-
-
Verfahren zur dezentralen Steuerung von strecken-
-
gebundenen Fahrzeugen und Fahrzeugfunktionen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur dezentralen Steuerung von streckengebundenen, selbst-angetriebenen
Fahrzeugen und auf den Fahrzeugen auszuführenden Funktionen gemäß dem Oberbegriff
des vorliegenden Patentanspruchs 1.
-
Die konventionelle Steuerung von Behälterförderanlagen nutzt Näherungs-
und Endschalter an Weichen und Endstellen der Fahrkurse, um die notwendigen Verriegelungen
herzustellen. Die Weichenbetätigung und das Ein- und Ausschalten des Fahrstromes
erfolgen von Hand aufgrund mitgeführter Laufzettel, die beim Beladen mitgegeben
werden.
-
Sichtkontakt zu den Fahrzeugen ist für diese Betätigungen unerläßlich.
Die konventionelle Steuerung ist dadurch personalintensiv. Rationalisierungszwänge
bewirken vielfach, daß diese Lösung verlassen werden muß.
-
Die zentrale Steuerung von Behälterförderanlagen, die seit mehr als
zehn Jahren praktiziert wird, arbeitet mit passiven Fahrzeugen, die feste Kennungen
haben. Diese Kennungen werden an bestimmten Stellen des Fahrkurses selbsttätig gelesen.
An der Eingabestelle wird die Fahr-
zeugkennung gemeinsam mit den
jeweiligen Material- und sonstigen Laufzettelangaben einem zentralen Rechner mitgeteiit,
der dann die Ziel- und Weichensteuerung übernimmt, wobei wie bei der konventionellen
Steuerung verriegelt wird. Das Mitführen eines Laufzettels mit der Ware kann entfallen.
Eine derartige zentrale Steuerung ist in der DE-PS 24 09 999 beschrieben. Solche
Anlagen haben geringere Betriebskosten, erfordern aber spezielle Projektierung und
Programmierung und damit hohe Investitionskosten. Insbesondere ist auch der Grundaufwand
für Kleinanlagen bereits relativ hoch.
-
Es ist auch eine dezentrale Steuerung von Fahrzeugen durch die DE-AS
15 30 357 bekanntgeworden, bei der für den jeweiligen Streckenbereich auf dem Fahrzeug
Fahrstraßenkennzeichen voreingestellt werden, die vom Fahrzeug ausgestrahlt und
in Empfangseinrichtungen vor jeder Weiche empfangen und zu Weichenstellbefehlen
verarbeitet werden.
-
Es handelt sich also um eine Zielsteuerung mittels Weichensteuerungen,
die vom Fahrzeug selbst veranlaßt werden.
-
Dabei können die Fahrstraßenkennzeichen in Form von binär verschlüsselten
Telegrammen sukzessiv oder in Form von Frequenzkombinationen simultan ausgesendet
werden.
-
Eine gleichermaßen arbeitende Anordnung zur Zielsteuerung über Weichensteuerungen,
die durch das Fahrzeug selbst veranlaßt werden, ist auch in der DE-OS 28 13 420
beschrieben.
-
Es ist durch die DE-AS 25 55 370 ferner bekannt, am Beginn eines Streckenabschnitts
einem Fahrzeug eine Kennung (Adresse) berührungslos zu übermitteln, unter deren
Angabe ein Datenverkehr mit einer Streckenzentrale aufgenommen wird, wobei diese
Kennung bei Einfahrt in den folgenden Streckenabschnitt durch berührungslose Übermittlung
einer neuen Kennung geändert wird.
-
Es sei noch vermerkt, daß die Anordnung gemäß der DE-OS 28 13 420
bis auf die dezentrale Weichensteuerung eine zentrale Fördersteuerung darstellt:
es ist eine Prozeßeinheit zur Steuerung des gesamten Ablaufes und der Verarbeitung
der Daten vorgesehen, welche an eine Ringleitung angeschlossen ist, de über eine
Zentral elektronik in der Nähe des Zielortes mit einer Empfangs-/Sendeeinheit für
Daten vom bzw. zum Fahrzeug am Zielort verknüpft ist. Die Zentralelektronik überprüft
die ankommenden Daten auf ihre Richtigkeit und schreibt nur als richtig erkannte
Daten in einen in ihr enthaltenen Speicher. An die Zentralelektronik ist ein Bedienungspult
angeschlossen, mit dem Zielbezeichnungen eingegeben werden können, die abgespeichert
werden und dann über die Empfangs-/Sendeeinheit an ein Fahrzeug übertragen werden
können.
-
Während Behälter in der Regel passiv und ohne Antrieb bewegt werden,
sind Fahrzeuge für Einschienenhängebahnen und fahrerlose Transportsysteme mit eigenen
Antrieben versehen. Neben der Transport funktion mit einer oder mehreren Fahrgeschwindigkeiten
können sie zusätzliche Funktionen, wie Heben, Senken, Drehen und Kippen mit Hilfe
von Hilfsantrieben ausführen. Diese Funktionen mit anschlierender Rückmeldung der
ausgeführten Bewegung durch Übermittlung der Endschalterstellungen lassen sich konventionell
nur durch direkte Betätigung auf dem Fahrzeug ausführen. Bei den genannten Einschienenhängebahnen
ist die Fernbedienung weniger Funktionen über spezielle Steuerschienen möglich.
Bei den fahrerlosen Transportsystemen ist eine Fernbedienung über Funk oder Infrarot
bekannt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung
der Fahrzeuge, ihrer Fahrwege und der auf ihnen durchführbaren Funktionen anzugeben,
das ohne übergeordnete zentrale Steuerung einen vollautomatischen Betrieb im gesamten
Streckenbereich gewährleistet.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des
Patentanspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritte gelöst.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in den nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert.
-
In der Figur ist ein Streckennetz, bestehend aus dem Streckenabschnitt
ST1, aus einem in angegebener Fahrtrichtung nach einer Weiche W1 in nicht abzweigender
Stellung folgenden Streckenabschnitt ST2, aus einem der Weiche W1 in abzweigender
Stellung folgenden Streckenabschnitt ST3, aus einem nach einer Weiche W2 am Ende
des Streckenabschnitts ST2 in nicht-abzweigender Stellung folgenden Streckenabschnitt
ST4 und aus einem der Weiche W2 in abzweigender Stellung folgenden Streckenabschnitt
ST5 angegeben.
-
Am Anfang des Streckenabschnitts ST1 befindet sich eine Eingabestelle
EST, vor der Weiche W1 ein der Weichenstellung dienendes Gerät WST-W1 und im Streckenabschnitt
ST2 ein Zielstationsgerät ZSTG an einer Zielstation ZST1.
-
Die Eingabestelle EST besitzt eine Sende-/Empfangseinrichtung ESE
und daran angeschlossen ein Eingabegerät EG mit einer überschreibbaren Speichereinrichtung
ESP.
-
Das der Weichenstellung dienende Gerät WST-W1 ist eine Sende-/Empfangseinrichtung
WES; daran angeschlossen ist ein Weichengerät WG mit einer Speichereinrichtung WGSP.
An das Weichengerät ist eine Weichensteuerung WST angeschlossen, von deren Ausgang
Steuerleitungen zur Stellung der Weiche Wl ausgehen.
-
Das Zielstationsgerät ZSTG besteht aus einer Sende-/Emp-
fangseinrichtung
STSE, daran angeschlossen ist ein Strekkengerät SG mit einem überschreibbaren Speicher
SGSP und einer an das Steuergerät SG angeschlossenen ortsfesten Steuerung SST. Die
Schnittstelle zu dieser Steuerung besteht aus parallelen Ein- und Ausgängen.
-
Auf einem Fahrzeug, das mit Z angedeutet ist - es handelt sich bei
dem Fahrzeug an der Eingabestelle EST um das gleiche Fahrzeug wie in der Zielstation,
nur, daß es dort in einem späteren Zeitpunkt, nachdem es dort hingefahren ist, betrachtet
wird - befindet sich eine der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende
Fahrzeug-Einrichtung FE. Diese Fahrzeug-Einrichtung enthält eine Sende-/Empfangseinrichtung
FSE; daran angeschlossen ist ein Fahrzeuggerät FG mit einem überschreibbaren Speicher
FGSP.
-
An das Fahrzeuggerät angeschlossen ist ein Steuergerät FSTG.
-
Die Schnittstelle zu diesem Steuergerät besteht aus parallelen Ein-
und Ausgängen. Man erkennt, daß das der Weichenstellung dienende Gerät WST-W1, das
Zielstationsgerät ZSTG und die Fahrzeugeinrichtung FE den gleichen Aufbau besitzen.
Das gilt auch für die Eingabestelle EST, wenn man von der hier nicht benötigten
Steuerung absieht. Auch das Weichengerät WG, das Streckengerät SG, das Fahrzeuggerät
FG und das Eingabegerät EG können in gleicher Weise aufgebaut werden, wenn sie einen
Mikroprozessor enthalten, dessen Programm die unterschiedlichen Funktionen der Geräte
enthält. Diese Baugleichheit ist für den Aufbau der für das erfindungsgemäße Verfahren
benötigten Einrichtungen von großem Vorteil. Dies gilt auch für eine spätere Erweiterung
oder Änderung des bestehenden Streckennetzes.
-
Die Koppelung zwischen den ortsfesten Sende-/Empfangseinrichtungen
und den Sende-/Empfangseinrichtungen auf den Fahrzeugen kann in bekannter Weise
induktiv (über verlegte Koppel spulen und Antennen auf den Fahrzeugen) oder über
Infrarot erfolgen. Im ersten Fall steht für die Datenüber-
tragung
für jede Übertragungsrichtung ein eigener HF-Kanal zur Verfügung; im zweiten Fall
steht für die Datenübertragung für jede Übertragungsrichtung ein HF-modulierter
Infrarotkanal zur Verfügung. Zur Datenübertragung werden binär kodierte Telegramme
verwendet. Die -Aussendung der Zieladresse vom Fahrzeug kann durch zyklische Telegrammabgabe,
d.h. laufend, oder durch Aufruf durch ein ortsfestes Gerät erfolgen. In Abhängigkeit
der Geschwindigkeit der Fahrzeuge ist das Stück der Strecke zu bestimmen, in dem
ein Datenaustausch möglich ist.
-
Die Verhinderung des Auffahrens eines Fahrzeugs auf ein voranfahrendes
kann etwa durch eine an sich bekannte Blocksicherung vorgenommen werden: ein Fahrzeug,
das in einen Streckenabschnitt einfährt, veranlaßt, daß der dahinterliegende Streckenabschnitt
stromlos geschaltet wird und so lange stromlos bleibt, bis das Fahrzeug in den folgenden
Streckenabschnitt eingefahren ist.
-
Im Speicher ESP der Eingabestelle ES werden nun folgende Daten bereitgestellt
und anschließend durch das Eingabegerät EG zum Fahrzeuggerät FG übertragen und dort
in den Speicher FGSP eingeschrieben: 1. die Zieladresse der Zielstation, hier der
Station ZST1.
-
Sind mehrere hintereinander liegende Ziele anzusteuern, so wird eine
Folge, bestehend aus den zugehörigen Zieladressen, eingeschrieben; bei einem geschlossenen
Kurs kann die letzte dieser Zieladressen die Rückkehradresse der Eingabestelle sein.
-
2. Angabeüber das Transportgut, wie Art des Gutes, Platz des Gutes
auf dem Fahrzeug, und bei mehreren Zieladressen (außer einer Rückkehradresse) auch
die Angabe derselben, sowie für Ladevorgänge die Art des Fahrzeugs.
-
Es sei zunächst angenommen, daß auf allen Fahrzeugen nur die Zieladresse
einer Zielstation eingeschrieben ist.
-
Zusätzlich kann die Rückkehradresse gespeichert sein.
-
Das betrachtete Fahrzeug F soll zur Zielstation ZST1 fahren; es ist
also die Zieladresse dieser Station gespeichert.
-
Nach Eingabe dieser Daten erhält das Fahrzeug von der Eingabestelle
EST einen Fahrbefehl. Dieser Fahrbefehl enthält auch eine Angabe über die zu fahrende
Geschwindigkeit. Auf dem Fahrzeug wird dieser Fahrbefehl- dem Steuergerät FSTG zugeleitet,
das veranlaßt, daß der Antrieb eingeschaltet und ggf. auf einer bestimmten Geschwindigkeit
gehalten wird. Die erfolgte Einschaltung wird quittiert und die Quittung über das
Fahrzeuggerät FG dem Eingabegerät EG mitgeteilt.
-
Das Fahrzeug erreicht nun zuerst das der Weichenstellung dienende
Gerät WST-W1 für die Weiche W1. Die Sende-/Empfangseinrichtung WES dieses Geräts
sendet dauernd einen Aufruf aus, der ein vorbeifahrendes Fahrzeug veranlaßt, sich
mit seiner Zieladresse zu melden. Das Fahrzeug Z meldet daraufhin die Zieladresse,
die zur Station ZST1 gehört. Im Speicher WGSP des Weichengeräts WG werden vor Inbetriebnahme
der Anlage die Zieladressen aller Stationen, die das Fahrzeug bei seiner Weiterfahrt
erreichen könnte, eingeschrieben. Zusätzlich ist jeder Zieladresse ein Weichenstellbefehl
zugeordnet. Die übertragene Zieladresse wird dem Weichengerät WG zugeführt und dort
mit jeder gespeicherten Zieladresse verglichen. Der Weichenstellbefehl, der zu der
gespeicherten Zieladresse gehört, die mit der übertragenen übereinstimmt, wird dann
der Weichensteuerung WST zugeleitet, die die Stellung der Weiche W1 (siehe gestrichelte
Linie in der Figur) durchführt. Im vorliegenden Fall wird die Weiche W1 auf "geradeaus"
gestellt respektive bleibt, wenn sie in dieser Lage war, in der gleichen Lage.
-
Das Fahrzeug F fährt nun zur Zielstation ZST1 weiter. Die Sende-/Empfangseinrichtung
STSE des Zielstationsgeräts ZSTG sendet dauernd einen Aufruf, der ein vorbeifahrendes
Fahrzeug veranlaßt, sich mit seiner Zieladresse zu melden. Das Fahrzeug Z meldet
daraufhin die Zieladresse, die zur Station ZST1 gehört.
-
Wenn das Streckengerät SG feststellt, daß eine Zieladresse vorliegt,
die der eigenen Zielstation zugeordnet ist - was im vorliegenden Fall vorliegt -
sendet es einen Haltebefehl an das Fahrzeug. Dort wird dieser Befehl dem Steuergerät
FSTG zugeleitet, der die Bremsung des Fahrzeugs einleitet und dann, wenn das Fahrzeug
zum Stillstand gekommen ist, ein Quittungssignal über den Halt-Zustand des Fahrzeugs
an das Fahrzeuggerät SG gibt, das eine Übertragung des Quittungssignals zum Streckengerät
veranlaßt. Das Streckenstück, in die Sende-/Empfangseinrichtungen des Fahrzeugs
mit den ortsfesten Sende-/Empfangseinrichtungen koppeln, ist so lange zu wählen,
bis daß zum Stillstand des Fahrzeugs die Koppelung erhalten bleibt.
-
Die eben beschriebene Fahrsteuerung für das Halten des Fahrzeugs,
wie auch die schon beschriebene Anfahrsteuerung an der Eingabestelle und die weiter
unten beschriebene Anfahrsteuerung an den Zielstationen, beinhaltet, daß die sonst
übliche Motorsteuerung über den Fahrstrom oder über gesonderte Steuerstromkreise,
die als Schleifleitungen ausgeführt sind, entfallen kann (bei der Motorsteuerung
über den Fahrstrom müßte jedes Fahrzeug eine Batterie für die Informationsverarbeitung
und die Ausführung der weiter unten beschriebenen Funktionen auf dem Fahrzeug besitzen).
-
In den Speicher SGSP des Streckengeräts SG ist eine Reihe von Funktionen
eingeschrieben, die ein Fahrzeug ausführen kann und die für die Zielstation ZST1
in Betracht kommen.
-
Es können auch Folgen von Funktionen gespeichert sein, bei denen eine
Funktion nach der anderen für einen bestimmten, etwa einen Abladevorgang, ausgeführt
werden.
-
Nach der Stillstandsquittung des Fahrzeuges fragt das Streckengerät
die Angaben über die Art des Fahrzeugs und die Transportgutdaten ab; abhängig davon
veranlaßt das Streckengerät dann durch Ubermittlung einer ersten durchzuführenden
Funktion an das Fahrzeug die dortige Ausführung der Funktion durch das Steuergerät.
Nach vollzogener Ausführung (z.B. durch Endlageschalter) gibt das Steuergerät dann
eine Quittung ab, die dem Streckengerät übermittelt wird. Das Streckengerät übermittelt
dann die zweite durchzuführende Funktion usf., bis die Quittung der Ausführung der
letzten durchzuführenden Funktion vorliegt. Es findet also ein Dialogverkehr zwischen
dem Zielstationsgerät ZSTG und der Fahrzeugeinrichtung FE statt.
-
Über die dem Streckengerät nachgeschaltete ortsfeste Steuerung SST
können, veranlaßt durch das Streckengerät, auch Stationsbefehle ausgegeben werden;
diese können abhängig sein von dem Vorhandensein eines Fahrzeugs, seinen Transportgutdaten,
ggf. der Art des Fahrzeuges, den gespeicherten Funktionen respektive der Quittung
ihrer Ausführung, im Streckengerät gespeicherten Stationsfunktionen und ggf. zu
ladendem Gut. Liegt die Quittung der Ausführung der letzten durchzuführenden Funktion
im Streckengerät vor, veranlaßt dieses entweder die Übertragung der Rückkehradresse
(falls vorausgesetzt ist, daß auf dem Fahrzeug die Rückkehradresse nicht gespeichert
ist) oder es veranlaßt, daß auf dem Fahrzeug die Rückkehradresse als gültige Adresse
behandelt wird. Nach Quittierung dieser Operation überträgt das Zielstationsgerät
einen Fahrbefehl an das Fahrzeug, der in gleicher Weise wie der Fahrbefehl an der
Eingabestelle ausgeführt wird, worauf
nach erfolgter Einschaltung
des Antriebes eine Quittung an das Streckengerät erfolgt. Können die Fahrzeuge mehr
als eine Zieladresse (außer der Rückkehradresse) besitzen, so muß in einer Zielstation
zusätzlich die Angabe beachtet werden, welches Ladegut für sie bestimmt ist. Es
erfolgt nach Quittung der Ausführung der letzten auszuführenden Funktion an das
Streckengerät die Aufforderung durch dieses an das Fahrzeuggerät, die nächste Zieladresse
in der gespeicherten Folge von Zieladressen als gültig zu behandeln.
-
Es ist auch möglich, an der Zielstation neues Ladegut aufnehmen zu
lassen; hierzu werden zusätzlich in den Speicher des Streckengeräts SG Ladefunktionen
eingeschrieben und entsprechend - nach vorhergehender Abfrage der Ladungen für weitere
Ziele und ihre Ladeplätze - wie die vorhergehend beschriebenen Entladefunktionen
abgearbeitet. Nach erfolgreicher Abarbeitung und Ubertragung der Ladegutdaten kann
das Streckengerät, falls die Fahrzeuge nur eine Zieladresse und evtl. eine Rückkehradresse
führen, die neue Zieladresse auf das Fahrzeug übertragen und dort die Ersetzung
der noch gültigen Adresse durch die neue Adresse bewirken. Dabei kann bei einem
Rundkurs auch eine Zieladresse angegeben werden, die ein Vorbeilaufen an der Eingabestelle
notwendig macht. Da diese keine Rückkehradresse erkennt, wirkt sie nicht auf das
Fahrzeug ein. Bei einer Folge mehrerer eingespeicherter Zieladressen könnte in gleicher
Weise verwahren werden, wenn man in Kauf nimmt, daß die Entladung des soeben geladenen
Ladeguts vorrangig erfolgt, d.h. andere Entladungen verzögert werden. Anderenfalls
muß die Mitteilung einer zusätzlichen Zieladresse im Fahrzeuggerät bewirken, daß
die neue Zieladresse zwischen der letzten Zieladresse der Folge und der Rückkehradresse
eingeschrieben wird und dann die der Zielstation ZST entsprechende Zieladresse folgende
Adresse als gültig behandelt wird.
-
Wird in einem Streckengerät oder in einem der Fahrzeuge rate Storungen
festgestellt, so erfolgt eine akustische, optische oder sonstige Störungsmeldung.
Es sind noch streckenpunkt-veränderliche Streckengeräte mit entsprechenden Sende-/Empfangseinrichtungen
vorgesehen, die zur Ortung und Diagnose von Fehlern dienen.