨损)，会改变线性马达的特性和运输元件的摩擦系数。为了抵制载荷确定结果的篡改，在启动运输系统时作为运输系统重新初始化的一部分，能够在未加载状态下识别各运输元件，从而能够在计算中检测并补偿改变的参数和特性。特别地，取决于磨损的参数能够被包括在灰盒模型中，取决于磨损的参数的值能够通过如上所述并且在下面更详细说明的对未加载的运输元件的参考测量来调整。
因此，尤其是在利用未加载运输元件进行参考测量的情况下，能够作为运输系统的校准的一部分一次性地对动态系统建模，或者能够在校准之后通过重复调整模型中已包括的参数来重复进行动态系统的建模。因此，除了要确定的运输元件的质量之外，还能够利用具有时间上恒定的参数使用灰盒模型，或者使用灰盒模型作为具有可变参数的自适应模型。人工神经网络的使用特别适合于自适应模型。
长定子线性马达和/或运输元件的机械部件的公差还能够导致沿着运输输送器的不同点处的不同的马达特性和摩擦系数和/或用于不同运输元件。例如，可能的机械刚度和不同尺寸的气隙对实际的运动曲线产生影响。为了减小公差的影响，能够始终在运输输送器的同一区域中进行载荷识别，并在建模中将载荷识别检测为关于先前测量值的相对测量值。相对值中的临界值允许检测错误。此外，运输元件能够配备有识别装置，通过该识别装置能够清楚地识别各运输元件，使得能够针对各运输元件专门进行动态系统的建模。在这种情况下，由于运输元件的公差引起的偏差能够被明确地包括在动态系统的各个建模中。
根据进一步的改进，该方法能够进一步包括根据黑盒模型至少部分地建模动态系统(特别是传递函数)，由此借助于考虑黑盒模型的控制单元确定运输元件的加载状况。与灰盒模型相反地，黑盒模型仅提供关于系统行为的不充分知识，使得只能进行实验分析。黑盒模型的参数没有物理意义，因此也称为非参数模型，其仅表示输入/输出行为。在这种模型中，待确定的(加载的)运输元件的质量能够被视为输出信号的一部分，而检测到的运动曲线和载荷电流和/或载荷电压的检测到的时间进程均被视为输入信号的一部分。对于黑盒模型，借助于自适应人工神经网络进行建模特别有用。能够借助于已知质量和给定的激励模式将人工神经网络训练为校准的一部分，以便随后在运输系统的运行中用于确定加载状况，特别是运输元件的载荷或质量。
然而，本发明不限于所说明的模型。例如，能够使用传递函数的一个或多个参数表现出质量依赖性的黑盒模型，使得能够从特定传递函数确定质量。然而，在这种情况下，各个参数的质量相关性是未知的，因此与灰盒模型不同地，不能基于部分系统分析将其引入模型中。此外，还能够想到不同模型的组合，例如用于摩擦的载荷相关性的灰盒模型和用于机械公差和摩擦的温度相关性的黑盒模型。
根据另一种改进，该方法能够进一步包括重复或连续地确定运输元件的加载状况(特别是载荷)，由此基于确定的加载状况借助于控制单元调整模型的一个或多个参数。根据该进一步的改进，观察到运输元件的加载状况或载荷。如上所述，例如作为运输系统的校准的一部分，该方法与动态系统的唯一建模的不同之处在于，在运输系统的运行期间有规律地或连续地调整基础模型的参数。这种调整有助于改善模型的准确性，并且还能够考虑例如由于磨损增加而造成的运输系统的可能的经时变化。
特别地，能够基于利用已知载荷的重复测量(即在加载有特定容器的运输元件上的重复测量，特别地在空的运输元件上的重复测量)来对所使用的模型的一个或多个参数进行适配。能够通过使用优化过程来进行参数的调整，例如通过考虑当前测量使基于过去测量的错误最小化。例如，能够使用最小均方算法(least mean square algorithm)、单纯形算法(simplex algorithm)或梯度下降法(gradient descent method)。为了考虑参数的可能的时间发展，例如可以对从一个或多个先前测量获得的参数和从当前测量获得的参数求平均。
重复或连续地确定运输元件的加载状况还能够用于检测例如由于被运输的容器的丢失或损坏而引起的运输元件的意外载荷变化。例如，如果控制单元检测到参数相对于先前测量的变化大于预定义的极限值，则通常表示这种意外载荷变化。
当使用黑盒模型时，尤其建议调整模型的参数，因为对于灰盒模型，模型底层的物理关系保持不变。但是，能够通过重复或连续确定运输元件的加载状况来调整灰盒模型的参数。如已经提到的，当使用人工神经网络对动态系统建模时，能够特别有效地进行这种调整。因此，人工神经网络在运输系统的运行过程中通过反复或连续地确定运输元件的载荷来学习。
在一次性校准灰盒模型的情况下，在校准期间所需的控制单元的计算单元(例如CPU)的峰值载荷较高，而在上述模型的连续适配的情况下，计算单元的基础载荷较高。然而，能够在运输系统启动之前或启动过程中或在较低载荷下进行校准。在限定的时间点处使用一次性校准模型能够得出固定的结果时，重复或连续调整模型参数能够改善结果的准确性。
根据进一步的改进，激励模式的数量能够比针对各个模型要确定的参数的数量大，优选地大十倍，特别优选地大一百倍。特别地，只有不同的激励模式才能够用于获得独立的测量结果。能够通过使用基本不相关的激励模式(即相互互相关系数特别小、特别地小于0.5的激励模式)实现对所得的方程组的高度超定。还能够使用具有低自相关、即相关系数小于0.5的激励模式。能够关于预定位置、预定速度、预定控制电压或预定控制电流的时间进程来计算各个相关性。基本上不相关的激励模式使得测量尽可能独立，并允许尽可能精确地确定运输元件的载荷。激励模式能够在知道马达参数的情况下被预先确定并且存储在控制单元的存储单元中，或者能够依据所确定的载荷的误差以参数化的测试函数的形式进行适配。
激励模式的数量能够被选择得很高，以至于通过控制单元建立了超定的方程组。例如，能够为要识别的5个参数设置1000个方程。不必指定1000种不同的激励模式。替代地或附加地，激励模式能够包含多个部分(例如具有运输元件的不同速度和/或不同加速度的区域)，各部分得出它们自己的方程。通常，激励模式能够被定义为一系列加速和减速过程以及恒定行程的部分。所使用的激励模式的数量还取决于所说明的方法的应用。例如，为了纯粹确定运输元件是空的还是加载的或者运输元件是否承载预定数量的容器，少量的激励模式(可以是单个激励模式)就足够了。如果需要精确识别质量，则激励模式的数量越多，确定的质量越准确。
在激励模式的数量超过模型的待确定参数的数量的情况下，能够借助于控制单元根据最小均方算法使超定的模型的误差最小化。能够应用线性方法或非线性方法，诸如单纯形算法或梯度下降法。因此，控制单元基于超定的方程组执行使所有方程的误差最小化的优化过程。
至少一个激励模式能够对应于运输元件的具有恒定速度的运动和/或至少一个激励模式能够对应于运输元件的加速运动。当运输元件以恒定速度移动时，运输元件的质量影响摩擦力，从而影响保持恒定速度所需的给送力。在运输元件的加速运动的情况下，除了取决于质量的摩擦力之外，还出现惯性质量的效果。因此，两种运动原则上都适合于确定运输元件的载荷。
机械系统中的摩擦通常包括取决于速度的分量和由于取决于质量的法向力引起的取决于载荷的分量，该机械系统中的摩擦通过运输元件例如借助于辊和/或滑架在运输输送器上的至少部分地机械支承形成。由于取决于速度的分量，因此能够使用以不同速度具有恒定行程的激励模式来独立地确定运输元件的载荷。例如，激励模式能够对应于速度-时间进程中的阶跃函数，其中，在该过程的各速度下，能够分别确定载荷。
由于惯性质量的影响，具有不同加速度的激励模式会引起载荷的独立确定。因此，激励模式也能够对应于加速时间进程中的阶跃函数。在这种情况下，能够针对该过程的各加速度分别确定载荷。应理解，上述激励模式的组合也是可能的。此外，还能够相对于运输系统的可用测量区段选择激励模式，从而能够在测量区段内实施运输元件的运动曲线。为了尽可能减少对运输系统的吞吐量的影响，还能够以使得加速或恒定行进以接近正常运行速度的速度进行的方式选择激励模式。这样，能够在系统的正常运行期间实现对载荷的可靠检测。
还能够以在沿着运输输送器的不同点处进行重复测量的方式选择激励模式。以此方式，能够连续地监测运输元件的加载状况，从而由于产生的质量变化能够有效地检测到丢失或有缺陷的容器。特别地，能够在运输输送器的具有倾斜度的区域中进行测量。在这种情况下，需要相应的给送力来克服已经处于恒定行程的载荷的重力的相应部分。除了取决于载荷的摩擦和惯性质量的影响外，重物的影响还作用于输送器轨道的不平坦区域，这也能够用于独立确定运输元件的载荷。为此，已知的倾斜度能够用作相应灰盒模型中的参数。
上述目的还通过以下方案实现：一种用于运输载荷的运输系统，其包括：长定子线性马达，特别是同步的长定子线性马达；多个运输元件；和控制单元，其适于借助于长定子线性马达以单独控制的方式沿着运输系统的运输输送器移动运输元件，其中，运输系统还包括位置检测装置和/或速度检测装置，用于检测运输元件的运动曲线，特别地，位置检测装置和/或速度检测装置沿着运输输送器的至少一部分，长定子线性马达具有集成的测量装置，用于检测载荷电流和/或载荷电压的时间进程，控制单元利用载荷电流和/或载荷电压操作长定子线性马达，其中控制单元适于根据至少一个激励模式来控制长定子线性马达的多个可单独控制的电磁体，各激励模式对应于运输元件的运动曲线，并且依据至少一个检测到的运动曲线和载荷电流和/或载荷电压的至少一个检测到的时间进程确定运输元件的加载状况和/或运输元件的在运输输送器上的支承件的磨损，运输元件的加载状况特别地是运输元件的载荷。
这里，以上结合根据本发明的用于识别运输元件的载荷的方法所说明的相同的变型和进一步的改进还能够应用到用于运输载荷的运输系统。特别地，上述长定子线性马达和运输元件的进一步改进能够应用于运输系统。长定子线性马达的磁性线性驱动器能够被形成为同步或异步线性马达，其中至少一个长定子形式的线性马达导线束配备有多个能够单独或成块控制的电磁体形式的电绕组(即线圈)。为了使运输元件与长定子线性马达的可单独控制的电磁体之间发生磁性相互作用，能够将运输元件配备为具有至少一个永磁体和/或非开关电磁体的无源运输元件。
此外，运输元件能够适于运输容器包装或容器，特别是填充有液体的一个或多个容器或容器包装。容器尤其可以是瓶子或罐。如上所述，还能够运输一个或多个预制件。为了运输容器，运输元件能够配备有适当的保持装置，例如抓握元件形式的保持装置。特别地，能够想到例如用于在塑料瓶的所谓的颈部处理中配合形状地或摩擦地抓握容器的颈部的抓握元件，由此将保持的容器安装在抓握元件中，使得抓握元件能够在配合形状地抓握的同时围绕抓握元件的纵向轴线旋转。运输元件能够被形成为通过与长定子线性马达的适当相互作用而移动的流道、定位盘、滑架、梭子等。
此外，运输元件可以包括例如呈条形码、可读存储芯片、印刷、胶粘和/或雕刻的字母数字代码等形式的清晰的识别单元，由此沿着运输输送器的一个或多个适当的识别检测装置能够识别经过相应的识别检测装置的运输元件。特别地，运输元件的识别单元能够如上所述地用于包括该运输元件和长定子线性马达的动态系统的特定建模。
为了沿着运输输送器引导运输元件，运输系统(特别是运输输送器)能够具有一个或多个导轨和/或一个或多个引导通道。运输元件能够借助于一个或多个适当配置的引导辊、滑动支承件和/或引导销支撑在这些引导元件上。利用这种至少部分地机械支承，产生上述的摩擦力。
根据本发明，运输系统包括位置检测装置和/或速度检测装置，利用位置检测装置和/或速度检测装置能够检测运输元件的运动的路径-时间曲线或速度-时间曲线。位置检测装置和/或速度检测装置能够适于作为长定子线性马达的集成测量装置。替代地或附加地，能够将用于确定运输元件的位置和/或速度的测量装置设置为各个运输元件的一部分。
例如，能够至少沿着运输输送器的一部分配置传感器，该传感器适于确定在这些传感器的区域中的运输元件的位置和/或速度。传感器能够被适配为光学传感器、电传感器、电磁传感器或机械传感器，由此能够通过如下方式确定运输元件的位置：例如测量在运输元件的反射器元件处的光反射、由于运输元件的运动而引起的电磁信号的感生、使用磁阻效应改变传感器的电阻、例如由于由包括磁性基准元件的运输元件的运动而引起的磁通量变化、或者由于运输元件的重量而引起的局部压力测量。电磁传感器还能够被形成为霍尔传感器。霍尔传感器允许例如以0.2mm至1mm的精度定位运输元件。磁致伸缩位移传感器也能够被用作传感器，其使用磁致伸缩来确定运输元件的位置。测量元件是由磁致伸缩材料制成的波导，导体穿过该波导。配置于运输元件的永磁体用作位置传感器，并引起波导的磁致伸缩，其产生了传播到两侧的机械波。能够根据波的传播来确定运输元件的位置。
其它可能的传感器是规则配置在运输输送器处的电感型或电容型接近传感器，以及被形成为直线或旋转编码器的增量或绝对值编码器。在增量编码器的情况下，在运输系统启动时，有必要首先进行基准行程以确定运输元件的绝对位置。在感应传感器的情况下，感生的电流脉冲或电压脉冲的振幅也能够用于确定运输元件的速度。也能够从增量传感器的测量数据中确定运输元件的速度。
在现有技术中已知的位置检测装置或速度检测装置的情况下，通常该装置的一部分被形成为运输元件的一部分，而该装置的另一部分被形成为运输输送器或长定子线性马达的一部分。例如，能够沿着运输输送器或运输输送器的一部分特别是有规律地配置大量传感器，同时设置可由传感器检测的元件(例如基准磁体、光学标记或反射器)作为运输元件的一部分。相反地，能够将传感器设置为运输元件的一部分，其中，沿着测量路径配置要检测的元件，例如光学标记或基准磁体的周期性配置。在这种情况下，能够设置传输装置(例如信号装置)作为运输元件的一部分，借助于该传输装置能够将计数脉冲或测量数据传输到控制单元。替代地或附加地，运输元件能够具有信号单元，该信号单元检测由运输系统的控制单元的空间上分开的信号单元发送的一个或多个位置信号，以便例如借助于运输时间测量确定运输元件的沿着运输输送器的位置。运输元件的该信号单元能够是RFID芯片。
由运输元件的传感器和/或长定子线性马达或运输输送器的传感器检测到的运输元件的位置和/或速度经由适当的无线电天线或信号线传输至运输系统的控制单元，控制单元如上所述地处理它们。
此外，根据本发明，长定子线性马达配备有集成的测量装置，用于检测施加到长定子的各个电磁体或线圈的载荷电流和/或载荷电压的时间进程。为此，可以在各单独的线圈或线圈块上设置本身已知的电压表或电流表或现有技术中已知的用于测量电压或电流的其它装置，测量数据也被传输到控制单元。如以上详细说明的，控制单元根据传递的运动曲线和长定子线性马达的线圈的电载荷的时间进程来计算加载状况，特别是运输元件的载荷。
如上所述，控制单元可以包括一个或多个处理器单元，其用于执行上述计算。特别地，控制单元能够被适配为可编程逻辑控制器。另外，控制单元能够包括伺服放大器或伺服控制器，或者形成为伺服放大器或伺服控制器。伺服放大器或伺服控制器适于将预定的或计算的控制信号转换成用于长定子线性马达的适当的输入信号。特别地，控制单元能够适于产生用于长定子线性马达的线圈的三相电压脉冲。特别地，上述控制单元和伺服控制器的进一步改进能够在这里应用。
运输系统还能够具有一个或多个温度传感器，温度传感器适于测量运输系统的引导件和/或支承元件的温度并将温度传输到控制单元。然后，如上所述，控制单元能够考虑所测量的温度，以便例如在动态系统的建模中包括摩擦的温度依赖性。
如上所述，控制单元还能够具有用于存储例如呈控制信号的相应序列的形式的大量预定义激励模式的存储单元，由此能够使用普通的现有技术的存储器。
运输系统的运输输送器能够具有用于检测运输元件的运动曲线的特殊部分，其中只能沿着该部分配置上述传感器。然而，可替代地，传感器或测量元件能够沿着整个运输输送器配置，使得能够在运输输送器的任何位置处检测运动曲线。当使用上述方法来重复和连续确定载荷时，这种进一步的改进是特别有利的。
根据进一步的改进，该部分能够是直且平坦的，从而至少一个激励模式对应于运输元件以恒定速度的运动，和/或至少一个激励模式对应于运输元件的加速运动。在直且平坦部分的情况下，简化了动态系统，因为通过运输元件的质量作用的重力垂直于运输输送器。由于该部分是直的，因此没有离心力发生，这会导致所运输的载荷发生摆动，例如使所运输的容器中的液体晃动。在以恒定速度运动的情况下，如上所述，特别地确定了质量对摩擦的影响，而在加速运动的情况下，还发生了惯性质量的影响。
根据替代的另一改进，该部分能够在竖直方向上弯曲，尤其是以变化的曲率弯曲，由此可选地，至少一个激励模式对应于运输元件以恒定速度的运动。此处和在下文中的竖直方向应被理解为重力方向的含义。由于根据该进一步的改进该部分在竖直方向上是弯曲的，所以该部分的至少一部分是倾斜或下斜的。因此，如上所述，增加了大质量的影响，这为独立测量提供了进一步的可能性。该部分的曲率导致倾斜度的变化，该变化改变了必须通过给送力克服的运输元件的质量的比重。变化的曲率允许从平面过渡到倾斜然后回到较高的平面，反之亦然。尤其能够将具有变化曲率的部分设置为运输系统的一部分，以克服高度差异。优选地，根据本发明的运输系统能够以如下方式形成：在已经存在的部分上进行上述测量以克服高度差，从而确定运输元件的载荷。为了避免所运输的载荷的倾斜位置，能够将运输元件的保持容器的抓握元件形成为旋转的。
本发明允许可靠且精确地确定运输元件的加载状况或载荷，而无需任何额外需要的部件。通常地，本发明允许确定用于运输元件的各种重要参数，诸如质量和摩擦。为此，仅需要适当调整的控制单元。因此，与现有技术中已知的系统相比能够节省部件，从而节省成本。由于使用了运输系统的集成测量装置，因为能够在运输系统的不同位置处进行测量，所以增加了确定载荷的灵活性。另外，能够以测量不显著地限制系统性能的方式选择激励模式。特别地，省去用于外部测量传感器的通常等待时间。最后，不需要因为不同类型或零件的安装而进行机械调整。因此，本发明有利地利用了长定子线性马达系统的通常可用的装置来确定系统运行期间的载荷(即运输的容器的质量)。
附图说明
下面基于附图更详细说明本发明的其它特征和示例性实施方式以及优点。可以理解的是，这些实施方式并没有穷尽本发明的范围。还应理解，以下说明的一些或所有特征还能够以其它方式组合。
图1示出了根据本发明的具有长定子线性马达的运输系统的示意图。
图2示出了根据本发明的用于识别运输元件的载荷的方法。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的具有用于检测运输元件的载荷的长定子线性马达的运输系统的示意图。这里示出的示例性进一步改进示出了运输系统的具体配置，其中线性马达的长定子160配置在运输元件100的竖直定向的次级部分(即反应元件)120的侧面。然而，应理解，本发明不限于这种竖直配置，而是还能够应用于次级部分的水平配置。同样地，能够在次级元件的两侧设置120个长定子160。因此，此处提出的进一步改进仅用于说明本发明，而无意限制长定子线性马达和运输元件的特定的进一步改进。
图1示出了运输元件100的示意图，其代表大量的运输元件。此处作为示例示出的运输元件100经由辊110-1至110-4可移动地安装在上导轨150上。另外，图1的非限制性运输元件具有引导辊112，引导辊112在下导轨155上引导运输元件。辊110-1至110-4和引导辊112均受到与各自导轨的摩擦，而该摩擦是归因于辊的倾斜位置而取决于载荷的。为了清楚起见，在图1的示意图中仅示出了后侧的导轨150和155以及后侧的长定子160。然而，可以理解的是，如上所述，能够另外设置相应的前侧的导轨和前侧的长定子。能够想到运输元件100的所示支承件的多个变型，并且这些变型能够与上述本发明的进一步改进兼容。
如图1示意性所示地，长定子160具有多个磁绕组(即线圈161)，磁绕组的铁芯具有垂直于运动方向(即在Y方向上)的高度H。沿着长定子彼此相距距离W地配置线圈161。线圈161的交变磁场与次级部分120的永磁体相互作用，次级部分120的永磁体以交替的极性N和S被配置为以竖直构造示出的行122。代替此处所示的非限制性的交替极性顺序，还能够将单个磁体用作次级部分120的磁体。
此外，在图1的运输元件的示例性进一步改进中，在运输元件的次级部分120上配置有永磁体作为基准磁体145。当运输元件100移动时，该基准磁体145移动经过一系列规则配置的传感器140(例如沿着下导轨155配置的感应传感器)。为清楚起见，图1中仅示出了少量的传感器140，而传感器140能够至少沿着运输系统的一部分或甚至沿着整个运输系统设置。由于运输元件100的运动，传感器140由于移动的基准磁体145而经历磁通量变化，这能够用于确定移动的运输元件的位置和/或速度。例如，能够将磁阻传感器配置在距运输元件10mm到15mm的距离处，从而允许连续地确定运输元件的位置。为此，传感器140连续地或周期性地将其测量信号传输到运输系统的控制单元190，控制单元190从一个或多个传感器140的测量信号计算出运输元件100的位置和/或速度。因此，示例性示出的传感器140形成集成的位置检测装置和/或集成的速度检测装置，控制单元190借助于集成的位置检测装置和/或集成的速度检测装置如上所述地检测运输元件100的运动曲线。
在图1的进一步改进中，还示意性地示出了长定子160的集成的测量装置180，用于连续地或周期性地测量实际施加于线圈161的载荷电压或实际流过线圈161的载荷电流。通常将这种用于连续测量长定子的电载荷的测量装置集成到长定子中，以能够经由反馈到控制单元190来控制线圈控制。测量装置180(图1中只示出了测量装置180中的几个传感器)因此将测量的载荷电压和/或载荷电流传输到控制单元190，如上所述，控制单元190根据预定义的运动曲线来适配线圈上的实际电载荷信号或者基于预定义的控制信号检测实际的电载荷信号。
根据位置检测装置140和/或速度检测装置140以及集成测量装置180的传输的测量数据，控制单元190通过根据如上所述的至少一个激励模式控制长定子线性马达160来确定运输元件100的加载状况或总质量。例如，运输元件100可以具有用于运输容器(未示出)的抓握装置(未示出)，控制单元190能够通过减去未加载的运输元件100的已知质量来计算被运输容器的质量和/或所携带的容器的数量。如此，控制单元190能够考虑如上所述的导轨150的温度，通过如图1所示的温度探测器185来测量该温度。特别地，测得的温度能够作为支承辊110-1至110-4在导轨150上的滚动摩擦的已知温度相关性并入灰盒模型中，控制单元190使用该灰盒模型确定运输元件100的载荷。
图2示出了根据本发明的用于识别运输元件的载荷和/或磨损的方法。虚线中列出的方法步骤是可选的。
在步骤270中，能够首先预定义或计算大量的激励模式，控制单元能够使用这些激励模式来激励包括长定子线性马达和运输元件的动态系统。如上所述，这些激励模式特别地能够表示运输元件的不同运动曲线或控制信号的时间进程。通常，激励模式是由运输系统的开发者或使用者预定义的。另外，在步骤271中，使用灰盒模型或黑盒模型或这些模型的组合来进行动态系统的建模。因此，已知的物理关系和马达参数能够包括在动态系统的建模中。该步骤通常也由运输系统的开发人员或使用者执行，特别是在运输系统投入运行之前。
在步骤272中，能够首先使用预定的激励模式和已知质量来校准运输系统，从而如上所述地对各个模型进行调整。能够在使系统初始运行之前或作为初始化的一部分在系统每次启动时执行校准。作为校准的一部分，运输元件的支承件的各个摩擦值也能够如上所述地确定。这里，运输元件的识别单元能够用于明确分配摩擦值或支承元件的磨损程度。
校准完成后，系统开始运行。在正常运行期间，在步骤273中，通过借助于控制单元根据至少一个激励模式控制长定子线性马达来对包括长定子线性马达和运输元件的动态系统进行激励。如上所述，动态系统的激励特别地能够包括电载荷或控制信号的适配，使得运输元件的实际运动曲线基本上对应于预定的运动曲线。激励步骤273特别地能够包括具有多种激励模式的激励。
然后，在步骤274中，借助于位置检测装置和/或速度检测装置检测运输元件的实际运动曲线。在步骤275中，还借助于长定子线性马达的集成测量装置来检测实际载荷电流和/或实际载荷电压的时间进程。基于检测到的运动曲线和检测到的电载荷的时间进程，控制单元基于激励模式构造通常超定的方程组，在步骤276中，从该方程组计算加载状况(特别是运输元件的质量)。然后该方法能够返回到步骤273。然而，可选地，在步骤277中，来自步骤276的载荷确定的结果能够用于调整在步骤271中生成的模型，即调整该模型的一个或多个参数。在这里还能够想到考虑并监控支承元件中产生的摩擦。在这种情况下，仅在模型已被调整之后，该方法才返回到步骤273中的对动态系统的激励。能够根据需要重复地执行包括激励、运动曲线和电载荷的检测以及带有模型可选调整的载荷确定的序列，以便监控运输元件的加载状况。这允许特别地检测由于运输的容器的损坏或丢失而引起的运输元件的载荷的突然变化。同样地，通过重复地执行所述方法，能够提高模型的准确性，这增加了运输的容器的质量确定的准确性。该方法能够在不显著干扰系统的正常运行的情况下使用，并且通常无需另外的传感器。

Claims (32)

1.一种用于识别运输系统的运输元件(100)的载荷和/或磨损的方法，所述运输系统具有多个运输元件(100)、长定子线性马达(160)以及控制单元(190)，所述控制单元(190)用于借助于所述长定子线性马达单独地控制所述运输元件沿着所述运输系统的运输输送器的运动，所述方法包括：
通过借助于所述控制单元(190)根据至少一个激励模式控制所述长定子线性马达激励(273)包括所述长定子线性马达(160)和所述运输元件(100)的动态系统，各激励模式均对应于所述运输元件的沿着所述运输输送器的运动曲线；
借助于所述动态系统的位置检测装置(140、145)和/或速度检测装置(140、145)基于所述至少一个激励模式检测(274)所述运输元件(100)的沿着所述运输输送器的运动曲线；
检测(275)载荷电流和/或载荷电压的时间进程，所述控制单元(190)利用所述载荷电流和/或所述载荷电压借助于所述长定子线性马达的集成测量装置(180)根据所述至少一个激励模式操作所述长定子线性马达(160)；
其特征在于，
借助于所述控制单元依据所述载荷电流和/或所述载荷电压的检测到的所述运动曲线和检测到的所述时间进程来确定(276)所述运输元件(100)的加载状况。
2.根据权利要求1所述的方法，所述长定子线性马达(160)是同步的长定子线性马达。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述运输元件(100)的加载状况是所述运输元件的载荷、和/或所述运输元件的在所述运输输送器上的支承件的磨损。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个或多个激励模式均对应于所述运输元件(100)的预定义的运动曲线，并且借助于所述控制单元(190)以使得检测到的所述运动曲线大致对应于所述预定义的运动曲线的方式调整所述载荷电流和/或所述载荷电压的时间进程。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一个或多个激励模式均对应于所述载荷电流和/或所述载荷电压的预定义的时间进程。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据灰盒模型对所述动态系统至少部分地建模(271)，其中，借助于所述控制单元(190)在考虑所述灰盒模型的情况下来确定(276)所述运输元件(100)的加载状况。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据两质量模型对所述动态系统至少部分地建模(271)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述灰盒模型是考虑如下情况而形成的：所述动态系统的温度，所述长定子线性马达(160)和/或运输元件(100)的引导件和/或支承元件(150、155 、110、112)的磨损程度，和/或所述长定子线性马达(160)和/或运输元件(100)的机械部件的公差。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述动态系统的温度是所述长定子线性马达(160)和/或运输元件(100)的引导件和/或支承元件(150、155 、110、112)的温度。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据黑盒模型对所述动态系统至少部分地建模(271)，其中借助于所述控制单元(190)在考虑所述黑盒模型的情况下来确定(276)所述运输元件(100)的加载状况。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据黑盒模型对传递函数至少部分地建模。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括重复或连续地确定(276)所述运输元件(100)的加载状况，其中，借助于所述控制单元(190)基于确定的加载状况调整(277)所述模型的一个或多个参数。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述激励模式的数量比所述模型的待确定的参数的数量大。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述激励模式的数量比所述模型的待确定的参数的数量大十倍。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述激励模式的数量比所述模型的待确定的参数的数量大一百倍。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括借助于所述控制单元(190)使超定模型的误差最小化。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括借助于所述控制单元(190)、根据最小均方算法使超定模型的误差最小化。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个激励模式对应于所述运输元件(100)在恒定速度下的运动，和/或至少一个激励模式对应于所述运输元件(100)的加速运动。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述激励模式对应于速度-时间进程或加速度-时间进程中的阶跃函数。
20.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定适于共同运输物体的一组运输元件的加载状况，并且
所述控制单元用于基于所述组中的各运输元件的加载状况来确定被运输物体的类型和/或质量。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，确定适于共同运输物体的一组运输元件的载荷，并且
所述控制单元用于基于所述组中的各运输元件的载荷来确定被运输物体的类型和/或质量。
22.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于所述控制单元隔着时间间隔重复地检测未加载的运输元件的载荷电流和/或载荷电压的运动曲线和时间进程，并且所述控制单元基于所述运输元件的所确定的载荷的时间变化来确定所述运输元件的支承件的磨损程度。
23.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所确定的载荷来确定由所述运输元件运输的容器的数量。
24.一种用于运输载荷的运输系统，其包括：
长定子线性马达(160)，
多个运输元件(100)，和
控制单元(190)，其适于借助于所述长定子线性马达以单独控制的方式沿着所述运输系统的运输输送器移动所述运输元件，
其中，所述运输系统还包括位置检测装置(140、145)和/或速度检测装置(140、145)，用于检测运输元件(100)的运动曲线，并且
所述长定子线性马达(160)具有集成的测量装置(180)，用于检测载荷电流和/或载荷电压的时间进程，所述控制单元(190)利用所述载荷电流和/或所述载荷电压操作所述长定子线性马达(160)；
其特征在于，
所述控制单元(190)适于根据至少一个激励模式来驱动所述长定子线性马达(160)的各种可单独驱动的电磁体(161)，各激励模式对应于所述运输元件(100)的运动曲线，并且确定作为所述载荷电流和/或所述载荷电压的检测到的移动曲线和检测到的时间曲线的函数的所述运输元件的加载状况和/或所述运输元件的在所述运输输送器上的支承件的磨损。
25.根据权利要求24所述的运输系统，其特征在于，所述长定子线性马达(160)是同步的长定子线性马达。
26.根据权利要求24或25所述的运输系统，其特征在于，所述位置检测装置(140、145)和/或所述速度检测装置(140、145)沿着所述运输输送器的至少一部分。
27.根据权利要求24或25所述的运输系统，其特征在于，所述运输元件的加载状况是所述运输元件的载荷。
28.根据权利要求24或25所述的运输系统，其特征在于，所述运输元件(100)适于运输至少一个容器。
29.根据权利要求28所述的运输系统，其特征在于，所述运输元件(100)适于运输至少一个填充有液体的容器。
30.根据权利要求26所述的运输系统，其特征在于，所述部分是直且平坦的，并且至少一个激励模式对应于所述运输元件(100)的恒定速度的运动，和/或至少一个激励模式对应于所述运输元件(100)的加速运动。
31.根据权利要求26所述的运输系统，其特征在于，所述部分在竖直方向上弯曲，并且至少一个激励模式对应于所述运输元件(100)的恒定速度的运动。
32.根据权利要求31所述的运输系统，其特征在于，所述部分具有变化的曲率。
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