CN117782052A - 用于在独立推车系统中实现定位检测完整性的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及用于在独立推车系统中实现定位检测完整性的系统和方法。一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的系统和方法，包括：在第一处理核处接收多个第一定位反馈信号，以及在第二处理核处接收多个第二定位反馈信号。第一定位反馈信号和第二定位反馈信号中的每一个分别由第一定位传感器和第二定位传感器通过检测到安装在移动器上的磁体阵列生成。响应于第一定位反馈信号，利用第一处理核生成移动器的定位的第一值，以及响应于第二定位反馈信号，利用第二处理核生成移动器的定位的第二值。利用第一处理核或第二处理核对移动器的定位的第一值与第二值进行比较，以验证第一定位传感器和第二定位传感器的操作。

Description

用于在独立推车系统中实现定位检测完整性的系统和方法

技术领域

本文公开的主题涉及在独立推车系统中获得定位检测完整性。更具体地，对多个定位传感器进行监测，以确定每个车辆在独立推车系统中的定位具有期望的安全完整性等级。

背景技术

利用独立推车技术的运动控制系统采用嵌入在轨道和多个车辆内的线性驱动系统，所述多个车辆(也被称为移动器或推车)经由线性驱动系统沿着轨道推进。移动器和线性马达可以用于各种各样的处理(例如包装、制造和加工)中，并且可以提供优于常规传送带系统的优点，具有增强的灵活性、极高速度的运动以及机械简单性。运动控制系统包括一组独立控制的“移动器”或推车，每个“移动器”或推车被支承在轨道上以沿着轨道运动。轨道由多个轨道部段构成，多个轨道部段进而拥有可单独控制的电线圈。线圈的连续激活建立了移动电磁场，该移动电磁场与移动器相互作用并且使移动器沿着轨道行进。传感器可以在沿着轨道的固定定位处和/或在移动器上以一定间隔排列，以提供关于移动器的定位和速度的信息。

移动器中的每个移动器可以响应于由线圈生成的电磁场而沿着轨道独立地移动和定位。在特定应用中，轨道形成如下路径，每个移动器在所述路径上重复地行进。在沿着轨道的特定定位处，其他致动器可以与每个移动器相互作用。例如，移动器可以在装载站处停止，在该装载站处，第一致动器将产品放置在移动器上。移动器然后可以沿着轨道的处理部段移动，其中，各种其他致动器可以填充、加工、定位移动器上的产品或者以其他方式与移动器上的产品相互作用。移动器可以被编程为在各个位置处停止或者被编程为以受控速度移动经过其他致动器中的每个致动器。在执行了各种处理之后，移动器可以经过卸载站或者在卸载站处停止，在该卸载站处，产品从移动器移除。移动器沿着返回路径完成循环，并且返回到装载站以承接另一单元的产品。

在特定应用中，可以期望允许人与移动器或与移动器上存在的产品进行相互作用。在一个示例中，该相互作用可以在沿着轨道的预先指定的区域处发生。不是使致动器、机器人或其他自动化系统对移动器进行装载和卸载，而是可以将人安置在沿着轨道的区域处以对移动器执行装载和卸载。可选地，移动器或移动器的组合可以在组装线中沿着轨道的一个部段缓慢地运载产品。随着移动器行进经过轨道上的某个区域，技术人员执行重复的操作或者向产品添加部件。在另一示例中，在沿着轨道的任何位置处都可能需要相互作用。在一些实例中，可能需要对移动器或轨道进行维护。技术人员可能需要调整或移除已经被损坏的移动器。可选地，可能需要技术人员移除沿着轨道无意掉落的产品。可能需要在沿着轨道的任何位置处执行计划外的维护。无论是在预先指定的区域处还是沿着轨道的长度，这样的相互作用都需要对移动器的安全控制以防止与受控系统相互作用的人受伤。

安全控制用于其中工业控制器的故障会导致使人受伤的风险的应用。虽然安全控制与可靠性密切相关，但是安全控制额外强调确保正确操作，即使确保正确操作会降低装备可用性。安全工业控制系统不是为了“可用性”即能够长时间段无错误地运行而被优化的，而是为了“安全性”即能够准确地检测到错误以关机而被优化的。在安全关机时，安全工业控制器通常针对它们的输出提供预定的安全状态。这些输出的预定值旨在使工业处理进入其最安全的静态模式。因此，安全控制器可以提供运行时诊断能力以检测不正确的操作，并且在检测到故障的情况下将控制系统改变成预定义的“安全状态”。安全状态将取决于正在实施的特定处理，并且在无法确保控制正确性的情况下使致动器呈现预先确定的最安全的状态。例如，控制切割机械的致动器可以将机械改变成停止状态，而提供空气过滤的致动器可以使机械保持在开启状态。

例如，安全控制能力可以通过在标准IEC 61508下定义并由国际电工委员会(IEC)在通过引用并入于此的规则下管理的“安全完整性等级”(SIL)来指定。标准IEC EN 61508定义了SIL-1至SIL-4的四个SIL等级，其中，数字越大表示风险降低量越高。获得期望的SIL评级需要针对系统内的部件的特定诊断覆盖程度。诊断覆盖程度是根据将检测到系统内部件的故障的百分比可能性来定义的。例如，低诊断覆盖可能仅需要百分之六十(60％)的可能性检测到故障。相比之下，SIL 3评级所需要的高诊断覆盖可能需要百分之九十九(99％)的可能性检测到故障。使发生的风险减轻提高了SIL评级并且可以通过在故障可能发生之前检测到系统中的可能引起危险故障的故障来实现。因此，SIL评级的确定至少部分地基于系统检测故障状况并且响应于检测到故障状况进入安全状态的能力。

为了允许人与移动器或者与移动器上存在的产品进行相互作用，有必要获得安全评级，其中，所需要的安全等级可能是所需要的交互程度的函数。如先前所讨论的，安全评级基于系统内部件的诊断覆盖程度来限定。在独立推车系统中存在的部件中有定位传感器。定位传感器在每个移动器沿着轨道行进时检测该移动器存在，并且响应于检测到该存在生成定位反馈信号。这些定位反馈信号由控制器使用以确定移动器沿着轨道的当前位置。

因此，期望在独立推车系统内提供定位传感器的诊断覆盖。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的设备包括：多个第一定位传感器、多个第二定位传感器、以及安装在移动器上的磁体阵列。第一定位传感器中的每一个被配置成生成与移动器的定位相对应的第一定位反馈信号，以及第二定位传感器中的每一个被配置成生成与移动器的定位相对应的第二定位反馈信号。第一定位传感器和第二定位传感器中的每一个被配置成检测磁体阵列以生成第一定位反馈信号和第二定位反馈信号。该设备还包括第一处理核和第二处理核。第一处理核被配置成从第一定位传感器中的每一个接收第一定位反馈信号，并且根据第一定位反馈信号生成移动器的定位的第一值。第二处理核被配置成从多个第二定位传感器中的每一个接收第二定位反馈信号，并且根据第二定位反馈信号生成移动器的定位的第二值。第一处理核与第二处理核通信，并且第一处理核和第二处理核中的至少一个处理核被配置成对移动器的定位的第一值与第二值进行比较，以验证第一定位传感器和第二定位传感器的操作。

根据本发明的另一实施方式，一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的方法包括：在第一处理核处接收多个第一定位反馈信号，以及在第二处理核处接收多个第二定位反馈信号。第一定位反馈信号中的每一个由第一定位传感器生成，以及第二定位反馈信号中的每一个由第二定位传感器生成。第一定位反馈信号和第二定位反馈信号响应于安装在移动器上的磁体阵列被第一定位传感器和第二定位传感器检测到而生成。利用第一处理核响应于接收到第一定位反馈信号生成移动器的定位的第一值，以及利用第二处理核响应于接收到多个第二定位反馈信号生成移动器的定位的第二值。利用第一处理核或第二处理核将移动器的定位的第二值与第一值进行比较，以验证第一定位传感器和第二定位传感器中的每一个的操作。

根据本发明的又一实施方式，一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的方法包括：在第一处理核处接收多个第一定位反馈信号，以及在第二处理核处接收多个第二定位反馈信号。第一定位反馈信号包括成对的正弦波信号和余弦波信号，以及第二定位反馈信号包括成对的正弦波信号和余弦波信号。通过识别下述内容而检测到移动器的第一边缘：第一定位反馈信号或第二定位反馈信号在沿着独立推车系统的轨道的第一定位处具有非激活值，其中，第一定位反馈信号或与第一定位相邻的第二定位具有激活值。通过识别下述内容而检测到移动器的第二边缘：第一定位反馈信号或第二定位反馈信号在沿着独立推车系统的轨道的第二定位处具有非激活值，其中，第一定位反馈信号或与第二定位相邻的第二定位具有激活值。由第一处理核或第二处理核根据第一定位和第二定位确定移动器磁体阵列的长度。将由第一处理核或第二处理核确定的移动器磁体阵列的长度与存储在第一处理核或第二处理核的存储器中的预定长度进行比较，以验证第一定位反馈信号和第二定位反馈信号的操作。

根据详细描述和附图，本发明的这些以及其他的优点和特征对于本领域技术人员将变得明显。然而，应当理解，在指示本发明的优选实施方式时，详细描述和附图通过说明而不是限制的方式给出。在不脱离本发明的精神的情况下，可以在本发明的范围内进行许多改变和修改，并且本发明包括所有这些修改。

附图说明

本文中公开的主题的各种示例性实施方式在附图中进行了说明，贯穿附图，相似的附图标记表示相似的部分，并且在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的用于线性驱动系统的示例性控制系统的示意性表示；

图2是线性驱动系统中包括的移动器和轨道部段的一个实施方式的沿着图1的2-2截取的截面图；

图3是图2的示例性移动器的仰视平面图；

图4是图2的移动器和轨道部段的局部侧剖视图；

图5是线性驱动系统中包括的移动器和轨道部段的另一实施方式的沿着图1的2-2截取的截面图；

图6是图5的移动器和轨道部段的局部侧剖视图；

图7是图2的移动器和轨道部段的局部俯视剖视图；

图8是图1的示例性控制系统的框图表示；

图9是图8的被配置为安全控制系统的示例性控制系统的局部框图表示；

图10是一系列定位反馈信号的图形表示；

图11是用于图9的安全控制系统的定位传感器和安全核的分布的一个实施方式的框图表示；以及

图12是用于图9的安全控制系统的定位传感器和安全核的分布的另一实施方式的框图表示；

图13是用于图11的被配置有三重冗余的安全控制系统的定位传感器和安全核的分布的框图表示；

图14是用于图12的被配置有三重冗余的安全控制系统的定位传感器和安全核的分布的框图表示；

图15是用于图9的安全控制系统的定位传感器和安全核的分布的又一实施方式的框图表示；

图16是用于图9的安全控制系统的具有完全冗余的定位传感器的分布的框图表示；

图17是由图9的安全控制系统执行的边缘检测的框图表示；

图18是在定位传感器中的至少一个定位传感器发生故障的情况下在图17中示出的边缘检测的框图表示；

图19是图17中示出的贯穿多个轨道部段的边缘检测的框图表示；以及

图20是在移动器进入安全区域时利用图9的安全控制系统检测定位的框图表示。

在描述附图中说明的本发明的各种实施方式时，为了清楚起见，将采用特定的术语。然而，本发明并不旨在限于如此选择的特定的术语，并且应当理解，每个特定的术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等价物。例如，经常使用词语“连接的”、“附接的”或与所述词语类似的术语。它们不限于直接连接，而是包括通过其他元件的连接，其中，这样的连接被本领域技术人员认为是等效的。

具体实施方式

参考在以下描述中详细描述的非限制性实施方式，更充分地说明本文中公开的主题的各种特征和有利细节。

本文所公开的主题描述了用于在独立推车系统内提供定位传感器的诊断覆盖的系统和方法。定位传感器被划分成至少第一组定位传感器和第二组定位传感器。在本发明的一些实施方式中，定位传感器还可以被划分成至少三组定位传感器。每组定位传感器生成与安装在行进经过定位传感器的移动器上的定位磁体阵列相对应的反馈信号。每组定位传感器的反馈信号被提供至相对应的处理核。处理核各自确定定位值，并且彼此比较定位值。如果定位传感器被适当地操作，则每组定位传感器和相对应的处理核应当针对移动器确定同一定位。

首先转到图1至图4，用于移动物品或产品的示例性运输系统包括由多个部段12构成的轨道10。根据示出的实施方式，多个部段12端对端地连接以限定整体轨道配置。示出的部段12都是具有大体相同长度的笔直的部段。应当理解，在不偏离本发明的范围的情况下，各种尺寸、长度和形状的轨道部段可以连接在一起以形成轨道10。轨道部段12可以被连接以形成支承可沿着轨道10移动的一组移动器100的环路。轨道10在水平平面中示出。为了方便起见，本文中将对图1中所示出的水平取向的轨道10进行讨论。将相对于所示出的轨道取向使用诸如上、下、内和外的术语。这些术语与所示出的轨道有关并且不旨在是限制性的。应当理解，轨道可以以不同的取向(例如，倾斜或竖向)安装，并且包括不同形状的部段，不同形状的部段包括但不限于笔直的部段、向内弯曲、向外弯曲、向上倾斜、向下倾斜及其各种组合。根据应用要求，轨道10的宽度可以在水平方向或垂直方向上更大。移动器100将沿着轨道行进并且根据轨道10的构造采取各种取向，并且本文中所讨论的关系可以相应地改变。

根据示出的实现方式，每个轨道部段12包括上部17和下部19。上部17被配置成承载移动器100，而下部19被配置成容置控制元件。如图所示，上部17包括沿着每个部段的上部17纵向延伸的大致U形的通道15。通道15包括底表面16和一对侧壁13，其中，每个侧壁13包括沿着侧壁13的上边缘延伸的导轨14。底表面16、侧壁13和导轨14沿着轨道部段12纵向延伸并且限定移动器100沿其行进的导向轨(guideway)。根据一个实施方式，通道15的表面(即，底部表面16，侧壁13和导轨14)是由低摩擦材料制成的平坦表面，移动器100可以沿着该平坦表面滑动。移动器100的接触表面也可以是平坦的并且由低摩擦材料制成。可以设想的是，该表面可以是例如尼龙、铝、不锈钢等。可选地，轨道部段12上的表面的硬度大于移动器100的接触表面，使得移动器100的接触表面比轨道部段12的表面磨损得更快。还可以设想的是，移动器100的接触表面可以可移除地安装至移动器100的壳体11，使得它们可以在磨损超过预定量的情况下被更换。根据其他实施方式，移动器100可以包括低摩擦滚轮以接合轨道部段12的表面。可选地，通道15的表面可以包括不同的截面形状，其中，移动器100包括互补的截面形状。在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用轨道部段12和移动器100的形状和结构的各种其他组合。

根据示出的实施方式，每个移动器100被配置成当其由线性驱动系统推进时沿着通道15滑动。移动器100包括被配置成装配在通道15内的本体102。本体102包括被配置成接合通道的底部表面16的下表面106，以及被配置成接合通道的侧壁13的侧表面108。移动器100还包括从侧表面108中的每个侧表面向内延伸的肩部105。肩部105的宽度等于或大于突出到通道中的导轨14的宽度。然后，移动器的颈部向上延伸至本体102的顶部表面104。颈部延伸导轨的厚度，使得本体102的顶部表面104大致平行于每个导轨14的上表面。移动器100还包括固定到本体102的顶部表面104的平台110。根据示出的实施方式，平台110为大致正方形，并且平台110的宽度大于导轨14之间的宽度。平台110的下表面、颈部的外表面和肩部105的上表面限定导轨14在其中运行的通道115。通道115用作沿着轨道引导移动器100的导向件。可以设想的是，各种形状的平台或附件可以固定至本体102的顶部表面104。此外，各种工件、夹子、夹具等可以安装在每个平台110的顶部上，以用于与要由移动器100沿着轨道承载的产品接合。

移动器100由线性驱动系统沿着轨道10承载。线性驱动系统部分地并入在每个移动器100上，并且部分地并入在每个轨道部段12内。一个或更多个驱动磁体120安装至每个移动器100。参照图3，驱动磁体120被布置在每个移动器的下表面上的块中。驱动磁体120包括正磁体部段122和负磁体部段124，正磁体部段122具有从移动器面向外的北极N，负磁体部段124具有从移动器面向外的南极S。根据示出的实施方式，两个正磁体部段122位于磁体组的外侧，而两个负磁体部段124位于两个正磁体部段122之间。可选地，正马达部段和负马达部段可以以交替配置来放置。在其他实施方式中，单个负磁体部段124可以位于正磁体部段122之间。在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用驱动磁体120的各种其他配置。

线性驱动系统还包括沿着轨道部段12的长度间隔开的一系列线圈150。另外参照图5，线圈150可以定位在用于轨道部段12的壳体11内并且在通道15的底部表面16下方。线圈150根据存在于移动器100上的驱动磁体120的配置被顺序地通电。线圈150的顺序通电生成移动电磁场，该移动电磁场与驱动磁体120的磁场相互作用，以沿着轨道部段12推进每个移动器100。

每个轨道部段12内设置有部段控制器50，以控制线性驱动系统并且实现每个移动器100沿着轨道部段12的期望运动。虽然在图1中示出为轨道部段12外部的块，但是该布置是为了便于说明控制器之间的互连。如图2所示，可以设想的是，每个部段控制器50可以安装在轨道部段12的下部19中。每个部段控制器50与中央控制器170通信，中央控制器170进而与工业控制器200通信。例如，工业控制器可以是被配置成对沿着轨道10设置的处理线的元件进行控制的可编程逻辑控制器(PLC)。处理线可以被配置成例如在移动器100沿着处理线行进时填充装载至移动器100上或由移动器100保持的盒子、瓶子或其他容器以及为这些盒子、瓶子或其他容器贴标签。在其他实施方式中，机器人组装站可以对由移动器100所承载的工件执行各种组装和/或加工任务。示例性工业控制器200包括：具有例如连接至公用电源的电缆204的电源202；通过网络介质160连接至中央控制器170的通信模块206；处理器模块208；输入模块210，其从传感器或沿着处理线的其他装置接收输入信号211；以及输出模块212，其将控制信号213沿着处理线传送至受控装置、致动器等。处理器模块208可以识别何时在特定位置处需要移动器100，并且可以监测传感器(例如接近传感器)、定位开关等，以验证移动器100在期望位置处。处理器模块208将每个移动器100的期望位置传送至中央控制器170，其中，中央控制器170操作以生成用于每个部段控制器50的命令。

另外参照图8，中央控制器170包括处理器174和存储器装置172。可以设想的是，处理器174和存储器装置172可以各自为单个电子装置或者由多个装置形成。处理器174可以是微处理器。可选地，处理器174和/或存储器装置172可以集成在现场可编程阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)上。存储器装置172可以包括易失性存储器、非易失性存储器或其组合。可以为操作者提供可选的用户接口176以配置中央控制器170并且在中央控制器170上加载或配置移动器100的期望的运动轨迹。可选地，该配置可以通过经由网络和通信接口178连接至中央控制器170的远程装置来执行。可以设想的是，中央控制器170和用户接口176可以是单个装置，例如膝上型计算机、笔记本电脑、平板电脑或其他移动计算装置。可选地，用户接口176可以包括一个或更多个单独的装置，例如键盘、鼠标、显示器、触摸屏、接口端口、可移除存储介质或介质读取器等，以用于从用户接收信息并且向用户显示信息。可选地，中央控制器170和用户接口可以是安装在控制柜内的工业计算机，并且被配置成经受恶劣的操作环境。可以设想的是，在不偏离本发明的范围的情况下，如本领域中将理解的计算装置和外围装置的其他组合仍可以被利用或并入至中央控制器170和用户接口176中。

中央控制器170包括存储在存储器装置172中以由处理器174执行的一个或更多个程序。中央控制器170从工业控制器200接收期望定位，并确定移动器100顺着轨道10的一个或更多个运动轨迹。在处理器174上执行的程序经由网络介质160与每个轨道部段上的每个部段控制器50通信。中央控制器170可以将期望的运动轨迹传送至每个部段控制器50。可选地，中央控制器170可以被配置成传送来自工业控制器200的下述信息，并且部段控制器50可以确定针对每个移动器100的合适的运动轨迹：所述信息标识一个或更多个期望的移动器100要定位在轨道部段12处或沿着轨道部段12移动。

定位反馈系统向部段控制器50提供每个移动器100沿着轨道部段12的长度的位置信息。根据图2和图4所示的本发明的一个实施方式，定位反馈系统包括安装至移动器100的一个或更多个定位磁体140和沿着轨道部段12的侧壁13间隔开的5的阵列。传感器145被定位成使得当移动器100经过每个传感器145时，定位磁体140中的每一个接近传感器。传感器145是适合的磁场检测器，包括例如霍尔效应传感器、磁二极管、各向异性磁阻(AMR)器件、巨磁阻(GMR)器件、隧道磁阻(TMR)器件、磁通门传感器、或者被配置成生成与磁场的存在相对应的电信号的其他微型机电(MEMS)器件。磁场传感器145输出反馈信号，该反馈信号被提供给其上安装有传感器145的相对应的轨道部段12的部段控制器50。

根据本发明的另一方面，可以提供如图9所示的定位磁体阵列143。定位磁体阵列143包括彼此相邻定位的多个定位磁体140。示出的实施方式示出了定位磁体阵列143内的四个定位磁体140。然而，磁体阵列143中的定位磁体的数目可以改变，并且四个示出的磁体140仅示出用于说明目的，并且不旨在是限制性的。定位传感器145沿着轨道的长度间隔开。根据本发明的一个方面，定位传感器145间隔开，使得相邻的定位传感器145生成彼此偏移九十电角度(90°)的反馈信号225。参照图10，当定位磁体阵列143经过传感器时，彼此相邻的四个定位传感器145生成反馈信号225。第一定位传感器生成第一定位反馈信号225A。第二定位传感器生成第二定位反馈信号225B。第三定位传感器生成第三定位反馈信号225C。第四定位传感器生成第四定位反馈信号225D。

根据本发明的一个方面，四个定位传感器145可以间隔开模拟反馈信号的四分之一(1/4)周期。波形225包括正半周期和负半周期。正半周期在振幅为零处开始，增大至最大值，然后返回至振幅为零。类似地，负半周期在振幅为零处开始，减小至最大负值，然后返回至振幅为零。当磁体阵列143经过定位传感器14时，正半周期和负半周期交替。如图10所示，每个波形225与相邻的波形偏移九十度。通过将四个定位传感器145间隔开相当于波形的四分之一周期的距离，每个相邻的波形相位偏移九十度。虽然示出的模拟反馈信号225不是均匀的正弦波，但是每个定位传感器145生成具有一致波形的反馈信号225。第一波形在本文中称为正弦波信号，而相邻的波形在本文中称为余弦波信号。术语“正弦波信号”和“余弦波信号”旨在识别具有相同波形但正如余弦波与正弦波相位偏移九十度一样相位偏移九十度的两种波形。术语正弦波信号和余弦波信号不需要具有均匀的正弦波形的反馈信号，而是识别具有彼此相同的波形并且相位偏移四分之一周期波形的周期波形。根据本发明的其他实施方式，定位传感器145可以被配置成生成具有均匀正弦波形的反馈信号225。

在本发明的一些实施方式中，单个定位传感器145可以被配置成生成定位反馈信号225中的两个定位反馈信号225。单个定位传感器145可以生成正弦波信号和余弦波信号。因此，第一定位传感器生成第一定位反馈信号225A和第二定位反馈信号225B。第二定位传感器生成第三定位反馈信号225C和第四定位反馈信号225D。定位传感器145仍可以间隔开四分之一周期，其中，一个定位传感器145的正弦波信号与相邻的定位传感器的余弦波信号交叠。替选地，定位传感器145可以间隔开二分之一周期，其中，每个定位传感器145独立地生成示出的波形中的两个波形。反馈信号被提供至反馈电路58，该反馈电路58进而向处理器52提供与经过传感器145的磁体140相对应的信号。

根据图5和图6示出的本发明的另一实施方式，定位反馈系统利用驱动磁体120作为定位磁体。定位传感器145沿着轨道部段12定位在适于检测由驱动磁体120生成的磁场的位置处。根据示出的实施方式，定位传感器145位于线圈150下方。可选地，定位传感器145可以散布在线圈150中，并且例如位于线圈的中心或相邻的线圈之间。根据又一实施方式，定位传感器145可以定位在轨道部段12的上部17内并靠近通道15的底部表面16，以在每个移动器100沿着轨道部段12行进时与驱动磁体120对准。为方便起见，本文中将相对于图2和图4中示出的定位磁体140讨论定位反馈系统的操作。然而，应当理解，定位反馈系统可以类似地利用驱动磁体120来检测移动器100的定位。

部段控制器50还包括通信接口56，通信接口56接收来自中央控制器170和/或来自相邻的部段控制器50的通信。通信接口56从工业网络上的消息包中提取数据，并且将数据传递至在部段控制器50中运行的处理器52。处理器可以是微处理器。可选地，部段控制器50内的处理器52和/或存储器装置54可以集成在现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)上。可以设想的是，处理器52和存储器装置54可以各自为单个电子装置或者由多个装置形成。存储器装置54可以包括易失性存储器、非易失性存储器或其组合。部段控制器50接收移动器100的运动轨迹或期望运动，并且利用运动命令来控制移动器100沿着通过该部段控制器50控制的轨道部段12。

每个部段控制器50生成开关信号以在轨道部段12中的每个线圈150处生成期望的电流和/或电压，从而实现移动器100的期望运动。开关信号72控制部段控制器50的开关装置74的操作。根据示出的实施方式，部段控制器50包括专用栅极驱动器模块70，该专用栅极驱动器模块70从处理器52接收命令信号(例如要在每个线圈150中生成的期望电压和/或电流)，并且生成开关信号72。可选地，处理器52可以并入栅极驱动器模块70的功能并且直接生成开关信号72。开关装置74可以是由开关信号激活的固态装置，包括但不限于晶体管、晶闸管或硅控整流器。

根据示出的实施方式，轨道从分布式DC电压接收电力。DC总线20从DC供应接收DC电压VDC，并将DC电压传导至每个轨道部段12。示出的DC总线20包括两个电压导轨22、24，DC电压跨电压导轨22、24存在。DC供应可以包括例如整流器前端，整流器前端被配置成在输入处接收单相或多相AC电压并且将AC电压转换成DC电压。可以设想的是，整流器部分可以是无源的，包括二极管桥，或者是有源的，包括例如晶体管、晶闸管、硅控整流器或其他受控固态装置。虽然示出为在轨道部段12的外部，但是可以设想的是，DC总线20将在轨道部段的下部19内延伸。每个轨道部段12包括连接器，DC供应或另一轨道部段可以连接至该连接器，使得DC总线20可以延伸轨道10的长度。可选地，每个轨道部段12可以被配置成包括整流器部分(未示出)并且接收AC电压输入。每个轨道部段12中的整流器部分可以将AC电压转换成由相对应的轨道部段利用的DC电压。

来自DC总线20的DC电压在输入端子21、23处被提供至部段控制器的电力部分。在第一输入端子21处存在第一电压电位，而在第二输入端子23处存在第二电压电位。DC总线延伸至在部段控制器内限定正导轨22和负导轨24的电力部分中。术语“正”和“负”在本文中用于参考，并不意味着是限制性的。可以设想的是，存在于输入端子21、23之间的DC电压的极性可以是负的，使得负导轨24上的电位大于正导轨22上的电位。电压导轨22、24中的每个电压导轨被配置成根据应用要求传导具有期望的电位的DC电压。根据本发明的一个实施方式，正导轨22可以具有处于正电位的DC电压，而负导轨24可以具有处于接地电位的DC电压。可选地，正导轨22可以具有处于接地电位的DC电压，而负导轨24可以具有处于负电位的DC电压。根据本发明的又一实施方式，正导轨22可以具有相对于接地电位处于正电位的第一DC电压，而负导轨24可以具有相对于接地电位处于负电位的第二DC电压。两个导轨22、24之间产生的DC电压电位是存在于正导轨22与负导轨24上的电位之间的差。

还可以设想的是，DC供应可以包括具有第三电压电位的第三电压导轨26。根据本发明的一个实施方式，正导轨22具有相对于接地的正电压电位，负导轨24具有相对于接地的负电压电位，而第三电压导轨26维持在接地电位。可选地，负电压导轨24可以处于接地电位，正电压导轨22可以处于相对于接地的第一正电压电位，而第三电压导轨26可以处于相对于接地的第二正电压电位，其中，第二正电压电位约为第一正电压电位的幅度的一半。使用这样的分压DC总线，可以成对地使用开关装置74中的两个开关装置74，以通过交替地向一个线圈150提供正电压或负电压来控制一个线圈150的操作。

每个部段控制器50中的电力部分可以包括多个支路，其中每个支路并联连接在正导轨22与负导轨24之间。根据示出的实施方式，示出了三个支路。然而，支路的数目可以变化并且将与沿着轨道部段12延伸的线圈150的数目相对应。每个支路包括串联连接在正导轨22与负导轨24之间的第一开关装置74a和第二开关装置74b，其中在第一开关装置74a与第二开关装置74b之间具有公共连接75。每个支路221中的第一开关装置74a在本文中还可以被称为上开关，而每个支路221中的第二开关装置74b在本文中还可以被称为下开关。术语“上”和“下”仅与示意性表示相关，并且不旨在表示第一开关装置74a与第二开关装置74b之间的任何特定物理关系。开关装置74包括例如功率半导体装置例如晶体管、晶闸管和硅控整流器，该开关装置74接收开关信号72以导通和/或截止。开关装置中的每个开关装置还可以包括以反向并联方式连接在公共连接75与正导轨22或负导轨24之间的二极管。

处理器52还从传感器接收反馈信号，以提供对电力部段内的操作条件或连接至电力部段的线圈150的操作条件的指示。根据示出的实施方式，电力部段包括在电力部段的输入处的电压传感器62和电流传感器60。电压传感器62生成电压反馈信号，以及电流传感器60生成电流反馈信号，其中每个反馈信号对应于正导轨22上的操作条件。部段控制器50还接收与连接至电力部段的线圈150的操作相对应的反馈信号。电压传感器153和电流传感器151在电力部分的每个输出处与线圈150串联连接。电压传感器153生成电压反馈信号，以及电流传感器151生成电流反馈信号，其中每个反馈信号对应于相对应的线圈150的操作条件。处理器52执行存储在存储器装置54上的程序以调节被供应至每个线圈的电流和/或电压，并且处理器52和/或栅极驱动器模块70生成开关信号72，该开关信号72选择性地启用/停用开关装置74中的每个开关装置以在每个线圈150中实现期望的电流和/或电压。通电的线圈150产生电磁场，该电磁场与每个移动器100上的驱动磁体120相互作用以控制移动器100沿着轨道部段12的运动。

再次转向图9，示出了针对安全应用配置的部段控制器50和中央控制器170的附加的细节。中央控制器170的处理器174包括第一核185A和第二核185B。根据本发明的一个方面，第一核185A可以执行作为主控制程序的第一控制程序，而第二核185B可以执行作为冗余控制程序的第二控制程序。主控制程序和冗余控制程序可以是相同的控制程序或其中仅控制功能中的一部分需要重复的部分相同的控制程序，以实现期望的安全等级。将主控制程序的输出和冗余控制程序的输出相互比较，以验证每个控制程序的正确操作。在第一核185A与第二核185B之间设置安全评级通信通道187，以提供在两个处理核之间的高速通信，其中通信以期望的安全评级发生。根据本发明的另一方面，第一核185A可以执行特定非安全控制任务，而第二核185B可以执行安全任务。安全任务可以包括监测输入和输出、将数据值存储至冗余存储器等。

类似地，部段控制器50的处理器52包括第一核85A和第二核85B。根据本发明的一个方面，第一核85A可以执行作为主程序的第一组指令，而第二核185B可以执行作为冗余程序的第二组指令。主程序和冗余程序可以是相同的程序或其中仅所述指令的一部分需要重复的部分相同的程序，以实现期望的安全等级。将主程序的输出和冗余程序的输出相互比较，以验证每个程序的正确操作。在第一核85A与第二核85B之间设置安全评级通信通道87，以提供在两个处理核之间的高速通信，其中通信以期望的安全评级发生。根据本发明的另一方面，第一核85A可以执行特定非安全任务，而第二核85B可以执行安全任务。安全任务可以包括监测输入和输出、将数据值存储至冗余存储器等。

如上面所讨论的，定位传感器145中的每个定位传感器生成反馈信号225，其中反馈信号被提供至反馈电路58。处理器52中的安全核85中的每个安全核还被配置成监测来自定位传感器145的反馈信号225的至少一部分。根据示出的实施方式，第一核85A监测来自定位传感器145的一半定位传感器的反馈信号225，而第二核85B监测来自定位传感器145的另一半定位传感器的反馈信号。每个核85A、85B被配置成在交替的基础上接收定位传感器145的反馈信号。示出的实施方式示出了监测连接，其中反馈信号225不仅可以被发送至反馈电路58而且可以被发送至核85A中的每一个。在核85A、85B中的每一个与反馈电路58之间还设置有通信通道83。可以设想的是，通信通道83可以是安全评级通信通道，或者可替选的，通信通道83可以是反馈电路58与核85A、85B之间的安全评级通信中的“黑通道”。“黑通道”通信通道包括本身不提供安全评级通信的部件。然而，通过黑通道通信的端点(例如，反馈电路58和每个核85A、85B)包括使两个端点之间的通信满足期望的安全评级的方法。反馈电路58可以从定位传感器145接受反馈信号225中的每一个，并且经由通信通道83将反馈信号225的值传送至核85A、85B。根据本发明的其他实施方式，反馈电路58可以包括专用处理核，以针对安全核85A、85B执行与定位反馈有关的安全相关任务中的至少一部分。所示出的实施方式旨在是示例性的而非限制性的。

在操作中，中央控制器170对移动器100沿着每个轨道部段12的运动进行协调。中央控制器170从外部控制器(例如图1所示的工业控制器200)接收命令，该命令与每个移动器100的期望位置或期望轨迹相对应。中央控制器170可以将期望位置或期望轨迹直接中继给适当的部段控制器50，其中沿着轨道部段12存在相对应的移动器100。可选地，中央控制器170可以对命令执行一些初始处理，并且生成例如针对移动器100的运动轨迹、速度命令、定位命令等，并且将经处理的命令传送至相对应的部段控制器50。

接着转至图11，示出了定位传感器145和处理核85的第一布置。定位传感器145中的一半定位传感器被限定为第一定位传感器145A，而定位传感器145中的另一半定位传感器被限定为第二定位传感器145B。第一定位传感器145A和第二定位传感器145B以交替的方式跨轨道部段12的长度布置。第一定位传感器145A中的每一个连接至第一处理核85A，以将由每个第一定位传感器145A生成的定位反馈信号提供至第一处理核85A。第二定位传感器145B中的每一个连接至第二处理核85B，以将由每个第二定位传感器145B生成的定位反馈信号提供至第二处理核85B。在图13中示出的类似配置中，定位传感器145被划分成三份，并且在每个轨道部段12中设置有三个处理核85A、85B、85C。第一定位传感器145A、第二定位传感器145B和第三定位传感器145C以重复方式跨轨道部段12的长度连续地布置。第一定位传感器145A和第二定位传感器145B中的每一个又分别连接至第一处理核85A和第二处理核85B。第三定位传感器145C中的每一个连接至第三处理核85C，以将由每个第三定位传感器145C生成的定位反馈信号提供至第三处理核85C。

接着转至图12，示出了定位传感器145和处理核85的第二布置。定位传感器145中的一半定位传感器被限定为第一定位传感器145A，而定位传感器145中的另一半定位传感器被限定为第二定位传感器145B。然而，在本实施方式中，定位传感器被成对地分配给第一定位传感器145A和第二定位传感器145B。不是每个定位传感器交替地属于第一组定位传感器或第二组定位传感器，而是定位传感器中的每对定位传感器被分配给第一组定位传感器或第二组定位传感器。因此，成对的第一定位传感器145A和成对的第二定位传感器145B以交替的方式跨轨道部段12的长度布置。第一定位传感器145A中的每一个连接至第一处理核85A，以将由每个第一定位传感器145A生成的定位反馈信号提供至第一处理核85A。第二定位传感器145B中的每一个连接至第二处理核85B，以将由每个第二定位传感器145B生成的定位反馈信号提供至第二处理核85B。在图14中示出的类似配置中，定位传感器145被划分成三份，并且在每个轨道部段12中设置有三个处理核85A、85B、85C。成对的第一定位传感器145A、成对的第二定位传感器145B和成对的第三定位传感器145C以重复的方式跨轨道部段12的长度连续地布置。第一定位传感器145A和第二定位传感器145B中的每一个又分别连接至第一处理核85A和第二处理核85B。第三定位传感器145C中的每一个连接至第三处理核85C，以将由每个第三定位传感器145C生成的定位反馈信号提供至第三处理核85C。

在定位传感器145以其中定位传感器145被划分成两组并且向两个处理核85提供反馈信号的冗余方式布置的情况下，每个处理核可以独立地确定移动器100沿着轨道的定位值。两个处理核85对独立确定的值进行比较，以验证确定了相同的定位值。在定位传感器145适当地操作、每个处理核85都能适当地接收反馈信号、并且每个处理核适当地执行其相应一组指令的情况下，应当确定相同的定位值。所确定的定位值的差能够识别定位反馈系统中的错误，并且部段控制器50或中央控制器170可以采取合适的措施来进入安全操作状态。

在定位传感器145以其中定位传感器被划分成三组并且向三个处理核85提供反馈信号的三重冗余方式布置的情况下，可以实现期望的安全等级，同时还维持较高等级的可用性。每个处理核85再次独立地确定移动器100沿着轨道的定位值。与上面描述的双冗余系统类似，系统的正确操作应当产生来自三个处理核85中的每一个的相同的定位值。然而，如果一组定位传感器中或处理核85中的一个处理核中发生故障，则控制系统可以继续操作。并非依赖于全部三个值的匹配，系统还可以被配置成在投票过程中进行操作。处理核85可以对所确定的定位值中的全部三个值进行比较，并且如果仅值中的两个值匹配，则处理核85使用匹配值作为移动器100的定位正确值。单个故障将引起一个定位值与其他两个值不同。以这样的方式，可以向技术人员发出以下警告消息：定位值中的一个定位值与另外两个定位值不同，但是操作可以继续。这样，技术人员可以确定对系统执行维护的合适时间，而不是立即过渡到上面双冗余系统要求的安全操作状态。

在图11中，可以设想的是，每个定位传感器145被配置成生成如上面关于图10所讨论的正弦波定位反馈信号和余弦波定位反馈信号。第一定位传感器145A向第一处理核85A提供正弦波信号和余弦波信号两者，以及第二定位传感器145B向第二处理核85B提供正弦波信号和余弦波信号两者。在图12中，可以设想的是，每个定位传感器145生成单个定位反馈信号。这样，由一对定位传感器中的第一定位传感器生成的第一定位反馈信号与正弦波信号相对应，以及由一对定位传感器中的第二定位传感器生成的第二定位反馈信号与余弦波信号相对应。一对第一定位传感器145A中的每一个向第一处理核85A提供其对应的定位反馈信号，以及一对第二定位传感器145B中的每一个向第二处理核85B提供其对应的定位反馈信号。

第一处理核85A和第二处理核85B中的每一个被配置成根据由处理核85接收的定位反馈信号225确定移动器100的定位。利用接收到的正弦定位反馈信号和余弦定位反馈信号的幅值，每个处理核85可以确定磁体阵列143相对于定位传感器145的定位。了解到哪个定位传感器145提供了定位反馈信号225以及磁体阵列143相对于定位传感器145的定位之后，每个处理核85可以确定移动器100沿着轨道的定位。分配给移动器100的定位可以对应于移动器的第一端、移动器的第二端、移动器的中心或沿着移动器的任何其他定位。每个移动器100的长度存储在部段控制器50的存储器54中，使得移动器100沿着轨道的整体定位范围可以根据分配给移动器100的沿着长度的任何位置的单个定位来确定。

在独立地确定了移动器100的定位之后，每个处理核85然后可以通过将所确定的定位与由另一个处理核确定的定位进行比较来验证所确定的定位。第一处理核85A确定定位的第一值，并且经由两个处理核之间存在的专用通信通道87将定位的第一值传送至第二处理核85B。第二处理核85B确定定位的第二值，并且经由两个处理核之间存在的专用通信通道87将定位的第二值传送至第一处理核85A。每个处理核85将第一值与第二值进行比较。当定位的第一值和第二值在预定的公差内相符时，处理核85A、85B确定生成根据其确定定位的第一值或第二值的定位反馈信号225之一的定位传感器145中的每一个适当地操作。当定位的第一值和第二值相差超过预定公差时，处理核85A、85B确定生成根据其确定定位的第一值或第二值的定位反馈信号225之一的定位传感器145中的至少一个定位传感器发生故障。

如图11至图14进一步示出的，第一处理核85A被配置成经由通信通道89向中央控制器170传送安全评级定位值。当两个处理核85A、85B一致认为定位已经被适当地确定时，可以经由通信通道89传送安全评级定位值。当任一处理核85A、85B检测到定位反馈信号225或生成定位反馈信号的定位传感器145之一中的错误时，可以经由通信通道89传送错误消息。

接着转至图15，还可以实现第一定位传感器145A和第二定位传感器145B的其他分布。移动器100的长度可根据应用要求而变化。在一些应用中，移动器100可以要求运送较小的有效载荷，因此可以具有几十毫米的范围(例如，50mm至100mm)内的长度。在其他应用中，移动器100可以要求运送较大的有效载荷， 因此可以具有数米的范围(例如1m至9m)内的长度。安装至移动器100的磁体阵列143可以贯穿移动器的大部分长度，并且因此可以类似地具有从几十毫米到几米的长度的范围。随着磁体阵列143的长度增加，该长度可以超过轨道部段12的长度的二分之一。在这样的应用中，轨道上存在的定位传感器145仍然可以在第一组定位传感器与第二组定位传感器之间平均地划分，同时将第一定位传感器145A中的每一个沿着轨道部段的前半部分定位，并且将第二定位传感器145B中的每一个沿着轨道部段的后半部分定位。只要第一定位传感器145A的至少一部分和第二定位传感器145B的一部分检测到磁体阵列143，处理核85A、85B就能够完整地确定移动器的定位，从而获得期望的安全评级。

当移动器100沿着独立推车系统的轨道10行进时，移动器100会从一个轨道部段12过渡到另一轨道部段12。再次参照图15，示出了示出的磁体阵列143在相邻的轨道部段12之间过渡。如图所示，磁体阵列143延伸足够的距离，使得第一轨道部段上的第一定位传感器145A的一部分和第二定位传感器145B中的每一个能够检测到由磁体阵列143生成的磁场。然而，第二轨道部段上的仅一对第一定位传感器145A能够检测到由磁体阵列143生成的磁场。因此，第二轨道部段中的第二核85B将不具有第二核85B可以通过其确定移动器的定位的任何定位反馈信号。虽然图15的实施方式更清楚地说明了在第一定位传感器145A分布于轨道部段12的前半部分以及第二定位传感器145B分布于轨道部段12的后半部分的情况，但该问题同样适用于本文讨论的定位传感器的任何分布，例如图11和图12，即使仅是较短的持续时间。

为了使两个轨道部段12在移动器100在轨道部段之间过渡时能够确定安全评级定位值，在相邻的轨道部段12之间建立安全评级通信通道149。安全评级通信通道149可以是专用通信通道，包括例如相邻的轨道部段之间的冗余传送路径。每个部段控制器50上的通信接口56或处理器52可以被配置成验证数据跨冗余传送路径的适当传送。替选地，还可以利用网络介质160来建立安全评级通信通道149。整个通信通道149可以包括白装置，这意味着每个装置被配置成实现期望的安全等级。替选地，安全评级通信通道149的一部分可以经由黑通道部分地实现，其中黑通道中的装置不负责实现期望的安全等级，但是黑通道两侧的端点将被配置成实现期望的安全等级。

在相邻的轨道部段12之间建立安全评级通信通道149之后，一个部段控制器50上的每个处理核85A、85B可以与相邻的轨道部段中的部段控制器50的对应处理核85A、85B通信。处理核85A、85B可以将由一个处理核确定的定位值传送至相邻的轨道部段12上的处理核。当轨道部段12上的处理核85A、85B从定位传感器145接收到定位反馈信号225时，处理核使用反馈信号来确定定位值。在移动器在相邻的轨道部段12之间过渡期间仅处理核85A、85B中的一个处理核接收定位反馈信号225的情况下，另一个处理核可以利用来自相邻的轨道部段的定位值来验证由第一处理核确定的定位值。随着移动器进一步过渡，两个处理核都将开始接收定位反馈信号225，并且每个处理核85都将如上面所讨论的确定移动器的定位值。可选地，处理核85A、85B可以在相邻的轨道部段12之间传送反馈信号225的值，而不是传送定位值。

接着转至图16，示出了定位传感器145的另一分布。如图16所示，定位传感器145可以是完全冗余的，其中第一定位传感器145A和第二定位传感器145B沿着轨道部段的长度定位于磁体阵列143的每四分之一周期处。在该配置下，当移动器100部分或全部定位在轨道部段12上时，第一处理核85A和第二处理核85B中的每一个将始终接收定位反馈信号225。

根据本发明的另一方面，处理核85中的一个或两个处理核可以被配置成检测移动器100的一个或两个边缘101。参照图17，轨道部段12包括沿着轨道的长度交替间隔的多对定位传感器145，其中第一对定位传感器145指定为第一定位传感器145A，第二对定位传感器指定为第二定位传感器145B，并且成对的第一定位传感器和成对的第二定位传感器对沿着轨道部段交替地重复。磁体阵列143至少贯穿两对定位传感器，使得第一定位传感器145A和第二定位传感器145B两者都生成针对相应的处理核85A、85B的定位反馈信号225。然而，每个处理核本身无法仅利用来自第一定位传感器145A或第二定位传感器145B的定位反馈信号来识别移动器的边缘。参照示出的示例，激活的第二定位传感器145B对应于定位传感器中的移动器100位于其上方的两个定位传感器。然而，第二处理核85B不知晓在这对第二定位传感器145B正前方或正后方的这对第一定位传感器145A是否是激活的。类似地，激活的第一定位传感器145A对应于定位传感器中的移动器100位于其上方的两个定位传感器。然而，第一处理核85A不知晓在这对第一定位传感器145A正前方或正后方的这对第二定位传感器145B是否是激活的。两个处理核85B经由安全评级通信通道87彼此通信。因此，第一处理核85A能够向第二处理核85B指示第一定位传感器145A中的哪个第一定位传感器是激活的，并且第二处理核85B能够向第一处理核85A指示第二定位传感器145B中的哪个第二定位传感器是激活的。然后，第一处理核85A和第二处理核85B均知晓定位传感器中的哪个定位传感器是激活的，以及哪个定位传感器是非激活的。可以通过确定哪个定位传感器145是激活的并且与非激活的另一定位传感器145相邻来识别移动器100的边缘101。

接着参照图18，可以利用边缘检测来识别发生故障的定位传感器145。根据示出的实施方式，磁体阵列143具有足以贯穿三对定位传感器的长度。在磁体阵列143下方的定位传感器中的两个定位传感器被示出为已经发生故障。如上面所描述的，识别了每个移动器的边缘101。然后根据检测到的两个边缘的定位确定移动器100的长度。第一处理核85A和第二处理核85B两者可以确定边缘的定位之间的距离差，以初步确定磁体阵列143的长度。磁体阵列143在移动器100上的定位是已知的。例如，可以存储限定磁体阵列143的每个边缘与移动器100的边缘之间的距离的长度的前后悬垂长度。可选地，还可以存储移动器的长度、磁体阵列的长度以及磁体阵列与移动器的中心或一个边缘的定位偏移。磁体阵列143的长度和定位信息可以用于确定移动器100的长度。移动器100的长度的已知值可以存储在部段控制器的存储器54中。如果每个定位传感器145适当地操作，则处理核85确定移动器的正确长度，并且所确定的长度将与存储的长度相匹配。每个处理核85可以将存储在存储器中的已知长度与由每个处理核确定的长度值进行比较。如果所确定的值与存储的值不同，则处理核85将定位传感器145中的一个定位传感器识别为发生故障。

接着转至图19，存在如下可能性：磁体阵列143比轨道部段12更长。如上面所讨论的，对于特定应用，移动器100可以具有数米范围内的长度。轨道部段12可以具有一米的标准长度。在这些应用中，部段控制器50可能需要与另一部段控制器50通信，该另一部段控制器50与第一部段控制器50间隔开一个或更多个轨道部段12。在其上存在边缘101的每个轨道部段12的部段控制器50能够识别边缘的位置。部段控制器50可以将边缘的定位传递给相邻的部段控制器50。然而，如果相邻的部段控制器50上没有检测到边缘，则相邻的部段控制器可以继续将边缘的定位传递给下一个相邻的部段控制器50，直至一个边缘101的定位到达已经确定另一个边缘的部段控制器50。将通过得到检测到的边缘101之间的定位差来确定移动器100的长度，但是所述边缘101由不同的部段控制器50检测。当移动器100的长度与存储的移动器100的长度值不匹配时，可以检测到发生故障的定位传感器145。另外，可以在其中磁体阵列143完全贯穿轨道部段12的任何轨道部段12上确定发生故障的定位传感器145。当磁体阵列143完全贯穿轨道部段12时，轨道部段上的每个定位传感器145都应当是激活的。如果当磁体阵列143完全贯穿轨道部段12时任何定位传感器145没有激活，则该轨道部段的部段控制器50可以将非激活的定位传感器145识别为发生故障。

接着转至图20，在进入安全区域时，可能存在错过发生故障的定位传感器的可能性。示出的实施方式指示移动器正在从非安全区域进入安全区域。图中左侧的轨道部段12仍包括用于控制移动器的操作的定位传感器，但是应用不要求沿着该轨道部段以期望的安全等级操作。当移动器进入要求以期望的安全等级操作的区域时，如上面所讨论的，本发明的实施方式中的一个实施方式被实现为提供在确定每个移动器的定位方面的完整性。例如图20所示的在初始定位传感器145中的故障可能未被报告，直至移动器100已经完全进入安全区域并且移动器100的两个边缘101可以被检测到为止。替选地，还可以利用上面讨论的实施方式的组合。例如，安全区域中的第一轨道部段12可以利用图16所示的完全冗余系统。以这样的方式，定位传感器145中的一个定位传感器的故障将始终是可检测到的。一旦移动器100完全在安全区域内，则可以利用定位传感器145的为第一定位传感器和第二定位传感器145的交替分配。

应当理解，本发明在其应用方面不限于本文所阐述的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或执行。前述的变型和修改在本发明的范围内。还应当理解，在本文中公开和限定的本发明扩展到根据文本和/或附图中提及或明显的单独特征中的两个或更多个单独特征的所有可替选的组合。这些不同的组合中的全部组合构成本发明的各种可替选的方面。本文中描述的实施方式说明了用于实践本发明的已知的最佳模式并且将使本领域的其他技术人员能够利用本发明。

在前述说明书中，已经参照附图描述了各种实施方式。然而，将明显的是，在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽的范围的情况下，可以对实施方式进行各种修改和变化，并且可以实现另外的实施方式。因此，说明书和附图应被视为是说明性而非限制性含义。

Claims (20)

1.一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的设备，所述设备包括：

多个第一定位传感器，所述多个第一定位传感器被配置成生成与所述移动器的所述定位相对应的第一定位反馈信号；

多个第二定位传感器，所述多个第二定位传感器被配置成生成与所述移动器的所述定位相对应的第二定位反馈信号；

安装在所述移动器上的磁体阵列，其中，所述第一定位传感器和所述第二定位传感器中的每一个被配置成检测所述磁体阵列以生成所述第一定位反馈信号和所述第二定位反馈信号；

第一处理核，所述第一处理核被配置成：

从所述多个第一定位传感器中的每一个接收所述第一定位反馈信号，以及

根据所述第一定位反馈信号生成所述移动器的所述定位的第一值；以及

第二处理核，所述第二处理核被配置成：

从所述多个第二定位传感器中的每一个接收所述第二定位反馈信号，以及

根据所述第二定位反馈信号生成所述移动器的所述定位的第二值，其中，所述第一处理核与所述第二处理核通信，并且其中，所述第一处理核和所述第二处理核中的至少一个处理核被配置成对所述移动器的所述定位的所述第一值与所述第二值进行比较，以验证所述多个第一定位传感器和所述多个第二定位传感器的操作。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述多个第一定位传感器中的各个第一定位传感器沿着所述独立推车系统的轨道成对地定位，

所述多个第一定位传感器中的在每一对中的一个第一定位传感器被配置成生成与行进经过的所述移动器相对应的正弦波信号，

所述多个第一定位传感器中的在每一对中的一个第一定位传感器被配置成生成与行进经过的所述移动器相对应的余弦波信号，

所述多个第二定位传感器中的各个第二定位传感器沿着所述独立推车系统的轨道成对地定位，

所述多个第二定位传感器中的在每一对中的一个第二定位传感器被配置成生成与行进经过的所述移动器相对应的正弦波信号，以及

所述多个第二定位传感器中的在每一对中的一个第二定位传感器被配置成生成与行进经过的所述移动器相对应的余弦波信号。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个第一定位传感器和所述多个第二定位传感器各自被配置成生成与行进经过的所述移动器相对应的正弦波信号和余弦波信号两者。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个第一定位传感器以与所述多个第二定位传感器交替的配置沿着所述独立推车系统的轨道定位。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个第一定位传感器沿着所述独立推车系统的轨道的每个轨道部段的前半部分定位，以及所述多个第二定位传感器沿着所述轨道的每个轨道部段的后半部分定位。

6.根据权利要求5所述的设备，还包括相邻的轨道部段之间的安全评级通信通道，其中，第一轨道部段将来自所述多个第二定位传感器中的每一个的所述第二定位反馈信号或者根据来自所述多个第二定位传感器中的每一个的所述第二定位反馈信号确定的安全评级定位传送至与所述第一轨道部段相邻的第二轨道部段。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括：

多个第三定位传感器，所述多个第三定位传感器被配置成生成与所述移动器的所述定位相对应的第三定位反馈信号，其中，所述第三定位传感器中的每一个被配置成检测所述磁体阵列以生成所述第三定位反馈信号；以及

第三处理核，所述第三处理核被配置成：

从所述多个第三定位传感器中的每一个接收所述第三定位反馈信号，以及

根据所述第三定位反馈信号生成所述移动器的所述定位的第三值，其中，所述第一处理核、所述第二处理核和所述第三处理核中的至少一个处理核根据所述定位的所述第一值、所述第二值和所述第三值确定所述移动器的所述定位。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一处理核和所述第二处理核中的至少一个处理核还被配置成通过检测沿着所述独立推车系统的轨道的所述移动器的第一边缘和第二边缘来识别所述移动器沿着所述轨道的绝对定位。

9.一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的方法，所述方法包括以下步骤：

在第一处理核处接收多个第一定位反馈信号，其中，所述多个第一定位反馈信号中的每一个由第一定位传感器生成；

在第二处理核处接收多个第二定位反馈信号，其中，所述多个第二定位反馈信号中的每一个由第二定位传感器生成，并且其中，所述第一定位反馈信号和所述第二定位反馈信号响应于安装在所述移动器上的磁体阵列被所述第一定位传感器和所述第二定位传感器检测到而生成；

利用所述第一处理核响应于接收到所述多个第一定位反馈信号生成所述移动器的所述定位的第一值；

利用所述第二处理核响应于接收到所述多个第二定位反馈信号生成所述移动器的所述定位的第二值；以及

利用所述第一处理核或所述第二处理核对所述移动器的所述定位的所述第一值与所述第二值进行比较，以验证所述第一定位传感器和所述第二定位传感器中的每一个的操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述多个第一定位传感器中的各个第一定位传感器沿着所述独立推车系统的轨道成对地定位，

所述多个第二定位传感器中的各个第二定位传感器沿着所述轨道成对地定位，

成对的第一定位传感器与成对的第二定位传感器沿着所述轨道交替地定位，并且

所述方法还包括以下步骤：

利用所述第一定位传感器中的在每一对中的一个第一定位传感器生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的正弦波信号；

利用所述第一定位传感器中的在每一对中的一个第一定位传感器生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的余弦波信号；

利用所述第二定位传感器中的在每一对中的一个第二定位传感器生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的正弦波信号；以及

利用所述第二定位传感器中的在每一对中的一个第二定位传感器生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的余弦波信号。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：

利用所述多个第一定位传感器中的每一个生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的正弦波信号和余弦波信号；以及

利用所述多个第二定位传感器中的每一个生成与沿着所述轨道行进的所述移动器相对应的正弦波信号和余弦波信号。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个第一定位传感器以与所述多个第二定位传感器交替的配置沿着所述独立推车系统的轨道定位。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个第一定位传感器沿着所述独立推车系统的轨道沿着每个轨道部段的前半部分定位，以及所述多个第二定位传感器沿着所述轨道沿着每个轨道部段的后半部分定位。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：在安全评级通信通道上在相邻的轨道部段之间传送定位信息，其中，所述定位信息包括：来自相邻的轨道部段的所述前半部分或所述后半部分的所述第一定位反馈信号或所述第二定位反馈信号，或者在所述相邻的轨道部段上确定的安全评级定位。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：

在第三处理核处接收多个第三定位反馈信号，其中，所述多个第三定位反馈信号中的每一个由第三定位传感器生成，并且其中，所述第三定位反馈信号响应于安装在所述移动器上的所述磁体阵列被所述第三定位传感器检测到而生成；

利用所述第三处理核响应于接收到所述多个第三反馈信号生成所述移动器的所述定位的第三值；以及

根据所述移动器的所述定位的所述第一值、所述第二值和所述第三值确定所述移动器的所述定位。

16.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：

利用所述第一处理核和所述第二处理核中的至少一个处理核检测沿着所述独立推车系统的轨道的所述移动器的第一边缘和第二边缘；以及

根据所述第一边缘和所述第二边缘识别所述移动器沿着所述轨道的绝对定位。

17.一种用于检测移动器在独立推车系统中的定位的完整性的方法，所述方法包括以下步骤：

在第一处理核处接收多个第一定位反馈信号，其中，所述多个第一定位反馈信号包括成对的正弦波信号和余弦波信号；

在第二处理核处接收多个第二定位反馈信号，其中，所述多个第二定位反馈信号包括成对的正弦波信号和余弦波信号；

通过识别所述第一定位反馈信号或所述第二定位反馈信号在沿着所述独立推车系统的轨道的第一定位处具有非激活值以及所述第一定位反馈信号或与所述第一定位相邻的所述第二定位具有激活值来检测所述移动器的第一边缘；

通过识别所述第一定位反馈信号或所述第二定位反馈信号在沿着所述独立推车系统的轨道的第二定位处具有非激活值以及所述第一定位反馈信号或与所述第二定位相邻的所述第二定位具有激活值来检测所述移动器的第二边缘；

由所述第一处理核或所述第二处理核根据所述第一定位和所述第二定位确定移动器磁体阵列的长度；以及

将由所述第一处理核或所述第二处理核确定的所述移动器磁体阵列的长度与存储在所述第一处理核或所述第二处理核的存储器中的预定义长度进行比较，以验证所述第一定位反馈信号和所述第二定位反馈信号的操作。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

所述轨道包括多个轨道部段，

所述多个轨道部段中的每一个包括部段控制器，

所述多个轨道部段中的每一个中的所述部段控制器包括所述第一处理核和所述第二处理核，

所述方法还包括以下步骤：在第一轨道部段与第二轨道部段之间传送所述第一定位或所述第二定位。

19.根据权利要求18所述的方法，其中：

所述多个第一定位反馈信号是在所述移动器沿着所述轨道行进时安装在所述移动器上的磁体阵列经过多个第一定位传感器而生成的；

所述多个第二定位反馈信号是在所述移动器沿着所述轨道行进时安装在所述移动器上的所述磁体阵列经过多个第二定位传感器而生成的；

所述多个轨道部段中的每一个具有第一长度；以及

所述移动器磁体阵列的长度大于所述第一长度的一半。

20.根据权利要求19所述的方法，其中：

检测所述移动器的所述第一边缘的所述第一定位的步骤在所述第一轨道部段上发生；

检测所述移动器的所述第二边缘的所述第二定位的步骤在所述第二轨道部段上发生；

确定所述移动器磁体阵列的长度的步骤还包括以下步骤：

在所述第一轨道部段中的部段控制器处从所述第二轨道部段的部段控制器接收所述第二定位，

在所述第二轨道部段中的部段控制器处从所述第一轨道部段的部段控制器接收所述第一定位，以及

根据所述第一定位和所述第二定位在所述第一轨道部段和所述第二轨道部段两者的部段控制器中确定所述移动器磁体阵列的长度。