ES2244654T3 - Sisitema de clasificacion de material. - Google Patents

Abstract

Un sistema de clasificación, que comprende una pluralidad de unidades de transporte, conectadas extremo a extremo para formar un tren continuo, y montadas para su movimiento a lo largo de un carril que define, a intervalos a lo largo de su longitud, puntos de destino en los que los artículos portados por cada una de las unidades de transporte, pueden ser descargados selectivamente, bajo el control de un sistema de control central, donde el sistema de control central comprende un dispositivo transmisor de frecuencia de radio, a través del cual son transmitidas señales de control al tren continuo, y el tren continuo comprende un dispositivo receptor de frecuencia de radio, para recibir las señales de control transmitidas, y un controlador local de a bordo, para activar cada una de las unidades de transporte en respuesta a una señal de control recibida, caracterizado porque el sistema de control central comprende, además, medios para determinar la posición actual de cada unidad de transporte,en relación con una posición de referencia fija en el carril, datos de posición actuales que son comunicados periódicamente al controlador de a bordo, y el controlador de a bordo comprende medios para extrapolar, a partir de la velocidad del tren continuo, la distancia recorrida en cada instante, pasada la posición previamente comunicada a este por el sistema de control central.

Description

Sistema de clasificación de material.

La presente invención se refiere un sistema de clasificación de material y, más en concreto, a un sistema de clasificación del tipo que comprende una pluralidad de unidades de transporte, y que son móviles sobre un carril. Los artículos a ser clasificados, son cargados sobre unidades de transporte, y son descargados en direcciones especificadas o puntos de destino, a lo largo del carril.

En un sistema de clasificación conocido, cada una de las unidades de transporte comprende una bandeja, que está conectada a un mecanismo de inclinación. El mecanismo de inclinación de las bandejas, permite a la bandeja ser inclinada hacia un lado, aunque más usualmente a ambos lados, respecto de la dirección de recorrido de las unidades de bandeja basculante, en el carril. De este modo, los artículos cargados en las bandejas pueden ser descargados en puntos de destino seleccionados.

En otro sistema conocido de clasificación de material, cada una de las unidades de transporte comprende un pequeño transportador de "banda cruzada". El transportador permite que los artículos que están cargados sobre este, sean impulsados hacia cada lado de la dirección de recorrido de las unidades de transporte, a lo largo del carril. De este modo, los artículos localizados en los transportadores pueden ser descargados en puntos de destino seleccionados.

Los clasificadores de bandeja basculante y los de banda cruzada, son bien conocidos, por su capacidad para manipular una amplia variedad de productos, a altas tasas de salida, alta velocidad, y precisión muy elevada. Los clasificadores de bandeja basculante son empleados generalmente en sistemas de manipulación de equipaje de aeropuertos, almacenes centrales de distribución, e instalaciones de manipulación de paquetes. Las bandas cruzadas se usan, más frecuentemente, para la clasificación de artículos más pequeños, donde la anchura del punto de destino es estrecha. El clasificador de banda cruzada impulsa a los artículos hacia la tolva, mientras que el clasificador de bandeja basculante deja caer al producto, en un punto de destino, por efecto de la gravedad. Como consecuencia, la anchura del punto de destino puede hacerse más estrecha para un clasificador de banda cruzada.

Los clasificadores de bandeja basculante son, por lo general, impulsados mecánicamente, aunque se conoce unidades de bandeja basculante activadas eléctricamente.

Mientras que una unidad de bandeja basculante activada eléctricamente, ofrece muchas ventajas frente a una unidad de bandeja basculante mecánica, sigue habiendo algunas limitaciones en relación con los diseños existentes. Debe situarse un transmisor en cada posición de la vagoneta, a lo largo del carril, para iniciar el volcado, y debe ser identificado por el soporte lógico de control, dentro del sistema de control del clasificador. Siempre que se cambia la posición de una vagoneta, el transmisor asociado con esta debe ser posicionado de nuevo, y es necesario que se lleve a cabo cambios en el soporte lógico de control. Además, hay un coste de instalación considerable para instalar transmisores de vagoneta, en términos de cableado eléctrico del sitio, soporte lógico y puesta en servicio.

Como debe haber un transmisor situado inmediatamente adyacente a cada posición de vagoneta, se necesita una serie de transmisores para producir un buen esquema de relleno, para tolvas anchas. Aunque es relativamente fácil instalar varios transmisores para una unidad de bandeja basculante, activada eléctricamente, todos estos transmisores requieren cableado, control por soporte lógico, instalación, y tiempo de puesta en servicio. También hay un límite para el número de posiciones de vagoneta para una sola tolva, debido al tamaño físico de los transmisores, sus repisas de montaje y el cableado asociado.

Una vez programado, el perfil de la vagoneta de las bandejas no puede ser cambiado fácilmente. Pero sería beneficioso ser capaz de variar, de modo selectivo, el perfil de la vagoneta de la bandeja, por ejemplo inclinar una bandeja basculante más vigorosamente cuando el equipaje se ha humedecido, e inclinarla suavemente cuando se transporta artículos frágiles.

Una limitación de la capacidad de un clasificador de bandeja basculante, es la velocidad del clasificador. El número de artículos que pueden ser clasificados no puede ser mayor que un número de bandejas pasando por el área de carga del clasificador, en un tiempo dado. Hasta hora hay una velocidad máxima a la que las bandejas puede viajar de modo seguro a lo largo del carril y, por encima de esta velocidad, existe siempre el riesgo de que los artículos en las bandejas sean arrojados de las bandejas, cuando la bandeja viaja por curvas del carril.

También se necesita que un clasificador de bandeja activada eléctricamente, comunique con el sistema de control del clasificador, en localizaciones específicas alrededor del carril del clasificador. Cuando el clasificador detiene el suministro eléctrico a las unidades de bandeja basculante, es desconectado, por razones de seguridad. Cuando el clasificador es arrancado de nuevo, todas las unidades de bandeja basculante deben ser reajustadas, para que respondan a las órdenes de inclinación. Esta función es llevada a cabo en cierta posición, por medio de un transmisor, que es activado cuando la unidad de bandeja basculante pasa sobre él. De manera similar, cuando una unidad de bandeja basculante ha tenido un fallo, y está en la condición de fallo, la unidad de bandeja basculante es reajustada de este modo.

Las unidades de bandeja basculante, una vez que han sido reajustadas, activan un transmisor de a bordo que envía una señal, al sistema de control del clasificador, de que está listo para recibir artículos. Si una unidad de bandeja basculante produce un fallo, el transmisor de a bordo es desconectado. El estado de las unidades de bandeja basculante es leído en posiciones prefijadas, por un receptor en el carril.

Debido al hecho de que los transmisores y los receptores son leídos en un numero limitado de posiciones prefijadas, puede producirse demoras inherentes en el arranque del clasificador, puesto que todas las unidades de bandeja basculante necesitan pasar la posición de reajuste antes de que pueda cargarse artículos en las bandejas, y antes de que pueda pasarse órdenes de inclinación a las unidades de bandeja basculante individuales. Se produce una condición de fallo, una unidad de bandeja basculante no puede comunicar el tipo de fallo, sino solamente que se ha producido un fallo, debido al hecho de que el transmisor de a bordo provisto con esta, solo permite una señal de activado o desactivado.

Por facilitar la comprensión, se describirá ahora un típico clasificador de bandeja basculante activado eléctricamente, con referencia a las figuras 1 y 2 de los dibujos anexos.

En referencia ahora en primer lugar a la figura 2, se muestra dos unidades de bandeja basculante activadas eléctricamente 101 y 102, que están conectadas juntas para formar un tren continuo. Cada unidad de bandeja basculante comprende, en la parte inferior de esta, una sección de caja de aluminio 2, que rodea una placa de acero 1. La placa de acero constituye una placa de reacción para un motor de inducción lineal. Estos motores de inducción lineal sirven para impulsar el tren continuo alrededor de un carril (no mostrado). La velocidad de este tren continuo alrededor del carril, se determina por un medio de sensor (no mostrado) sobre, o adyacente a, el carril, que es capaz de detectar las marcas sobre una banda codificadora 3, que se extiende a lo largo del lado de cada sección de caja 2, y un control central usa después esto para regular la velocidad del tren continuo, alrededor del carril.

En referencia ahora a la figura 1, cada unidad de bandeja basculante comprende un motor eléctrico frenado 4, que está conectado en cada uno de sus extremos a un par de brazos 5 que, a su vez, soportan una bandeja 103, mostrada solo en la figura 1 para simplificar la ilustración. El motor 4 es activable para hacer rotar a la bandeja 103 hacia delante y hacia atrás, alrededor de su eje de transmisión, permitiendo de ese modo que los artículos en la bandeja 103 sean descargados desde esta. La bandeja 103 normalmente se sujeta en la posición horizontal, como se muestra en la figura 1, por medio del motor frenado 4.

Cada bandeja basculante comprende en el extremo delantero de esta, una barra de soporte que se extiende horizontalmente 104, que lleva en cada extremo una disposición de rodillo, 105 y 106. Las disposiciones de rodillo 105 y 106 pueden, cada una, ser acopladas en un respectivo canal, definido por el mencionado carril. El funcionamiento de cada bandeja basculante está controlado por dispositivos de receptor y transmisor, portados por la propia unidad, y en localizaciones predeterminadas alrededor del carril, como se explicará ahora.

Cada unidad de bandeja basculante es reajustada después de una condición de fallo, o de la pérdida de potencia, mediante el funcionamiento de un transmisor de reajuste de la bandeja, montado en el carril. Cuando una unidad de bandeja basculante pasa sobre el transmisor de reajuste, el transmisor es activado, y un receptor de reajuste (no mostrado) en la propia unidad, capta la señal. El receptor de reajuste entrega una señal a un controlador 11, montado sobre la unidad de bandeja basculante, controlador 11 que lleva a cabo un reajuste, y habilita a la unidad de bandeja basculante. Cuando la unidad de bandeja basculante es así habilitada, un transmisor de unidad habilitada 9, portado en la barra de soporte horizontal 104, es activado y permanece activado hasta que se produce un fallo o es desconectada la potencia a la unidad de bandeja basculante.

También localizado en el carril, hay un receptor de unidad habilitada, que es capaz de detectar la salida de cada transmisor de unidad habilitada 9. Cuando cada unidad de bandeja basculante pasa sobre el receptor de unidad habilitada, el estado de su transmisor es detectado o "leído" y, de este modo, se determina el estado de cada unidad. Aquellas unidades de bandeja basculante que se determina están deshabilitadas, son retiradas del servicio en el sentido de que no se carga más artículos sobre las bandejas de estas.

También localizados en el carril, en ubicaciones predeterminadas a lo largo de su longitud, hay pares de transmisores de inclinación, de unidad de bandeja basculante. Las salidas de estos transmisores son detectadas por cada unidad de bandeja basculante, por medio de un par de receptores 7 y 8 portados en un extremo de la barra de soporte horizontal 104. Se comprenderá que, dependiendo de las señales entregadas desde cada par de transmisores, se hace que la bandeja de cada unidad de bandeja basculante, cuando esta pasa por los transmisores, se incline o mantenga el nivel. Más específicamente, si el receptor 7 detecta una señal, el controlador 11 activa el motor 4 para hacer que la bandeja se incline hacia la derecha, si el receptor 8 detecta una señal, la bandeja es inclinada hacia la izquierda, y si tanto el receptor 7 como el receptor 8 detectan una señal simultáneamente, la bandeja se mantiene en su nivel.

Una vez que el controlador 11 ve la salida de los receptores 7, 8 y 9, se inicia una secuencia de inclinación, enderezamiento o reajuste, para la unidad de bandeja basculante. La unidad de bandeja basculante se reajustará siempre que se produzca un contacto del conmutador de límite a prueba de fallos 15, por la acción de un señalador de posición 16, cuando la bandeja rota. El conmutador de límite 15 se usa para desconectar el controlador 11, si la bandeja se ha inclinado más allá de su máximo ángulo de rotación. El controlador 11 define las secuencias de inclinación y enderezamiento. El programa en el controlador 11 define la velocidad rotacional de inclinación, y usa tres sensores 17, 18 y 19 para proporcionar información de realimentación de la posición, al efecto de controlar el ángulo de inclinación, y la posición horizontal de la bandeja cuando es enderezada.

Es un objetivo de la presente invención, el proporcionar un sistema de clasificación por bandeja basculante, que proporciona medios más sencillos, y más efectivos, para comunicar y controlar el funcionamiento de cada unidad de transporte sobre, el sistema conocido aludido antes.

Según la presente invención, se proporciona un sistema de clasificación que comprende una pluralidad de unidades de transporte, conectadas extremo a extremo para constituir un tren continuo, y montadas para su movimiento a lo largo de un carril, que define a intervalos a lo largo de su longitud, puntos de destino en los que artículos portados por cada una de las unidades de transporte, pueden ser descargados de modo selectivo, bajo en control de un sistema central de control, donde el sistema central de control comprende un dispositivo transmisor de frecuencia de radio, a través del cual son transmitidas señales del control al tren continuo, y el tren continuo comprende un dispositivo receptor de frecuencias de radio, para recibir las señales de control transmitidas, y un controlador local de a bordo, para activar cada una de las unidades de transporte, en respuesta a una señal de control recibida, caracterizado porque el sistema central de control comprende, además, medios para determinar la posición actual de cada unidad de transporte, en relación con una posición de referencia fija en el carril, cuyos datos de posición actuales son periódicamente comunicados al controlador local de a bordo, y el controlador local de a bordo comprende medios para extrapolar, a partir de la velocidad del tren continuo, la distancia recorrida, en cualquier instante dado, pasada la posición previamente comunicada a este por el sistema central de control.

Preferentemente, el dispositivo transmisor de frecuencia de radio está conectado a una antena con cable radiante, que se extiende por la longitud del carril. La antena con cable radiante puede comprender un cable apantallado, que tiene agujeros en el apantallamiento, a intervalos, a lo largo de su longitud. La antena con cable radiante puede extenderse en paralelo al carril. Alternativamente, puede extenderse dentro del propio carril.

El uso de una antena con cable radiante, para transmitir señales de control desde el sistema central de control al tren continuo, asegura que no hay zonas muertas o nulas alrededor del carril. A este respecto, el carril, los puntos de destino y cualquier aparato asociado pueden apantallar, u obstruir de otro modo, la señal desde una sola antena omnidireccional.

Cada una de las unidades de transporte puede comprender un dispositivo receptor de frecuencia de radio, conectado a un controlador local de a bordo, que activa un mecanismo de descarga de la unidad de transporte, en respuesta a señales de control recibidas. Sin embargo, en una realización preferida de la presente invención, el tren continuo comprende, por lo menos, una unidad de transporte maestra, y una pluralidad de unidades de transporte subordinadas, asociadas con la, o con cada, unidad de transporte maestra, y la, o cada, unidad de transporte maestra comprende una dispositivo receptor de frecuencias de radio, conectado a un controlador local de a bordo, que activa el mecanismo de descarga de la unidad de transporte maestra, y cada una de las unidades de transporte subordinadas asociadas con esta, en respuesta a señales de control recibidas.

La presente invención es capaz de asegurar que los artículos cargados por una unidad de transporte concreta, son descargados en el punto de destino correcto, determinando para ello la posición de cada unidad de transporte, en relación con una posición de referencia fija en el carril. A este respecto, el medio de determinación de la posición, comprende medios para detectar el paso de una unidad de transporte designada, pasada una posición de referencia fija en el carril, un contador, y medios para iniciar el medio de detección de distancia, para la detección de la mencionada unidad de transporte designada. El medio de determinación de distancia, puede comprender una rueda que gira contra el tren continuo, o marcas codificadoras, que se extienden por la longitud del carril, la cuales pueden ser detectadas por medios ópticos. El medio de determinación de distancia comprende un medio de sensor montado en el carril, para medir tanto el paso de cada carro como las marcas en una banda codificadora en cada unidad de transporte, y un contador para contar lo anterior. Se comprenderá que el número que mantiene el contador, representa la posición de la unidad de transporte designada, en relación con la posición de referencia fija, en una precisión del espaciado entre las marcas en la banda codificadora, y que, a partir de esta, la posición de todas las demás unidades de transporte puede ser determinada.

Mientras que el sistema central de control es capaz de determinar con precisión la posición instantánea de cada unidad de transporte, en relación con la posición de referencia fija, a partir del número que mantiene, esta posición instantánea solo es conocida para el controlador o controladores locales de a bordo, en el tren continuo, cuando los datos son comunicados a este, o estos, por el sistema central de control. Cuando la comunicación de datos, entre el sistema central de control y el controlador o controladores locales de a bordo, es una comunicación bidireccional de datos, la comunicación al controlador o controladores locales, será interrumpida debido al retardo inherente para conmutar un transmisor receptor, entre modo transmisor y modo receptor. Cualquier imprecisión en la posición de las unidades de transporte, determinada por el controlador o controladores locales de a bordo, tendrá como resultado, desde luego, el descargar su carga en el lugar equivocado.

La presente invención supera este problema, extrapolando para ello a partir de la velocidad del tren continuo, la distancia recorrida en cada instante entre los datos de posición de recepción actuales, y los nuevos datos de posición recibidos.

Cada unidad de transporte está provista con un motor eléctrico, que es operable para hacer que la bandeja o cinta asociada a esta, se active. Puede ser suministrada potencia a cada motor por separado, o a través de una sola unidad de alimentación común, en cuyo caso las unidades de transporte deben estar acopladas entre sí, tanto eléctricamente como mecánicamente. Cualquiera, de entre varias técnicas, puede ser empleada para suministrar potencia a los motores eléctricos, incluido:

1.

a)

Una fuente de potencia eléctrica continua está posicionada alrededor del perímetro del sistema clasificador de carril, y se toma potencia de esta, por vía de un conjunto de captadores de potencia montados en una, o en cada, unidad de transporte, y usados cuando se necesita.

b)

Una fuente de potencia eléctrica por etapas es posicionada adyacente, a una corta longitud de carril, permitiendo a un dispositivo de almacenamiento de potencia de a bordo de una, o de cada, unidad de transporte, recibir y almacenar energía suficiente para proporcionar una inclinación.

2.

Se proporciona una batería recargable en una, o cada, unidad de transporte. La batería recargable es recargada siempre que sea conveniente en el esquema operativo del sistema.

3.

a)

Se transmite energía eléctrica a una o más unidades de transporte, por vía de un método de inducción magnética. En tal método, es inducida una corriente eléctrica, desde un carril inductivo a un captador portado en una, o cada, unidad de transporte, permitiendo que la potencia sea usada para volcar una bandeja, o activar una banda cruzada. El raíl inductivo puede estar incorporado dentro del carril, o puede estar espaciado respecto de este. Donde sea apropiado, las unidades de transporte pueden estar provistas con un dispositivo de almacenamiento de potencia, en la forma de una batería o un condensador.

b)

También puede ser adoptado un método inductivo de transmisión de potencia por etapas. Este usará la inducción magnética para transmitir potencia a una, o cada, unidad de transporte, en "estaciones de carga" seleccionadas localmente, después de lo cual es almacenada la potencia por un dispositivo de almacenamiento de potencia, tal como una batería o un condensador.

4.

Puede generarse potencia en cada unidad de transporte mediante el uso de una dinamo, impulsada por la ruedas de esa unidad. Esto puede generar potencia dinámicamente, para activar el mecanismo de descarga de la unidad de transporte, o puede ser almacenada la potencia en un dispositivo de almacenamiento, tal como una batería o un condensador, para su uso cuando se necesita.

Las propias unidades de transporte puede ser impulsadas alrededor del carril, por medio de cualquiera de una serie de técnicas de propulsión convencionales, incluido la transmisión a rueda por fricción, carros impulsados por motor individual, activación por pinzas, motor de inducción lineal (L.I.M., lineal induction motor), servo L.I.M., accionamiento por Cadena/CAT, y transmisión a rosca.

Mediante la prestación de comunicación inalámbrica entre el sistema central de control y cada unidad de transporte, se mejora el funcionamiento del sistema de clasificación respecto de los sistemas convencionales, en varios aspectos. Para empezar, con el comunicación inalámbrica se asegura que cada unidad de transporte está virtualmente en comunicación constante con el sistema central de control. Esto significa que cualquier orden requerida, puede ser inmediatamente transmitida a la unidad de transporte, y cumplida. Esto significa también que cualquier cambio en el estado de funcionamiento de una unidad de transporte, puede ser inmediatamente transmitido al sistema central de control, y puede provocarse la acción apropiada. Además, y probablemente lo más importante, supone que el sistema de clasificación ya no es en lo sucesivo dependiente del posicionamiento de cada unidad de transporte, para conseguir comunicación a, y desde, el sistema de control central.

Ahora se describirá una realización de la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una vista en perspectiva, de la unidad de transporte convencional para uso en un sistema de clasificación por transporte;

la figura 2 es una vista en perspectiva, de dos unidades de transporte tales como la que se muestra en la figura 1, conectadas juntas para formar un tren continuo;

la figura 3 es un esquema, que muestra la arquitectura de control de un sistema de clasificación por transporte, acorde con la presente invención;

la figura 4 es un esquema, que muestra el controlador local de a bordo de una sola unidad de transporte maestra; y,

la figura 5 es un esquema, que muestra el interfaz entre una unidad de transporte maestra, y una unidad de transporte subordinada, inmediatamente seguida detrás de aquella.

Aunque la presente invención se describe, en lo que sigue, con referencia al sistema de clasificación que comprende unidades de bandeja basculante, se comprenderá que la presente invención es igualmente aplicable a otros tipos de unidades de transporte, incluidas unidades clasificadoras por banda cruzada.

En un sistema de clasificación acorde con la presente invención, la inclinación de la bandeja de la unidad de bandeja basculante, es efectuada por medio de un motor, bajo el control de un controlador local de a bordo. Se comprenderá que cada unidad de bandeja basculante, puede estar provista con su propio controlador local discreto de a bordo, pero que en un sistema implementado de forma práctica, un solo controlador local de a bordo está conectado a, y controla, varias unidades de bandeja basculante. En este contexto, la unidad de bandeja basculante que lleva el controlador local de a bordo, es aludida como una "unidad de bandeja basculante maestra" y las unidades de bandeja basculante a las que está conectada, son aludidas como "unidades de bandeja basculante subordinadas". El número (n) de unidades de bandeja basculante subordinadas, asociadas con cada unidad de transporte maestra, dependerá del sistema concreto. El controlador local de a bordo comunica con un controlador del sistema, por vía de un sistema de comunicación de frecuencia de radio. Este se elaborará como sigue.

La bandeja de cada unidad de bandeja basculante se mantiene en su posición, normalmente horizontal, por medio de un freno de parada, un seguro activado de modo electromecánico, o algún dispositivo equivalente. En respuesta a una señal de control apropiada, desde el controlador del sistema, el controlador de a bordo desembraga el freno de parada, o el seguro electromecánico, de una unidad de bandeja basculante designada, y activa el motor para hacer que la bandeja rote en el sentido requerido. El perfil de rotación de la bandeja, está convenientemente controlado usando un sistema detector, un codificador o un potenciómetro, para proporcionar realimentación de la posición. El controlador local de a bordo también controla el ángulo de inclinación, y la aceleración o desaceleración de la bandeja. Cuando se ha descargado artículos cargados por la unidad de bandeja basculante designada, la bandeja es devuelta a su posición horizontal normal. Esto puede conseguirse usando una señal de control desde el controlador del sistema, o bien el controlador local de a bordo puede funcionar al efecto de invertir el motor, después de un periodo predeterminado.

La figura 3 también muestra la arquitectura de control global de un sistema de clasificación de bandeja basculante, acorde con la presente invención. En esta realización de la invención, se muestra una serie de unidades de bandeja basculante, de las cuales una es una unidad de bandeja basculante maestra 32, conectada con un número (n) de unidades subordinadas de bandeja basculante 33, para constituir un tren continuo. Aunque no se ilustra en el dibujo, hay varias unidades maestras de bandeja basculante, conectada cada una a un número de unidades de bandeja subordinadas, para constituir una pluralidad de trenes continuos, y estos trenes continuos están, a su vez, enlazados juntos para formar el bucle cerrado de unidades de bandeja basculante, que se extiende por la longitud del carril mostrado en la figura 3.

Cada unidad de bandeja basculante maestra 32 comprende un módem de frecuencia de radio 34, un controlador programable 35, que comunica con al módem de frecuencia de radio 34 por vía de un cable de comunicaciones en serie, y un controlador del motor 36. También se puede proporcionar un módulo I/O 37, dependiendo del tipo de controlador de motor 36 seleccionado.

En referencia a la figura 5, se verá que el controlador del motor 36 de la unidad de bandeja basculante maestra 32, también está conectado al controlador del motor 36 de cada unidad de bandeja basculante subordinada 33, en el tren continuo, usando un bus de campo igual que lo están lo módulos E/S 37. Sin embargo, se comprenderá que no siempre es este el caso. Dependiendo de la configuración, los módulos de E/S pueden ser conectados al controlador maestro 36 de cada unidad de bandeja basculante 33, sin conexión entre los propios controladores del motor 36.

Posicionado alrededor del carril hay un cable alimentador radiante 38, que está conectado a un módem de radio 39. El cable alimentador radiante 38 está montado dentro del carril, pero debe ser posicionado en alejamiento de, por lo menos, 50 mm respecto de cualquier emplazamiento de acero. El módem de radio 39 está conectado por un enlace de comunicaciones en serie, a un controlador de encaminamiento 40 que, a su vez, está conectado por vía de Ethernet, o un bus de campo de alta velocidad, al controlador del sistema 41. El controlador del sistema es capaz de comunicar con una serie de sistemas de alto nivel, tales como escáner, máquinas SCADA, máquinas de rayos X, etc., que son usadas en las típicas instalaciones de clasificación por bandeja basculante. Dependiendo de la naturaleza de los sistemas con los que debe comunicar el controlador del sistema 41, puede ser posible eliminar la necesidad del controlador de encaminamiento 40, de modo que el controlador del sistema 41 comunique directamente con el módem de frecuencia de radio 39.

El funcionamiento de las unidades de bandeja basculante dentro de un tren continuo, está controlado como sigue:

1.

El controlador del sistema 41 recibe información sobre el destino de cualquier artículo concreto que va a ser cargado, en la superficie de transporte de una unidad de bandeja basculante. Si una unidad de bandeja basculante necesita ser reajustada, a partir de una condición de fallo, o ser puesta fuera de servicio, el controlador del sistema recibe estas solicitudes desde el SCADA.

2.

Cuando el artículo es ubicado sobre la bandeja de una unidad de bandeja basculante designada, la información sobre el punto de destino de esa unidad concreta se pasa al controlador de encaminamiento 40. Todas las demás órdenes se pasan al controlador de encaminamiento, en el momento adecuado.

3.

El controlador de encaminamiento 40 determina la posición del punto de destino en el que debe ser descargado el artículo, en términos de su distancia absoluta desde una posición de referencia. Para todas las demás órdenes, el controlador de encaminamiento determina si esto debería realizarse inmediatamente, o en una cierta posición desde la posición de referencia.

4.

A intervalos regulares se emite datos de control, desde el controlador de encaminamiento 40 al módem de frecuencia de radio 39. Estos datos de control son emitidos, a su vez, a través del cable alimentador radiante 38 a todas la áreas del carril.

5.

El módem de frecuencia de radio 34 en cada, y en toda, unidad de bandeja basculante 32, recibe los datos de control emitidos sobre el cable alimentador radiante 38 y, a su vez, pasa los datos de control al respectivo controlador programable 35.

6.

El controlador programable 35 en cada unidad de bandeja basculante maestra, analiza los datos de control y, en el momento adecuado, pone en marcha órdenes de volcado, órdenes de reajuste u órdenes de enderezamiento. Estas órdenes están dirigidas a los módulos de E/S 37 y a los controladores del motor 36, por vía de conexiones del bus de campo, y las acciones de volcado, enderezamiento, o reajuste, son controladas de este modo.

7.

Después de que cada mensaje de datos de control saliente ha sido emitido, una unidad designada de bandeja basculante maestra 32, informa de vuelta, al controlador del sistema 41, sobre el estado de las unidades de bandeja basculante 33 que este controla. Estos datos de estado, son transmitidos por el módem de la bandeja basculante maestra 34, sobre el cable alimentador radiante 38, al módem del controlador del sistema 39, y son convertidos a formato de comunicación en serie, cuando pasan al controlador de encaminamiento 40.

8.

Algunos de estos mensajes con datos del estado, son requeridos por el controlador de encaminamiento 40, pero cierta información, tal como la indicación de estado de fallo en una unidad de bandeja basculante concreta, se pasa al controlador del sistema 41 que, a su vez, puede comunicarse con sistemas SCADA u otros dispositivos.

Para que el método de comunicación del cable alimentador radiante trabaje de modo satisfactorio, debe cumplirse una serie de requisitos, dentro del sistema de clasificación.

Los sistemas de clasificación por bandeja basculante pueden medir más de 1 km de longitud, y pueden estar instalados en edificios en los que hay una gran densidad de emplazamientos de acero y maquinaria pesada. El sistema también puede pasar a través de albañilería. Como consecuencia, no siempre es posible asegurar de modo eficaz la comunicación inalámbrica usando tecnología de antenas estándar. La presencia de acero u otras superficies en un campo de ondas de radio, puede tener como resultado la reflexión de la radiación electromagnética. En ciertas posiciones, las formas de onda reflejadas están en oposición de fase, de modo que se crea zonas nulas o muertas, en las que es imposible recibir o transmitir con éxito.

El uso de cables alimentadores radiantes elimina estos problemas. La pantalla del cable alimentador radiante tiene pequeños agujeros en sí, lo que hace que escape la radiación, y crea un campo electromagnético alrededor del cable. Al asegurar que la antena del módem de cada una de las unidades de bandeja basculante maestras, se mueve en cercana proximidad al cable alimentador radiante, es posible eliminar, o por lo menos reducir, zonas nulas o muertas alrededor del recorrido del carril.

Un problema más con las comunicaciones de radio es el retardo inherente en la conmutación de un transmisor receptor, entre modo transmisor y modo receptor. Este retardo es inevitable, si se quiere mantener la integridad de los datos transmitidos a un nivel aceptable, y es típicamente del orden de 40 ms, para cada cambio en el sentido de la transmisión. Como la propia transmisión de datos lleva un periodo de tiempo finito, solo puede transmitirse datos cada 200 ms. Un clasificador de bandeja basculante puede viajar a velocidad de hasta 2 ms^{-1} y, a esta velocidad, esto tendría como resultado un error en la posición de descarga de hasta 0,4 m, asumiendo que se envió una orden desde el controlador del sistema, y era para ser activada instantáneamente. Esto es inaceptable para muchas aplicaciones de clasificador por bandeja basculante.

Para superar estar problema concreto, se proporciona medios a bordo del tren continuo de unidades de transporte, al efecto de extrapolar la posición instantánea o actual, de una unidad de transporte concreta, en relación a una posición de referencia fija en el carril, entre transmisiones de datos. A este respecto, la posición actual de una unidad de transporte se determina, usualmente, a partir de información proporcionada al controlador del sistema 41 por sensores (no mostrados) montados en el carril. Estos sensores detectan, tanto el paso de cada unidad de bandeja basculante, como las marcas espaciadas en la banda codificadora que está dispuesta por la longitud de cada unidad de bandeja basculante. (Estas marcas se muestran en la unidad de bandeja basculante descrita más arriba, con referencia a las figuras 1 y 2.) Así, el controlador del sistema 41 es capaz de determinar la posición actual de cualquier unidad de bandeja basculante concreta, en relación con la posición de referencia fija, con una precisión igual a la distancia entre dos marcas en la banda codificadora. Sin embargo, como se ha indicado arriba, esta posición solo puede ser comunicada actual al controlador local o programable 35 en la, o en cada, unidad de bandeja basculante maestra, cada 200 ms. Para evitar la necesidad de que las instrucciones al tren continuo sean ejecutadas inmediatamente, el controlador programable 35 es capaz de determinar la distancia que ha recorrido, en cualquier instante durante este periodo de 200 ms, pasada la posición actual comunicada previamente a este por el sistema de control central, usando la velocidad calculada del tren continuo.

La precisión, de la posición en la que se lleva a cabo una orden, es mejorada por medio de la implementación de un algoritmo de extrapolación, que predice el valor del "número actual", es decir, la posición de una unidad de bandeja basculante designada, a partir de una posición de referencia fija en el carril, en los 200 ms entre mensajes entrantes. Esto se hace generalmente por medio de implementar el algoritmo de extrapolación dentro del controlador programable 35, en cada unidad de bandeja basculante maestra 32. En respuesta a una orden enviada periódicamente desde el controlador de encaminamiento 40, el controlador programable 35 calcula la velocidad del tren continuo, calculando para ello la velocidad de cambio del número actual, recibido en sus mensajes entrantes. De este modo, puede determinarse la velocidad real del tren continuo. Puesto que ahora se conoce la velocidad del tren continuo, y puesto que se puede considerar generalmente que el tren continuo corre a velocidad constante durante el funcionamiento, el algoritmo de extrapolación es capaz de incrementar el valor del número actual, entre mensajes entrantes, de modo que el valor está constantemente actualizado. Usando este método, se elimina la necesidad de velocidades rápidas de transmisión de datos para conseguir alta precisión en la posición de volcado, etc. No obstante, como alternativa a esto, el controlador central puede llevar a cabo el cálculo, y transmitir al controlador de a bordo datos indicativos de la velocidad del tren continuo.

Cada 200 ms, el controlador del sistema 41 envía un mensaje a la totalidad de las unidades de bandeja basculante maestras 32. El mensaje contiene en, su primer octeto, un nodo de consulta que es la dirección de la unidad de bandeja basculante maestra que es requerida, para responder con el estado de sus unidades de bandeja basculante 33 asociadas. Después de que el mensaje ha sido enviado, la unidad de bandeja basculante maestra responde inmediatamente, enviando para ello un mensaje de vuelta al controlador del sistema. Los dos siguientes octetos contienen el "número actual", que es la distancia que se ha movido en el clasificador, a lo largo del carril, la primera unidad de bandeja basculante maestra, desde una posición de referencia fija.

El resto del mensaje contiene los datos de la orden, para hasta quince órdenes. Una orden necesita que se transmita dos registros de información. El primer registro contiene la orden, el número de unidad de bandeja basculante maestras 32, y el número de unidades de bandeja basculante subordinadas, asociadas con la unidad de bandeja basculante maestra. De este modo, una orden puede ser enlazada, o designar, a cualquiera de las unidades de bandeja basculante de un clasificador de bandeja basculante.

El segundo registro contiene la posición en la que debería llevarse a cabo la orden. El controlador programable local 35 empareja la posición del número actual, con la posición de la orden, antes del inicializar el control de los controladores del motor 36.

Como una alternativa al uso del protocolo descrito arriba, el sistema de control de frecuencia de radio puede funcionar sobre un par de canales de comunicación, que están separados en frecuencia, fase o de algún otro modo. En un sistema semejante, se permite que la comunicación de datos desde el sistema de control central, a los controladores locales de a bordo, tenga lugar en uno de los mencionados canales, mientras que las comunicaciones de datos desde cada uno de los controladores locales de a bordo, al sistema de control central, se permite que tenga lugar en el otro canal.

Mediante proporcionar una estructura de control para el clasificador como la descrita, la incorporación de comunicaciones por radio, un sistema de antena de tipo cable alimentador radiante, y el diseño de carro que usa una disposición de tipo maestro subordinado, se mejora el rendimiento del sistema global:

1.

La necesidad de un gran número de transmisores, situados tanto en el carril del clasificador como en los carros, es eliminada. Esto reduce el coste de fabricación y el coste de instalación de un clasificador.

2.

Para cambiar la posición de volcado de un punto de destino, se necesita un cambio en un solo registro del controlador de encaminamiento. Ya no existe la necesidad de hacer cambios físicos en las posiciones del transmisor en el carril, o hacer cambios en el soporte lógico en el controlador del sistema.

3.

Debido al hecho de que los controladores del motor y los controladores programables en las unidades maestras de bandeja basculante, son accesibles por medio de comunicaciones, el perfil del volcado puede ser cambiado cuando el clasificador está operativo, sin la necesidad de transferir cambios a los controladores del motor. Esta característica permite que sea cambiado el perfil del volcado en diferentes momentos del día, o para diferentes tipos de producto.

4.

Puede añadirse fácilmente múltiples posiciones de volcado, para permitir la distribución óptima del producto en una tolva de descarga.

5.

También puede hacerse que las unidades de bandeja basculante se "inclinen" en secciones curvas del carril del clasificador, de modo que el clasificador puede tener una velocidad de marcha superior, puesto que el producto ya no abandonará la superficie de la bandeja de transporte en las secciones curvas del carril. De este modo, puede incrementarse el caudal del clasificador.

6.

Tras el arranque del sistema de clasificación, puede permitirse que las unidades de bandeja basculante que estén listas, reciban o descarguen bolsas inmediatamente, tan pronto como el sistema de clasificación ha alcanzado la velocidad de funcionamiento. Esto asegura que la disponibilidad del sistema de clasificación es máxima.

7.

El estado de la totalidad de las unidades de bandeja basculante es conocido en todo momento, debido al hecho de que las unidades de bandeja basculante maestras transmiten el estado de todas sus unidades de bandeja basculante subordinadas, cada uno o dos segundos. Además, el fallo concreto que se haya producido, puede ser grabado en todo momento.

Claims (13)

1. Un sistema de clasificación, que comprende una pluralidad de unidades de transporte, conectadas extremo a extremo para formar un tren continuo, y montadas para su movimiento a lo largo de un carril que define, a intervalos a lo largo de su longitud, puntos de destino en los que los artículos portados por cada una de las unidades de transporte, pueden ser descargados selectivamente, bajo el control de un sistema de control central, donde el sistema de control central comprende un dispositivo transmisor de frecuencia de radio, a través del cual son transmitidas señales de control al tren continuo, y el tren continuo comprende un dispositivo receptor de frecuencia de radio, para recibir las señales de control transmitidas, y un controlador local de a bordo, para activar cada una de las unidades de transporte en respuesta a una señal de control recibida, caracterizado porque el sistema de control central comprende, además, medios para determinar la posición actual de cada unidad de transporte, en relación con una posición de referencia fija en el carril, datos de posición actuales que son comunicados periódicamente al controlador de a bordo, y el controlador de a bordo comprende medios para extrapolar, a partir de la velocidad del tren continuo, la distancia recorrida en cada instante, pasada la posición previamente comunicada a este por el sistema de control central.

2. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de control central comprende medios para calcular la velocidad del tren continuo, y para comunicar, al controlador de a bordo, datos indicativos de esta.

3. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 1, en el que el controlador local de a bordo comprende medios para calcular la velocidad del tren continuo.

4. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 3, en el que el controlador local de a bordo calcula la velocidad del tren continuo, determinando para ello la velocidad de cambio de su posición, en relación con la mencionada posición de referencia fija, a partir de los datos de posición actuales periódicamente comunicados a este.

5. Un sistema de clasificación acorde cualquier reivindicación precedente, en el que el medio de determinación de la posición comprende medios para detectar el paso de una unidad de transporte designada, pasada la posición de referencia fija, medios para determinar continuamente la distancia recorrida por la unidad de transporte designada, pasada la posición de referencia, y medios para poner en marcha el medio de determinación de distancia, en el momento de la detección de la unidad de transporte designada.

6. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 5, en el que el medio de determinación de distancia, comprende un medio de sensor montado en el carril, para detectar las marcas espaciadas de forma equidistante en el tren continuo, y un contador para contar estas.

7. Un sistema de clasificación acorde cualquier reivindicación precedente, en el que cada una de las unidades de transporte, comprende un dispositivo receptor de frecuencia de radio, conectado a un controlador local de a bordo, que activa un mecanismo de descarga de la unidad de transporte, en respuesta a señales de control recibidas.

8. Un sistema de clasificación acorde cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el tren continuo comprende, por lo menos, una unidad de transporte maestra y una pluralidad de subordinadas asociadas con la, o cada, unidad de transporte maestra, y la, o cada, unidad de transporte subordinada comprende un dispositivo receptor de frecuencia de radio, conectado a un controlador local de a bordo, que activa el mecanismo de descarga de la unidad de transporte maestra y de cada una de las unidades de transporte subordinadas asociadas con esta, en respuesta a señales de control recibidas.

9. Un sistema de clasificación acorde cualquier reivindicación precedente, en el que el dispositivo transmisor de frecuencia de radio, está conectado a una antena con cable alimentador radiante, que se extiende por la longitud del carril.

10. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 9, en el que la antena de alimentación radiante comprende un cable apantallado, que tiene agujeros en el apantallamiento, a intervalos a lo largo de su longitud.

11. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 9 o la 10, en el que la antena de alimentación radiante se extiende en paralelo al carril.

12. Un sistema de clasificación acorde con la reivindicación 9 o la 10, en el que la antena de alimentación radiante se extiende dentro del propio carril.

13. Un sistema de clasificación acorde cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la comunicación de datos en dos sentidos, entre el sistema de control central y el, o cada, controlador local de a bordo, se lleva a cabo por dos canales separados.