DE102015221829A1

DE102015221829A1 - Fördereinrichtung

Info

Publication number: DE102015221829A1
Application number: DE102015221829.5A
Authority: DE
Inventors: Sönke Brandt; Ilja Wettengel; Michael Voigt; Frank Steinhäuser
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-11
Anticipated expiration: 2035-11-07
Also published as: DE102015221829C5; DE102015221829B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf eine Fördereinrichtung (10) mit mindestens einer verfahrbaren Transporteinrichtung (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, die Fördereinrichtung (10) ein optisches Freistrahlkommunikationssystem (30) aufweist mit zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), die jeweils einen Sender, einen Empfänger, einen Datenpuffer und eine Steuereinheit (130) umfassen und von denen eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung (20) und die andere an einem anderen Abschnitt (11) der Fördereinrichtung (10) befestigt ist, wobei die zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) in einer optischen Freistrahlverbindung stehen und eine Übermittlung von Datenpaketen ermöglichen und wobei die Steuereinheiten (130) jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie für jedes Datenpaket oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen vor dem Versenden jeweils eine Pufferzeitspanne ermitteln, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) zwischengespeichert werden soll, das Datenpaket für die jeweilige Pufferzeitspanne in dem Datenpuffer speichern und erst anschließend zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) übermitteln, wobei die Pufferzeitspannen jeweils derart ermittelt werden, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von der Steuereinheit (130) prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) entsprechen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fördereinrichtungen und Verfahren zu deren Betrieb.
Die deutsche Patentschrift DE 44 35 056 B4 beschreibt – im Zusammenhang mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Lagern von Waren – eine Fördereinrichtung, die verfahrbare Transporteinrichtungen in Form von sogenannten Förderern aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung anzugeben, die einen besonders sicheren Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fördereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fördereinrichtung ein optisches Freistrahlkommunikationssystem aufweist mit zwei Sende- und Empfangseinheiten, die jeweils einen Sender, einen Empfänger, einen Datenpuffer und eine Steuereinheit umfassen und von denen eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung und die andere an einem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung befestigt ist, wobei die zwei Sende- und Empfangseinheiten in einer optischen Freistrahlverbindung stehen und eine Übermittlung von Datenpaketen ermöglichen. Die Steuereinheiten sind jeweils derart ausgestaltet, dass sie für jedes Datenpaket oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen vor dem Versenden jeweils eine Pufferzeitspanne ermitteln, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit zwischengespeichert werden soll, das Datenpaket für die jeweilige Pufferzeitspanne in dem Datenpuffer speichern und erst anschließend zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit übermitteln. Die Pufferzeitspannen werden jeweils derart ermittelt, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von der Steuereinheit prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit entsprechen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung ist darin zu sehen, dass sich durch die erfindungsgemäße Pufferung erreichen lässt, dass alle Datenpakete unabhängig oder zumindest weitgehend unabhängig von dem jeweiligen räumlichen Abstand zwischen den Sende- und Empfangseinheiten stets in demselben zeitlichen Abstand eintreffen und der "Pakettakt" bzw. die Paketrate abstandsunabhängig oder zumindest weitgehend abstandsunabhängig ist. Da der "Pakettakt" bzw. die Paketrate feststeht oder quasi feststeht, lässt sich die Verarbeitung der Datenpakete vereinfachen, weil das Eintreffen des jeweils nächsten Datenpakets erwartet werden kann. Auch lassen sich beispielsweise fremde oder verfälschte Datenpakete, die einen anderen Takt aufweisen bzw. zur Unzeit eintreffen, erkennen und verwerfen.
Der Datenpuffer wird vorzugsweise durch einen Verzögerungsspeicher, der ein Teil eines größeres Speichers sein kann, gebildet.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie die räumliche Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten unter Bildung eines Abstandswerts ermitteln und unter Berücksichtigung dieses Abstandswerts die Laufzeit des jeweiligen Datenpakets prognostizieren.
Bezüglich der Abstandsbestimmung, insbesondere einer Bestimmung eines absoluten Abstandsmesswertes, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie die räumliche Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten unter Heranziehung einer Information oder mehrerer Informationen ermitteln, die von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangen werden.
Die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten weisen vorzugsweise jeweils ein Verzögerungsmodul auf, das für die zu sendenden Datenpakete oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen, insbesondere Nutzdatenpakete oder separate Informationspakete, jeweils eine Pufferzeitspanne ermittelt, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit zwischengespeichert werden soll.
Bevorzugt ermittelt das Verzögerungsmodul die Pufferzeitspannen für jedes Datenpaket jeweils gemäß PZS = PZSmax – tL, wobei PZS die zu ermittelnde Pufferzeitspanne, PZSmax die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne und tL die prognostizierte Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit bezeichnet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verzögerungsmodul die prognostizierte Laufzeit anhand eines mit einem Abstandsbestimmungsmodul und ggf. einem Abstandsänderungserkennungsmodul ermittelten Abstands zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten bestimmt gemäß: tL = S/v wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung, tL die prognostizierte Laufzeit tL und S den Abstand bezeichnet.
Ist ein Abstandsänderungserkennungsmodul vorhanden, so ist es vorteilhaft, wenn dessen Abstandsänderungswert und ein den jeweils zuletzt ermittelten Abstand angebender absoluter Abstandsmesswert des Abstandsbestimmungsmoduls (vorzeichenrichtig) addiert werden und der Summenwert als korrigierter bzw. aktualisierter Abstandsmesswert zur Bestimmung der prognostizierten Laufzeit tL herangezogen wird.
Vorzugsweise ist das Verzögerungsmodul derart ausgestaltet, dass es die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne ermittelt in Abhängigkeit von einer vorgegebenen maximal zulässigen Entfernung Smax zwischen den Sende- und Empfangseinheiten gemäß: PZSmax = Smax/v wobei Smax die maximal zulässige Entfernung, PZSmax die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne und v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet.
Die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten weisen bevorzugt jeweils ein Verzögerungsspeicher auf, dessen Speichergröße mindestens so groß wie das Produkt aus der Datenrate auf der optischen Freistrahlkommunikationsverbindung und der maximalen Pufferzeitspanne ist, also gilt: SG ≥ PSMmax·fd wobei SG die Speichergröße des Verzögerungsspeichers, PZSmax die maximale Pufferzeitspanne und fd die Datenrate auf der optischen Freistrahlkommunikationsverbindung bezeichnet.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit zumindest einer der zwei Sende- und Empfangseinheiten, vorzugsweise die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten, derart ausgestaltet ist, dass sie ein Empfangssignal, insbesondere dessen Datenpakete oder zumindest eine vorgegebene Art von Datenpaketen, auf das Vorhandensein einer Gerätekennung, die die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit identifiziert, überprüft und das Empfangssignal, insbesondere das jeweilige Datenpaket, komplett oder in Teilen verwirft, wenn in dem Empfangssignal bzw. dem jeweiligen Datenpaket keine die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit identifizierende Gerätekennung enthalten ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung der Fördereinrichtung ist darin zu sehen, dass bei dieser eine besonders sichere und fehlerfreie Übertragung von Daten bzw. Informationen möglich ist, weil nur Datenpakete mit korrekter Gerätekennung verwertet werden und andere verworfen werden können. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn beispielsweise im Rahmen der Datenpakete Abstandsinformationen übertragen oder aus oder mit den Datenpaketen Abstandsinformationen, beispielsweise durch Taktflankenauswertung, gewonnen werden und anhand dieser Abstandsinformationen ein Bereich zwischen der verfahrbaren Transporteinrichtung und dem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung freigegeben werden soll, zum Beispiel für andere Fahrzeuge oder passierende Personen. Mit anderen Worten ermöglicht die Übertragung von Gerätekennungen im Zusammenhang mit der Übertragung und/oder Gewinnung von Abstandsinformationen, Unfälle zu verhindern. Aber auch im Zusammenhang mit der Steuerung der Fördereinrichtung als solchen ist die sichere und fehlerfreie Überragung von Datenpaketen von Vorteil.
Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten (oder zumindest die Steuereinheit einer der Sende- und Empfangseinheiten) derart ausgestaltet sind, dass sie den räumlichen Abstand zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten unter Heranziehung einer die Abstandsermittlung ermöglichenden oder diese unterstützenden Information oder mehrerer solcher Informationen ermitteln, die von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangen werden, und die Steuereinheiten außerdem jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie ein empfangenes Datenpaket, das eine die Abstandsermittlung ermöglichende oder diese unterstützende Information aufweist, auf das Vorhandensein der Gerätekennung, die die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit identifiziert, überprüfen und die in dem jeweiligen Datenpaket enthaltene Information zur Bestimmung des räumlichen Abstands ausschließlich dann heranziehen, wenn in dem jeweiligen Datenpaket die Gerätekennung enthalten ist, und andernfalls das Empfangssignal bei der Abstandsbestimmung unberücksichtigt lassen.
Vorzugsweise weisen die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten (oder zumindest die Steuereinheit einer der Sende- und Empfangseinheiten) jeweils ein Abstandsbestimmungsmodul auf, das derart ausgestaltet ist, dass es den räumlichen Abstand zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten unter Heranziehung einer Information oder mehrerer Informationen ermittelt, die von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangen werden.
Darüber hinaus weisen die Steuereinheiten beider Sende- und Empfangseinheiten (oder zumindest die Steuereinheit einer der Sende- und Empfangseinheiten) vorzugsweise jeweils ein Verifizierungsmodul auf, das derart ausgestaltet ist, dass es ein empfangenes Datenpaket, das eine die Abstandsermittlung ermöglichende oder diese unterstützende Information aufweist, auf das Vorhandensein der Gerätekennung, die die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit identifiziert, überprüft und die in dem Datenpaket enthaltene Information zur Bestimmung des räumlichen Abstandes ausschließlich dann für eine Auswertung durch das Abstandsbestimmungsmodul freigibt, wenn in dem Empfangssignal die die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit identifizierende Gerätekennung enthalten ist, und andernfalls die Verwertung der Information blockiert.
Ein Prüfsummenkontrollmodul des Verifizierungsmoduls ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass es bei einem zu prüfenden Datenpaket eine vorgegebene Prüfsummenkontrolle vornimmt und eine in dem Datenpaket enthaltene Information zur Bestimmung des räumlichen Abstandes ausschließlich dann für eine Auswertung durch das Abstandsbestimmungsmodul freigibt, wenn die Prüfsummenkontrolle die Fehlerfreiheit der empfangenen Gerätekennung bestätigt oder sich in der Gerätekennung enthaltene Fehler anhand der jeweiligen Prüfsumme korrigieren lassen, und andernfalls die Verwertung der Information blockiert.
Alternativ oder zusätzlich kann das Prüfsummenkontrollmodul des Verifizierungsmoduls auch derart ausgestaltet sein, dass es bei einem zu prüfenden Datenpaket eine vorgegebene Prüfsummenkontrolle vornimmt und eine in dem Datenpaket enthaltene Information zur Bestimmung des räumlichen Abstands ausschließlich dann für eine Auswertung durch das Abstandsbestimmungsmodul freigibt, wenn die Prüfsummenkontrolle die Fehlerfreiheit der Information zur Bestimmung des räumlichen Abstands bestätigt oder sich festgestellte Fehler korrigieren lassen, und andernfalls die Verwertung der Information blockiert.
Die Steuereinheiten, insbesondere deren Prüfsummenkontrollmodule, sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie bei zu prüfenden Datenpaketen eine zyklische Redundanzprüfung vornehmen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheiten, insbesondere deren Abstandsbestimmungsmodule, derart ausgestaltet sind, dass sie ermittelte Abstandswerte, die den räumlichen Abstand zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten angeben, untereinander austauschen und vergleichen und im Falle, dass die Abweichung zwischen den selbst ermittelten, eigenen Abstandswerten und den von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangenen Abstandswerten eine vorgegebene maximale Differenz erreicht oder überschreitet, ein Fehlersignal erzeugen. Vor, während oder nach der Übertragung der Abstandswerte wird für diese vorzugsweise jeweils eine Prüfsumme gebildet, die zusammen mit den Abstandswerten oder getrennt von diesen zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit übermittelt wird, damit letztgenannte eine Kontrolle der Abstandswerte auf Fehlerfreiheit und ggf. eine Fehlerkorrektur vornehmen kann.
Vorzugsweise sind die zwei Sende- und Empfangseinheiten derart ausgestaltet, dass sie untereinander Nutzdatenpakete, insbesondere zur Übermittlung von Prozessdaten und/oder Steuerdaten zur Steuerung und zum Betrieb der Fördereinrichtung, übertragen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die zwei Sende- und Empfangseinheiten eine Übermittlung von Nutzdatenpaketen untereinander in einem vorgegebenen optischen Übertragungskanal ermöglichen, wobei die Datenübertragungskapazität des Übertragungskanals größer bemessen ist als die zur Übertragung der Nutzdatenpakete erforderliche Mindestdatenübertragungskapazität und der Übertragungskanal somit einen freien Kanalbereich zur Verfügung stellt. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass über den Übertragungskanal sowohl Nutzdaten, beispielsweise zur Übersendung von Steuerbefehlen zwecks Steuerung der Fördereinrichtung, als auch Informationen zur Abstandsbestimmung – wie bereits erläutert – übertragen werden können.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit zumindest einer der, vorzugsweise beider der zumindest zwei, Sende- und Empfangseinheiten – nachfolgend erste Sende- und Empfangseinheit genannt – geeignet, den räumlichen Abstand zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten unter Heranziehung einer Information oder mehrerer Informationen zu ermitteln, die über die optische Freistrahlverbindung, insbesondere den erwähnten freien Kanalbereich, von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit – nachfolgend zweite Sende- und Empfangseinheit genannt – empfangen werden.
Bezüglich der zweiten Sende- und Empfangseinheit wird es als vorteilhaft angesehen, wenn deren Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass sie mittels ihres Senders die Information, die Informationen, Teile der Information oder Teile der Informationen in ungenutzten Paketabschnitten der Nutzdatenpakete überträgt.
Alternativ kann die Steuereinheit der zweiten Sende- und Empfangseinheit derart ausgestaltet sein, dass sie mittels ihres Senders die Information, die Informationen, Teile der Information oder Teile der Informationen in separaten Informationspaketen überträgt, die zwischen Nutzdatenpaketen, insbesondere unmittelbar vor oder hinter Nutzdatenpaketen, gesendet werden.
Bezüglich der Ausgestaltung der Steuereinheit der zweiten Sende- und Empfangseinheit wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese ein Kommunikationsmodul zur Übermittlung der Nutzdatenpakete und ein Abstandsbestimmungsmodul aufweist.
Das Abstandsbestimmungsmodul ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass es die Zeitspanne erfasst oder ermittelt, die zwischen dem Empfang eines von der ersten Sende- und Empfangseinheit gesendeten Datenpakets und dem darauf folgenden Wegsenden eines Datenpakets zur ersten Sende- und Empfangseinheit vergangen ist oder vergehen wird, und die erfasste Zeitspanne als die Information oder eine der Informationen zu dem Kommunikationsmodul seiner Sende- und Empfangseinheit (also der zweiten Sende- und Empfangseinheit) übermittelt.
Das Kommunikationsmodul ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass es die erfasste Zeitspanne als die Information oder eine der Informationen in ungenutzten Paketabschnitten der Nutzdatenpakete und/oder in separaten Informationspaketen zur ersten Sende- und Empfangseinheit übermittelt.
Die Steuereinheit der ersten Sende- und Empfangseinheit weist bevorzugt ein Abstandsbestimmungsmodul auf, das derart ausgestaltet ist, dass es die Gesamtzeitspanne erfasst, die zwischen dem Wegsenden des eigenen Datenpakets zur zweiten Sende- und Empfangseinheit und dem Empfang des von der zweiten Sende- und Empfangseinheit empfangenen Datenpakets vergeht, und den Abstand anhand der selbst erfassten Gesamtzeitspanne und der von der zweiten Sende- und Empfangseinheit erfassten und als Information empfangenen Zeitspanne (in Form eines absoluten Abstandswertes bzw. absoluten Abstandsmesswertes) ermittelt.
Besonders bevorzugt ist das Abstandsbestimmungsmodul der Steuereinheit der ersten Sende- und Empfangseinheit derart ausgestaltet, dass es den Abstand bzw. einen absoluten Abstandsmesswert (hier auch kurz Abstandswert genannt) ermittelt gemäß: S = v· dT – dt / 2 wobei dT die selbst erfasste Gesamtzeitspanne bezeichnet, wobei dt die von der zweiten Sende- und Empfangseinheit als Information empfangene Zeitspanne bezeichnet, wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet und wobei S den Abstand bzw. den absoluten Abstandsmesswert bezeichnet.
Die mindestens zwei Sende- und Empfangseinheiten, insbesondere deren Abstandsbestimmungsmodule, sind vorzugsweise jeweils derart ausgestaltet, dass sie sowohl als die eine als auch als die andere Sende- und Empfangseinheit bzw. sowohl als die erste als auch als die zweite Sende- und Empfangseinheit arbeiten können und beide Sende- und Empfangseinheiten jeweils für sich anhand einer empfangenen Information oder mehrerer empfangener Informationen der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit den räumlichen Abstand zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten bzw. einen entsprechenden absoluten Abstandsmesswert ermitteln können.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn zumindest eine der, vorzugsweise beide der zumindest zwei, Sende- und Empfangseinheiten geeignet ist, aus über die optische Freistrahlverbindung empfangenen optischen Empfangssignalen ein Empfangstaktsignal zu erzeugen, die Zeitpunkte von ansteigenden und/oder abfallenden Flankenwechseln des Empfangstaktsignals über eine Vielzahl an Taktperioden zu erfassen, unter Heranziehung der Zeitpunkte in der Vergangenheit den Zeitpunkt des jeweils nächsten Flankenwechsels unter Bildung eines geschätzten Flankenwechselzeitpunkts zu schätzen und anhand des geschätzten Flankenwechselzeitpunkts und des tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkts einen eine Abstandsänderung zwischen den Sende- und Empfangseinheiten angebenden Abstandsänderungswert zu bilden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass bei dieser eine Abstandsänderung zwischen den Sende- und Empfangseinheiten und damit eine Abstandsänderung zwischen der verfahrbaren Transporteinrichtung und dem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung in einfacher und zuverlässige Weise erkannt werden kann, und zwar allein anhand der über das optische Freistrahlkommunikationssystem übertragenen Taktflanken. Es ist somit beispielsweise möglich, auf andere Weise (z. B. anhand von Informationen in Datenpaketen) erhaltene absolute Abstandsmesswerte zeitnah zu korrigieren.
Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn ein Bereich zwischen der verfahrbare Transporteinrichtung und dem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung freigegeben werden soll, zum Beispiel für andere Fahrzeuge oder passierender Personen, um Unfälle zu verhindern.
Zur Bestimmung der Abstandsänderung weist die Sende- und Empfangseinheit, insbesondere deren Steuereinheit, vorzugsweise ein Abstandsänderungserkennungsmodul auf.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Sende- und Empfangseinheit, insbesondere deren Abstandsänderungserkennungsmodul, die zeitliche Differenz zwischen dem geschätzten Flankenwechselzeitpunkt und dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt ermittelt und den Abstandsänderungswert unter Heranziehung der zeitlichen Differenz bildet.
Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich die zeitlichen Differenz ermitteln, wenn die Sende- und Empfangseinheit, insbesondere deren Abstandsänderungserkennungsmodul, einen Zählerbaustein aufweist, der jeweils bei ansteigender und/oder abfallender Flanke des aktuell erzeugten Empfangstaktsignals einen Zeitstempel, insbesondere einen Zählerstand, erzeugt.
Die Sende- und Empfangseinheit, insbesondere deren Abstandsänderungserkennungsmodul, ermittelt bevorzugt die zeitliche Differenz zwischen dem geschätzten Flankenwechselzeitpunkt und dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt anhand der Differenz zwischen dem geschätzten Zählerstand beim geschätzten Flankenwechselzeitpunkt und dem tatsächlichen Zählerstand bei dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Sende- und Empfangseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie zusätzlich zu dem Abstandsänderungswert einen den Abstand zwischen den Sende- und Empfangseinheiten angebenden, absoluten Abstandsmesswert bestimmt, wie dies oben erläutert wurde.
Bei der letztgenannten Variante ist es von Vorteil, wenn die Sende- und Empfangseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie den absoluten Abstandsmesswert und den auf diesen zeitlich bezogenen Abstandsänderungswert (vorzeichenrichtig) addiert und den Summenwert als korrigierten neuen Abstandsmesswert bzw. aktualisierten Abstandsmesswert weiterverwendet.
Für den durch Addition gebildeten korrigierten bzw. aktualisierten Abstandsmesswert wird vorzugsweise eine Prüfsumme gebildet und es werden jeweils der aktualisierte Abstandsmesswert und die Prüfsumme an die andere Sende- und Empfangseinheiten übermittelt; letztere hat somit die Möglichkeit, eine Prüfung des jeweils empfangenen aktualisierten Abstandsmesswerts auf Fehlerfreiheit und korrekte Herkunft durchzuführen und anschließend einen Vergleich der geprüften Abstandsmesswerte mit selbst ermittelten eigenen Abstandsmesswerten vorzunehmen.
Der absolute Abstandsmesswert wird vorzugsweise von dem oben bereits erwähnten Abstandsbestimmungsmodul ermittelt gemäß: S = v· dT – dt / 2 wobei dT die selbst erfasste Gesamtzeitspanne bezeichnet, wobei dt die von der anderen (zweiten) Sende- und Empfangseinheit als Information empfangene Zeitspanne bezeichnet, wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet und wobei S den Abstand bzw. den oben genannten absoluten Abstandsmesswert zum Zeitpunkt des jeweiligen Antwortdatenpaketempfangs bezeichnet.
Die Steuereinheit weist bevorzugt eine Rechnereinrichtung und einen Speicher auf, in dem Softwaremodule gespeichert sind, von denen eines bei Ausführung durch die Rechnereinrichtung das Abstandsbestimmungsmodul, eines bei Ausführung durch die Rechnereinrichtung das Abstandsänderungserkennungsmodul, eines bei Ausführung durch die Steuereinheit das Kommunikationsmodul, eines bei Ausführung durch die Steuereinheit das Verifizierungsmodul und/oder eines bei Ausführung durch die Steuereinheit das Prüfsummenkontrollmodul bildet.
Die Fördereinrichtung bildet bevorzugt eine Hebeeinrichtung, einen Aufzug oder einen Kran.
Die verfahrbare Transporteinrichtung wird bevorzugt durch einen Verfahrwagen eines Lagers, insbesondere Regallagers, ein Hubelement einer Hebeeinrichtung oder eine Kabine oder ein verfahrbares Hebeelement eines Aufzugs gebildet.
Bei der verfahrbare Transporteinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine linear verfahrbare Transporteinrichtung.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben einer Fördereinrichtung.
Bezüglich eines solchen Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein optisches Freistrahlkommunikationssystem mit zwei Sende- und Empfangseinheiten, die jeweils einen Sender, einen Empfänger, einen Datenpuffer und eine Steuereinheit umfassen und von denen eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung und die andere an einem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung befestigt ist, derart betrieben wird, dass die zwei Sende- und Empfangseinheiten in einer optischen Freistrahlverbindung stehen und eine Übermittlung von Datenpaketen erfolgt, der räumliche Abstand zwischen der verfahrbaren Transporteinrichtung der Fördereinrichtung und dem anderen Abschnitt der Fördereinrichtung ermittelt wird, und für jedes Datenpaket oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen vor dem Versenden jeweils eine Pufferzeitspanne ermittelt wird, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit zwischengespeichert werden soll, das Datenpaket für die jeweilige Pufferzeitspanne in dem Datenpuffer gespeichert wird und erst anschließend zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit übermittelt wird, wobei die Pufferzeitspannen jeweils derart ermittelt werden, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von der Steuereinheit prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit entsprechen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:
1 in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung für Sende- und Empfangseinheiten der Fördereinrichtung gemäß 1,
3–5 beispielhaft die Übermittlung von Datenpaketen zwischen den Sende- und Empfangseinheiten der Fördereinrichtung gemäß 1 im zeitlichen Verlauf,
6 ein Ausführungsbeispiel für eine Abstandsbestimmung anhand von Informationen, die zwischen den Sende- und Empfangseinheiten der Fördereinrichtung gemäß 1 übertragen werden, und
7–8 beispielhaft die Bestimmung einer Abstandsänderung durch Schätzung von Flankenwechselzeitpunkten und Vergleich der geschätzten Flankenwechselzeitpunkte mit den tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkten.
In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung 10, bei der es sich beispielsweise um eine Hebeeinrichtung, einen Aufzug, einen Kran oder dergleichen handeln kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bildet die Fördereinrichtung 10 einen Bestandteil eines automatisiert betriebenen Regallagers und umfasst unter anderem eine verfahrbare Transporteinrichtung 20, beispielsweise in Form eines linear entlang der Pfeilrichtung X verfahrbaren Verfahrwagens.
Die Fördereinrichtung 10 weist ein optisches Freistrahlkommunikationssystem 30 auf, das eine optische Freistrahlkommunikationsverbindung 40 zwischen der verfahrbaren Transporteinrichtung 20 und an einem anderen Abschnitt 11, beispielsweise orstfesten Abschnitt oder einem anderen Verfahrwagen, der Fördereinrichtung 10 ermöglicht.
Das Freistrahlkommunikationssystem 30 umfasst eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung 20 angebrachte erste Sende- und Empfangseinheit 101 und eine an dem anderen Abschnitt 11 der Fördereinrichtung 10 angebrachte zweite Sende- und Empfangseinheit 102. Die beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 sind vorzugsweise baugleich und können demgemäß in identischer Weise betrieben werden. Die im Folgenden beispielhaft für die erste Sende- und Empfangseinheit 101 erläuterte Betriebsweise kann demgemäß in entsprechender Weise von der zweiten Sende- und Empfangseinheiten 102 ausgeführt werden, und umgekehrt.
Die beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 umfassen jeweils einen Sender 110, einen Empfänger 120 und eine Steuereinheit 130 und stehen in der optischen Freistrahlkommunikationsverbindung 40 zum Zwecke einer Übertragung von Nutzdatenpaketen NDP.
Die Nutzdatenpakete NDP werden vorzugsweise in einem vorgegebenen optischen Übertragungskanal übermittelt. Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Datenübertragungskapazität des Übertragungskanals größer bemessen ist als die zur Übertragung der Nutzdatenpakete NDP erforderliche Mindestdatenübertragungskapazität, so dass der Übertragungskanal einen freien Kanalbereich zur Verfügung stellt. Im Falle einer solchen Auslegung der optische Freistrahlkommunikationsverbindung 40 ist es beispielsweise möglich, zusätzlich Informationen zu übertragen, die eine Bestimmung des Abstandes S bzw. der räumlichen Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 ermöglichen.
Der Abstand S kann zur Steuerung der Fördereinrichtung 10 herangezogen werden, beispielsweise um einen Bereich zwischen der verfahrbare Transporteinrichtung 20 und dem anderen Abschnitt 11 der Fördereinrichtung 10 freizugeben, beispielsweise für andere Fahrzeuge oder passierender Personen. Es ist aus diesem Grunde wichtig, dass der Abstand S möglichst genau ermittelt und möglichst fehlerarm übertragen wird; denn eine fehlerhafte Abstandsangabe könnte einen Unfall hervorrufen.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Steuereinheit 130, die in den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 gemäß 1 eingesetzt werden kann.
Die Steuereinheit 130 umfasst eine Recheneinrichtung 200, bei der sich vorzugsweise um eine Mikroprozessoreinrichtung handelt, und einen Speicher 210. In dem Speicher 210 ist eine Vielzahl an Programmmodulen gespeichert, die von der Recheneinrichtung 200 ausgeführt werden können und bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 200 vorzugsweise ein Kommunikationsmodul 220, ein Abstandsbestimmungsmodul 230, ein Abstandsänderungserkennungsmodul 240, ein Verzögerungsmodul 250 und ein Verifizierungsmodul 260 bilden.
Das Kommunikationsmodul 220 steht mit dem Sender 110 und dem Empfänger 120 in Verbindung und wickelt die optische Freistrahlkommunikationsverbindung 40 zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 ab.
Die 3 zeigt beispielhaft einen Strom an Nutzdatenpaketen NDP über der Zeit t, die von dem Kommunikationsmodul 220 zum Zwecke des Sendens erzeugt oder von dem Kommunikationsmodul 220 der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangen werden können. In den Nutzdatenpaketen NDP können Prozessdaten und Steuerdaten zur Steuerung und zum Betrieb der Fördereinrichtung 10 übertragen werden.
Mit dem Kommunikationsmodul 220 steht das Abstandsbestimmungsmodul 230 in Verbindung. Die Aufgabe des Abstandsbestimmungsmoduls 230 besteht darin, Informationen I auszuwerten, die über die Freistrahlkommunikationsverbindung 40 zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten übertragen werden und eine Abstandsbestimmung ermöglichen.
Die Informationen I können in ungenutzten Paketabschnitten der Nutzdatenpakete NDP übertragen werden, wie in der 4 beispielhaft gezeigt ist, oder in separaten Informationspaketen IP, wie in der 5 beispielhaft gezeigt ist.
Bei den Informationen I, die über die Freistrahlkommunikationsverbindung 40 übertragen werden, handelt es sich vorzugsweise um Zeitstempel.
Im Zusammenhang mit 2 und 6 wird nachfolgend beispielhaft erläutert, wie anhand von empfangenen Zeitstempeln der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 die erste Sende- und Empfangseinheit 101 den Abstand S zur zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 ermitteln kann:
Das Abstandsbestimmungsmodul 230 der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 erfasst die Gesamtzeitspanne dT, die zwischen dem Wegsenden eines eigenen Datenpakets DP1 (z. B. Nutzdatenpaket oder separates Informationspaket) zur zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 (siehe Zeitpunkt t1 in 6) und dem nachfolgenden Empfang eines von der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 empfangenen Datenpakets DP2, nachfolgend auch Antwortdatenpaket genannt, vergeht (siehe Zeitpunkt t4 in 6).
Das Abstandsbestimmungsmodul 230 der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 ermittelt die Zeitspanne dt, die zwischen dem Empfang des von der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 gesendeten Datenpakets DP1 (siehe Zeitpunkt t2 in 6) und dem darauf folgenden Wegsenden des Antwortdatenpakets (siehe Zeitpunkt t3 in 6) zur ersten Sende- und Empfangseinheit 101 vergangen ist oder vergehen wird, und übermittelt diese erfasste Zeitspanne dt als Information I zu der ersten Sende- und Empfangseinheit 101. Die Zeitspanne dt wird durch Differenzbildung der Zeitpunkte t2 und t3 gebildet.
Anhand der Information I kann das Abstandsbestimmungsmodul 230 der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 nun den Abstand ermitteln gemäß: S = v· dT – dt / 2

– wobei dT die von der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 selbst erfasste Gesamtzeitspanne bezeichnet,
– wobei dt die von der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 als Information I gesendete und von der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 empfangene Zeitspanne bezeichnet,
– wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet und
– wobei S den Abstand bzw. einen absoluten Abstandsmesswert, der den Abstand zum Zeitpunkt t4 des Datenpaketempfangs in 6 angibt, bezeichnet.

Um dem Abstandsbestimmungsmodul 230 der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 eine Abstandsbestimmung in identischer Weise zu ermöglichen, übermittelt das Abstandsbestimmungsmodul 230 der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 ebenfalls jeweils die Zeitspanne (Information I'), die zwischen dem Empfang eines von der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 gesendeten Datenpakets (in 6 nicht gezeigt) und dem darauf folgenden Wegsenden des Datenpakets DP1 zur zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 vergangen ist oder vergehen wird. Anhand der empfangenen Information I' kann das Abstandsbestimmungsmodul 230 der zweiten Sende- und Empfangseinheit 102 den Abstand S in entsprechender oder identischer Weise errechnen, wie dies im Zusammenhang mit der ersten Sende- und Empfangseinheit 101 erläutert worden ist.
Die Abstandsbestimmungsmodule 230 der beiden Sende- und Empfangseinheiten ermöglichen somit eine regelmäßige absolute Messung des Abstandes S bzw. eine regelmäßige Bestimmung eines entsprechenden absolutes Abstandsmesswertes S zwischen den Sende- und Empfangseinheiten, und zwar entsprechend der zeitlichen Rate der übersendeten Datenpakete.
Die Abstandsbestimmungsmodule 230 der beiden Sende- und Empfangseinheiten tauschen vorzugsweise die von ihnen ermittelten Abstandswerte untereinander aus und vergleichen diese. Im Falle, dass die Abweichung zwischen den eigenen Abstandswerten und den von der jeweils anderen beiden Sende- und Empfangseinheit empfangenen Abstandswerte eine vorgegebene maximale Differenz erreicht oder überschreitet, erzeugen die Abstandsbestimmungsmodule 230 vorzugsweise ein Fehlersignal.
Um besonders schnell, und zwar insbesondere schneller als mit dem Abstandsbestimmungsmodul 230, eine Änderung des von dem Abstandsbestimmungsmodul 230 ermittelten Abstands S erkennen zu können, ist die Steuereinrichtung 130 gemäß 2 mit dem Abstandsänderungserkennungsmodul 240 ausgestattet.
Das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 steht mit dem Kommunikationsmodul 220 in Verbindung und erzeugt mit dem über die optische Freistrahlverbindung 40 empfangenen optischen Empfangssignal Pin(t), also mit dem Strom der eintreffenden Datenpakete (siehe 3 bis 5) ein Empfangstaktsignal Ta(t), das beispielhaft in der 7 über der Zeit t gezeigt ist.
Anhand des Empfangstaktsignal Ta(t) kann das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 die Zeitpunkte von ansteigenden und/oder abfallenden Flankenwechseln des Empfangstaktsignals über eine Vielzahl an Taktperioden zu erfassen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 jeweils die Zeitpunkte der ansteigenden Flankenwechsel auswertet; diese Zeitpunkte sind in der 7 mit den Bezugszeichen t1 bis t4 gekennzeichnet.
Unter Heranziehung der Zeitpunkte t1 bis t4 in der Vergangenheit kann das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 durch Mitteln die mittlere Periodenlänge T errechnen und mit der mittlere Periodenlänge T und dem Zeitpunkt des letzten Flankenwechsels den Zeitpunkt des jeweils nächsten Flankenwechsels unter Bildung eines geschätzten nachfolgenden Flankenwechselzeitpunkts t5' schätzen (siehe 7) gemäß: t5' = t4 + T
Anhand des geschätzten Flankenwechselzeitpunkts t5' und des tatsächlichen gemessenen Flankenwechselzeitpunkts t5 (siehe 8) bzw. anhand der zeitlichen Differenz dT zwischen diesen Flankenwechselzeitpunkten kann die Änderung des Abstands S zwischen den Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 und ein entsprechender Abstandsänderungswert dS ermittelt werden gemäß: dS = vdT = v(t5' – t5) wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet.
Zur Bestimmung der zeitlichen Differenz dT kann das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 einen Zählerbaustein 241 aufweisen, der jeweils bei ansteigender Flanke des aktuell erzeugten Empfangstaktsignals Ta(t) einen Zeitstempel in Form des jeweiligen Zählerstands erzeugt.
Die zeitliche Differenz dT zwischen dem geschätzten Flankenwechselzeitpunkt t5' und dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt t5 kann bei einer solchen Ausgestaltung anhand der Differenz zwischen dem geschätzten Zählerstand Zg beim geschätzten Flankenwechselzeitpunkt t5' und dem tatsächlichen Zählerstand Zt bei dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt t5 ermittelt werden gemäß: dT = (Zg – Zt)/fT wobei fT die Zählerrate bzw. die Zählertaktfrequenz bezeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 7 und 8 wird das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 also feststellen, dass sich der Abstand S zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 um den Abstandsänderungswert dS reduziert hat, da die Anstiegsflanke früher als prognostiziert eingetroffen ist.
Das Abstandsänderungserkennungsmodul 240 wird den Abstandsänderungswert dS vorzugsweise an das Abstandsbestimmungsmodul 230 übermitteln, das den zuvor ermittelten Abstandswert Sa entsprechend korrigieren wird und einen neuen Abstandswert S durch vorzeichenrichtige Addition mit dem Abstandsänderungswert dS (hier dS < 0) erzeugt gemäß: S = Sa + dS
Die Abstandsbestimmungsmodule 230 der beiden Sende- und Empfangseinheiten können die korrigierten neuen Abstandswerte austauschen und vergleichen. Im Falle, dass die Abweichung zwischen den eigenen korrigierten Abstandswerten und den von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit empfangenen korrigierten Abstandswerten eine vorgegebene maximale Differenz erreicht oder überschreitet, erzeugen die Abstandsbestimmungsmodule 230 vorzugsweise ein Fehlersignal.
Um erkennen zu können, ob die korrigierten neuen Abstandswerte tatsächlich von der jeweils anderen zugeordneten Sende- und Empfangseinheit stammen und/oder fehlerfrei übertragen worden sind, wird vorzugsweise mit bzw. von den korrigierten neuen Abstandswerten jeweils eine Prüfsumme gebildet und die Prüfsummen werden zusammen mit den korrigierten neuen Abstandsmesswerten an die jeweils andere Sende- und Empfangseinheiten übermittelt, damit letztere eine Prüfung der empfangenen Abstandsmesswerte auf Fehlerfreiheit bzw. korrekte Herkunft vornehmen kann. Zur sendeseitigen Bildung der Prüfsummen weisen die Kommunikationsmodule 220 vorzugsweise jeweils ein Prüfsummenbildungsmodul 221 auf.
Das oben im Zusammenhang mit der 2 erwähnte Verzögerungsmodul 250 der Steuereinrichtung 130 steht vorzugsweise mit dem Kommunikationsmodul 220 und dem Abstandsbestimmungsmodul 230 in Verbindung.
Die Funktion des Verzögerungsmoduls 250 der Steuereinrichtung 130 besteht darin, für die zu sendenden Datenpakete, oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen wie beispielsweise die Nutzdatenpakete NDP oder die separaten Informationspakete IP gemäß den 2 bis 5, jeweils eine Pufferzeitspanne PTS ermitteln, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit zwischengespeichert werden soll. Zum Zwischenspeichern der Datenpakete dient ein einen Datenpuffer bildender Verzögerungsspeicher 251 in 2.
Die Pufferzeitspannen PZS werden für jedes Datenpaket jeweils derart ermittelt, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von dem Verzögerungsmodul 250 prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit entsprechen. Mit anderen Worten soll also bevorzugt gelten: PZS = PZSmax – tL, wobei PZS die Pufferzeitspanne, PZSmax die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne und tL die prognostizierte Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit bezeichnet.
Zur Bestimmung der prognostizierten Laufzeit tL wertet das Verzögerungsmodul 250 vorzugsweise den von dem Abstandsbestimmungsmodul 230 ermittelten Abstand S zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 sowie den von dem Abstandsänderungserkennungsmodul 240 ermittelten Abstandsänderungswert dS aus und bestimmt die prognostizierte Laufzeit tL gemäß: tL = Sk/v wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung und Sk den um den Abstandsänderungswert dS des Abstandsänderungserkennungsmoduls 240 korrigierten Abstandswert S des Abstandsbestimmungsmoduls 230 (Sk = S + ds) bezeichnet.
Die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne PZSmax wird vorzugsweise ermittelt in Abhängigkeit von der maximal möglichen bzw. zulässigen Entfernung Smax zwischen den Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102. Vorzugsweise wird die maximale Pufferzeitspanne PZSmax ermittelt gemäß: PZSmax = Smax/v
Die Speichergröße SG des Verzögerungsspeichers 251 ist bevorzugt derart gewählt, dass dieser für die maximale Pufferzeitspanne PZSmax Daten speichern kann. Im Falle einer Datenrate fd auf der optischen Freistrahlkommunikationsverbindung 40 ergibt sich die minimale Speichergröße SGmin wie folgt: SG ≥ SGmin = PSMmax·fd
Durch die Pufferung mittels des Verzögerungsmoduls 250 im Verzögerungsspeicher 251 wird erreicht, dass alle Datenpakete unabhängig von dem jeweiligen räumlichen Abstand zwischen den Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 stets in demselben zeitlichen Abstand eintreffen, und der "Pakettakt" bzw. die Paketrate abstandsunabhängig ist.
Das oben im Zusammenhang mit der 2 erwähnte Verifizierungsmodul 260 der Steuereinrichtung 130 steht vorzugsweise mit dem Kommunikationsmodul 230 in Verbindung und überwacht das eingehende Empfangssignal Pin(t) und damit die mit dem Empfangssignal Pin(t) übertragenen Datenpakete oder eine vorgegebene Auswahl an Datenpaketen auf das Vorhandensein einer Gerätekennung, die die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit 101 bzw. 102 eindeutig identifiziert.
Das Verifizierungsmodul 260 kann alle Datenpakete hinsichtlich der Gerätekennung überprüfen, also unabhängig davon, ob diese zur Abstandsbestimmung geeignete Abstands- oder Zeitstempelinformationen enthalten oder nicht, oder alternativ zur Entlastung ausschließlich Datenpakete mit Abstands- oder Zeitstempelinformationen. Beispielsweise in dem Falle, dass separate Informationspakete IP mit Abstands- oder Zeitstempelinformationen empfangen werden (siehe 5), werden vorzugsweise ausschließlich die separaten Informationspakete IP auf die gültige Gerätekennung hin untersucht.
Vorzugsweise wird das Verifizierungsmodul 260 Datenpakete oder zumindest deren Informationen zur Bestimmung der räumlichen Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 und 102 blockieren oder verwerfen, wenn keine korrekte, also keine die jeweils andere Sende- und Empfangseinheit 101 bzw. 102 eindeutig identifizierende, Gerätekennung aufgefunden wird.
Falls das Verifizierungsmodul 260 ausschließlich im Zusammenhang mit der Auswertung von Abstands- oder Zeitstempelinformationen herangezogen wird, ist es vorteilhaft, wenn das Verifizierungsmodul 260 mit dem Abstandsbestimmungsmodul 230 oder bevorzugt sogar ausschließlich mit dem Abstandsbestimmungsmodul 230 in Verbindung steht und eine Herkunfts- bzw. Gerätekennungsprüfung nur im Zusammenhang mit Datenpaketen durchführt, die wegen das Vorhandenseins von Abstands- oder Zeitstempelinformationen von dem Abstandsbestimmungsmodul 230 verwertet werden sollen.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Verifizierungsmodul 260 zur Verifizierung ein Prüfsummenkontrollmodul 261 aufweist.
Das Prüfsummenkontrollmodul 261 wertet eine in dem Empfangssignal Pin(t) (vgl. 3 bis 5), insbesondere in dem jeweils empfangenen Datenpaket, enthaltene Prüfsumme aus und untersucht diese auf Fehlerfreiheit der empfangenen Daten. Um eine solche Fehlerüberprüfung und ggf. sogar eine Fehlerkorrektur zu ermöglichen, übersenden die Kommunikationsmodule 220 der beiden Sende- und Empfangseinheiten 101 bzw. 102 eine Prüfsumme bevorzugt

– jeweils für jedes Datenpaket,
– jeweils für die im jeweiligen Datenpaket enthaltene Gerätekennung und/oder
– jeweils für die im jeweiligen Datenpaket enthaltene Abstands- oder Zeitstempelinformation.

Bei der Prüfsumme handelt es sich vorzugsweise um einen CRC-Code (zyklischer Redundanzprüfungscode).
Vorzugsweise wird das Prüfsummenkontrollmodul 261 im Rahmen der Fehlerprüfung in dem Empfangssignal Pin(t) enthaltene Abstands- oder Zeitstempelinformation ausschließlich dann zur Weiterverwendung und weiteren Auswertung (also Abstandsbestimmung) durch das Abstandsbestimmungsmodul 230 freigeben, wenn die Fehlerprüfung die Fehlerfreiheit der empfangenen Gerätekennung und/oder die Fehlerfreiheit der Abstands- oder Zeitstempelinformation bestätigt oder sich vorhandene Fehler korrigieren lassen. Andernfalls wird das Prüfsummenkontrollmodul 261 die Weiterverwendung und weitere Auswertung der fehlerhaften Datenpakete durch das Abstandsbestimmungsmodul 230 blockieren.
Das Prüfsummenkontrollmodul 261 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es CRC-Codes bearbeiten und eine Fehlerprüfung und Fehlerkorrektur im Rahmen einer zyklische Redundanzprüfung vornehmen kann.
Um sendeseitig entsprechende Prüfsummen in oder mit den Datenpaketen senden zu können, die von dem empfängerseitigen Prüfsummenkontrollmodul 261 ausgewertet werden können, weisen die Kommunikationsmodule 220 jeweils ein Prüfsummenbildungsmodul 221 auf. Das Prüfsummenbildungsmodul 221 bildet und versendet Prüfsummen bevorzugt

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann aus den offenbarten Beispielen abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Fördereinrichtung
11: Abschnitt der Fördereinrichtung
10: erste Sende- und Empfangseinheit
20: verfahrbare Transporteinrichtung
30: Freistrahlkommunikationssystem
40: optische Freistrahlkommunikationsverbindung
102: zweite Sende- und Empfangseinheit
110: Sender
120: Empfänger
130: Steuereinheit
200: Recheneinrichtung
210: Speicher
220: Kommunikationsmodul
221: Prüfsummenbildungsmodul
230: Abstandsbestimmungsmodul
240: Abstandsänderungserkennungsmodul
241: Zählerbaustein
250: Verzögerungsmodul
251: Verzögerungsspeicher
260: Verifizierungsmodul
261: Prüfsummenkontrollmodul
dS: Abstandsänderungswert
dT, dt: Zeitspannen
DP1, DP2: Datenpakete
I: Information
IP: Informationspaket
NDP: Nutzdatenpakete
Pin(t): Empfangssignal
PZS: Pufferzeitspanne
S: Abstand/räumliche Entfernung
t: Zeit
t1–t5, t5': Zeitpunkte
T: Periodenlänge
Ta(t): Empfangstaktsignal
X: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4435056 B4 [0002]

Claims

Fördereinrichtung (10) mit mindestens einer verfahrbaren Transporteinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass – die Fördereinrichtung (10) ein optisches Freistrahlkommunikationssystem (30) aufweist mit zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), die jeweils einen Sender, einen Empfänger, einen Datenpuffer und eine Steuereinheit (130) umfassen und von denen eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung (20) und die andere an einem anderen Abschnitt (11) der Fördereinrichtung (10) befestigt ist, – wobei die zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) in einer optischen Freistrahlverbindung stehen und eine Übermittlung von Datenpaketen ermöglichen und – wobei die Steuereinheiten (130) jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie für jedes Datenpaket oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen vor dem Versenden jeweils eine Pufferzeitspanne ermitteln, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) zwischengespeichert werden soll, das Datenpaket für die jeweilige Pufferzeitspanne in dem Datenpuffer speichern und erst anschließend zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) übermitteln, wobei die Pufferzeitspannen jeweils derart ermittelt werden, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von der Steuereinheit (130) prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) entsprechen.
Fördereinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (130) beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie die räumliche Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) unter Bildung eines Abstandswerts ermitteln und unter Berücksichtigung des Abstandswerts die Laufzeit des jeweiligen Datenpakets prognostizieren.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (130) beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) jeweils ein Verzögerungsmodul (250) aufweisen, das für die zu sendenden Datenpakete oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen, insbesondere Nutzdatenpakete oder separate Informationspakete, jeweils eine Pufferzeitspanne ermitteln, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) zwischengespeichert werden soll.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (130) beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie die räumliche Entfernung zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) unter Heranziehung einer Information oder mehrerer Informationen ermitteln, die von der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) empfangen werden.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferzeitspannen für jedes Datenpaket jeweils derart ermittelt gemäß PZS = PZSmax – tL, wobei PZS die zu ermittelnde Pufferzeitspanne, PZSmax die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne und tL die prognostizierte Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzögerungsmodul (250) die prognostizierte Laufzeit anhand eines ermittelten Abstands, insbesondere anhand eines ermittelten absoluten Abstandsmesswertes und eines ermittelten Abstandsänderungsmesswertes, zwischen den beiden Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) bestimmt gemäß: tL = S/v wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung, tL die prognostizierte Laufzeit tL und S den Abstand bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzögerungsmodul (250) die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne ermittelt in Abhängigkeit von einer vorgegebenen maximal zulässigen Entfernung Smax zwischen den Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) gemäß: PZSmax = Smax/v wobei Smax die maximal zulässige Entfernung, PZSmax die vorgegebene maximale Pufferzeitspanne und v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten (130) beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) jeweils einen den Datenpuffer bildenden Verzögerungsspeicher (251) aufweisen, dessen Speichergröße mindestens so groß wie das Produkt aus der Datenrate auf der optischen Freistrahlkommunikationsverbindung und der der maximalen Pufferzeitspanne ist, und somit gilt: SG ≥ PSMmax·fd wobei SG die Speichergröße des Verzögerungsspeichers (251), PZSmax die maximale Pufferzeitspanne und fd die Datenrate auf der optischen Freistrahlverbindung bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuereinheit (130) zumindest einer der Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), vorzugsweise beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), derart ausgestaltet ist, dass sie aus über die optische Freistrahlverbindung empfangenen optischen Empfangssignalen ein Empfangstaktsignal (Ta(t)) erzeugt, die Zeitpunkte von ansteigenden und/oder abfallenden Flankenwechseln des Empfangstaktsignals (Ta(t)) über eine Vielzahl an Taktperioden erfasst, unter Heranziehung der Zeitpunkte in der Vergangenheit den Zeitpunkt des jeweils nächsten Flankenwechsels unter Bildung eines geschätzten Flankenwechselzeitpunkts schätzt und anhand des geschätzten Flankenwechselzeitpunkts und des tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkts einen eine Abstandsänderung zwischen den Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) angebenden Abstandsänderungswert (dS) bildet.
Fördereinrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) zumindest einer der Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), vorzugsweise beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), derart ausgestaltet ist, dass sie die zeitliche Differenz zwischen dem geschätzten Flankenwechselzeitpunkt und dem tatsächlichen Flankenwechselzeitpunkt ermittelt und den Abstandsänderungswert (dS) unter Heranziehung der zeitlichen Differenz bildet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) zumindest einer der Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), vorzugsweise beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), derart ausgestaltet ist, dass sie zusätzlich zu dem Abstandsänderungswert (dS) einen den Abstand zwischen den Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) angebenden, absoluten Abstandsmesswert bestimmt.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) zumindest einer der Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), vorzugsweise beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), derart ausgestaltet ist, dass sie den Abstandsänderungswert (dS) und den absoluten Abstandsmesswert – vorzeichenrichtig – addiert und den Summenwert als tatsächlichen oder aktualisierten Abstandsmesswert weiterverwendet und das Verzögerungsmodul (250) die prognostizierte Laufzeit anhand des ermittelten absoluten Abstandsmesswertes und des ermittelten Abstandsänderungsmesswertes bestimmt gemäß: tL = S/v wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung, tL die prognostizierte Laufzeit tL und S den tatsächlichen oder aktualisierten Abstandsmesswert bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) zumindest einer der Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), vorzugsweise beider Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), derart ausgestaltet ist, dass sie den Abstand oder den erwähnten absoluten Abstandsmesswert ermittelt gemäß: S = v· dT – dt / 2 – wobei dT eine selbst erfasste Gesamtzeitspanne bezeichnet, – wobei dt eine von der anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) als Information empfangene Zeitspanne bezeichnet, – wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der optischen Strahlung bezeichnet und – wobei S den Abstand bzw. den absoluten Abstandsmesswert bezeichnet.
Fördereinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Fördereinrichtung (10) eine Hebeeinrichtung, einen Aufzug oder einen Kran bildet und/oder – die verfahrbare Transporteinrichtung (20) eine linear verfahrbare Transporteinrichtung (20), ein Verfahrwagen eines Lagers, insbesondere Regallagers, ein Hubelement einer Hebeeinrichtung oder eine Kabine oder ein verfahrbares Hebeelement eines Aufzugs ist oder bildet.
Verfahren zum Betreiben einer Fördereinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass – ein optisches Freistrahlkommunikationssystem (30) mit zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102), die jeweils einen Sender, einen Empfänger, einen Datenpuffer und eine Steuereinheit (130) umfassen und von denen eine an der verfahrbaren Transporteinrichtung (20) und die andere an einem anderen Abschnitt (11) der Fördereinrichtung (10) befestigt ist, derart betrieben wird, dass die zwei Sende- und Empfangseinheiten (101, 102) in einer optischen Freistrahlverbindung stehen und eine Übermittlung von Datenpaketen erfolgt, – der räumliche Abstand zwischen der verfahrbaren Transporteinrichtung (20) der Fördereinrichtung (10) und dem anderen Abschnitt (11) der Fördereinrichtung (10) ermittelt wird, und – für jedes Datenpaket oder zumindest für eine vorgegebene Art an Datenpaketen vor dem Versenden jeweils eine Pufferzeitspanne ermittelt wird, für die das jeweilige Datenpaket vor dem Versenden zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) zwischengespeichert werden soll, das Datenpaket für die jeweilige Pufferzeitspanne in dem Datenpuffer gespeichert wird und erst anschließend zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) übermittelt wird, wobei die Pufferzeitspannen jeweils derart ermittelt werden, dass diese einer vorgegebenen maximalen Pufferzeitspanne abzüglich der von der Steuereinheit (130) prognostizierten Laufzeit des jeweiligen Datenpakets zu der jeweils anderen Sende- und Empfangseinheit (101, 102) entsprechen.