ES2566627T3 - Sistema de monitorización para medida de la velocidad y de la elongación de cadenas de transporte - Google Patents

Sistema de monitorización para medida de la velocidad y de la elongación de cadenas de transporte Download PDF

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ES2566627T3 ES13706183.4T ES13706183T ES2566627T3 ES 2566627 T3 ES2566627 T3 ES 2566627T3 ES 13706183 T ES13706183 T ES 13706183T ES 2566627 T3 ES2566627 T3 ES 2566627T3
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Fabio SALICE
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Abstract

Un sistema de monitorización para una cinta transportadora de artículos (100; 100(j)), comprendiendo dicha cinta transportadora de artículos una porción estática y al menos una correspondiente cadena de transporte (105) sin fin adaptada para moverse con respecto a la porción estática cuando la cinta transportadora de artículos esté en funcionamiento, incluyendo dicho sistema: - un elemento (130) de referencia situado sobre la cadena de transporte; - un primer sensor (202c) integrado en la porción estática y un segundo sensor (202d) integrado en la porción estática, estando dichos primer y segundo sensores separados entre sí una primera distancia (Scd), estando configurado cada sensor para detectar el paso del elemento de referencia cercano al propio sensor, durante el funcionamiento de la cinta transportadora; - medios (210(j)) de recuento acoplados a los sensores y configurados para medir: a) un primer tiempo correspondiente al tiempo transcurrido entre un primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y un primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor, y b) un segundo tiempo correspondiente: - al tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y un segundo paso del elemento de referencia cercano al primer sensor, o - el tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor y un segundo paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor, siendo dicho segundo paso posterior al primer paso; - medios (210)j); 340) de computación configurados para: c) determinar la velocidad de movimiento de la cadena de transporte con respecto a la porción estática basándose en el primer tiempo medido y en la primera distancia, y d) determinar la longitud de la cadena basándose en la velocidad de movimiento determinada y basándose en el segundo tiempo medido.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de monitorizacion para medida de la velocidad y de la elongacion de cadenas de transporte.
La presente invencion se refiere, de forma general, al campo de las cintas transportadoras de artfculos; de forma mas espedfica la invencion se refiere a un sistema de monitorizacion para la medida de la elongacion de cadenas de transporte de tales cintas transportadoras.
Las cintas transportadoras de artfculos, y en particular las cintas transportadoras de banda, de placa deslizante o de cadena, son utilizadas en muchos campos industriales o civiles, desde la industria de comida hasta los aeropuertos.
En terminos muy generales, una cinta transportadora comprende uno o mas elementos de transporte, adaptados para proporcionar una superficie de apoyo para los productos que van a ser transportados, los cuales estan dispuestos para avanzar a lo largo de un camino de transporte, mediante medios de movimiento adecuados tales como motores electricos, pinones o engranajes de accionamiento.
En particular, las cintas transportadoras de placa deslizante o de banda utilizan como medios de transporte una cadena que consiste en varios segmentos formados por una pluralidad de eslabones, articulados entre ellos mediante respectivos pasadores para formar una superficie de apoyo lisa sustancialmente plana, destinada a soportar a los artfculos que van a ser transportados.
Al igual que todos los sistemas mecanicos, tambien las cintas transportadoras y sus componentes estan sujetos a desgaste durante su funcionamiento. Por ejemplo, los pasadores que articulan los eslabones de los segmentos de cadena se pueden desgastar cuando esten sujetos a esfuerzos prolongados. En cadenas de plastico con pasadores de acero, el asiento de los pasadores se desgasta mas que el propio pasador, mientras que en cadenas hechas enteramente de acero o enteramente hechas de plastico, el desgaste esta presente en proporciones similares tanto en el pasador como en el asiento de articulacion del pasador. En cualquier caso, debido al desgaste, los eslabones que constituyen los segmentos de cadena puede tender a abrirse y distanciarse unos con respecto a otros, con el resultado de que la superficie del elemento de transporte nunca mas proporciona la capacidad de transporte necesaria. La separacion de los eslabones provocada por el desgaste causa la correspondiente elongacion progresiva de la cadena, la cual, si es excesiva, puede afectar negativamente al correcto acoplamiento de la cadena con los pinones. De hecho, cuando la elongacion llega a ser excesiva, los eslabones de la cadena, en el momento en que se acoplan con los dientes del pinon, tienden a moverse hacia la punta del diente en lugar de cerca del fondo del espacio entre dos dientes sucesivos.
La separacion progresiva de los eslabones de cadena del fondo del espacio entre dientes sucesivos del pinon es tal que puede causar una variacion gradual de la velocidad de movimiento de la cadena. Si la elongacion de la cadena debida a la apertura de los eslabones excede un cierto umbral crftico, como por ejemplo el 3% de su longitud inicial, la cadena puede saltar un diente del pinon, provocando que la cadena este sujeta a esfuerzos dinamicos muy altos, y por lo tanto determinando mas o menos parones frecuentes en el flujo de los artfculos transportados, y consecuentes cafdas de los mismos de la cadena de transporte.
Por esta razon, las cintas transportadoras requieren inspecciones periodicas por operadores cualificados con el fin de controlar la cantidad actualizada de elongacion de la cadena y, si fuera necesario, proceder a planificar la parada de la planta y la reparacion o remplazo de la cadena.
Sin embargo, teniendo en cuenta los considerables costes asociados a la monitorizacion tradicional, es preferible implementar un sistema capaz de monitorizar automaticamente la elongacion de las cadenas de la cinta transportadora.
Por ejemplo, cada cadena puede estar provista de un dispositivo de medida inteligente adecuado, capaz de medir la elongacion de la cadena y de informar en tiempo real cuando dicha elongacion ha excedido un umbral crftico predeterminado. Sin embargo, la implementacion de un sistema de monitorizacion automatico de este tipo se ha comprobados que es muy compleja, por las siguientes razones.
Primero, debido a que el tamano efectivo a ser detectado es una cantidad relativamente pequena (el umbral crftico es del orden del 3%), el dispositivo de medida debena ser lo suficientemente preciso. Ademas, la mayona de los dispositivos de medida de este tipo extensamente utilizados en el mercado son muy complejos, ya que se tienen que adaptar para detectar la magnitud (elongacion) mediante una medida local. Entonces, teniendo en cuenta el hecho de que en un unico sitio (por ejemplo, una fabrica) podna haber un gran numero de cintas transportadoras, cada una de ellas comprendiendo una pluralidad de cadenas, y que cada cadena puede estar sujeta a una elongacion independiente de las demas, el numero de dispositivos de medida del sistema de monitorizacion automatica se puede elevar facilmente hasta alcanzar un numero elevado. Finalmente, los aparatos de medida deben ser, de forma necesaria, robustos, con el fin de operar de forma correcta incluso en las condiciones adversas que pueden ocurrir en un ambiente de trabajo hostil como una planta industrial, como por ejemplo la presencia de maquinaria electrica en
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las proximidades de la cinta transportadora que podna generar interferencias electromagneticas inapreciables, altas temperatures, excesiva humedad, presencia de polvo, vibraciones, y productos qmmicos de limpieza agresivos.
En GB 2 4068844 se ha descrito un sistema de monitorizacion en donde se expone un aparato de monitorizacion de elongacion de cadena, que comprende dos sensores montados en un soporte fijo separados una distancia fija predeterminada para generar senales electricas en respuesta a la deteccion de, al menos, dos marcadores conectados a una cadena.
El solicitante ha abordado por lo tanto el problema de como obtener un sistema para monitorizacion de cintas transportadoras, para la deteccion elongacion de cadenas que no este afectado por los inconvenientes mencionados mas arriba.
Un aspecto de una solucion de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion propone un sistema de monitorizacion para una cinta transportadora de artfculos. La cinta transportadora de artfculos comprende una porcion estatica y al menos una correspondiente cinta de transporte sin fin adaptada para moverse con respecto a la porcion estatica cuando la cinta transportadora de artfculos este en funcionamiento. El sistema incluye un elemento de referencia situado en la cadena de transporte, un primer sensor integrado en la porcion estatica y un segundo sensor integrado en la porcion estatica. Dichos primeros y segundos sensores estan separados entre sf por una primera distancia; cada sensor esta configurado para detectar el paso del elemento de referencia proximo al propio sensor durante el funcionamiento de la cinta transportadora. El sistema ademas incluye medios de recuento acoplados a los sensores y configurados para medir un primer tiempo correspondiente al tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y el primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor. Los medios de recuento estan ademas configurados para medir un segundo tiempo correspondiente al tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y un segundo paso del elemento de referencia cercano al primer sensor, o el tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor y un segundo paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor. Dicho segundo paso es posterior al primer paso. El sistema ademas comprende medios de computacion configurados para determinar la velocidad de movimiento de la cadena de transporte con respecto a la porcion estatica, basandose en el primer tiempo medido y la primera distancia, y que determinan la longitud de la cadena basandose en la velocidad del movimiento determinada y basandose en el segundo tiempo medido.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, la cadena de transporte comprende una pluralidad de eslabones de cadena; dicho elemento de referencia es un unico elemento de referencia situado en un elemento de cadena.
Dichos medios de recuento estan ademas configurados para memorizar un primer grupo de primeros tiempos medidos; dicho primer grupo comprende una serie de primeros tiempos medidos mas recientemente mediante dichos medios de recuento. Dichos medios de computacion ademas comprenden una unidad de procesamiento configurada para determinar, para cada primer tiempo medido del primer grupo, un valor correspondiente de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte, dividiendo la primera distancia por el primer tiempo medido.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, dichos medios de recuento estan ademas configurados para memorizar un segundo grupo de segundos tiempos medidos. Dicho segundo grupo comprende una serie de segundos tiempos medidos mas recientemente por los medios de recuento. Dicha unidad de procesamiento esta ademas configurada para determinar, para cada segundo tiempo medido del segundo grupo, un valor correspondiente de la longitud de cadena, multiplicando dicho segundo tiempo medido por el correspondiente valor determinado para la velocidad de movimiento de la cadena de transporte.
De forma preferente, la unidad de procesamiento esta ademas configurada para determinar un valor promedio de la longitud de la cadena, sumando entre sf los valores de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte determinados basandose en los segundos tiempos de medida del segundo grupo y dividiendo dicha suma por el numero de segundos tiempos medidos del segundo grupo.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, dichos medios de computacion estan configurados para determinar un valor instantaneo de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte, multiplicando dicho valor instantaneo de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte por el segundo tiempo medido.
De forma ventajosa, los medios de computacion son remotos con respecto a los medios de recuento; dicho sistema ademas comprende una unidad de intercomunicacion en comunicacion con los medios de recuento y los medios de computacion.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, la unidad de intercomunicacion esta adaptada para interrogar a los medios de recuento para recibir los primeros tiempos medidos y los segundos tiempos medidos calculados por los medios de recuento; los medios de computacion estan adaptados para interrogar a dicha unidad de intercomunicacion para recibir los primeros tiempos medidos y los segundos tiempos medidos recibidos de la unidad de intercomunicacion.
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De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, dichos sensores estan configurados para detectar una cantidad ffsica y dicho elemento de referencia esta configurado para generar, en el espacio que lo rodea, anomalfas tales que alteren el valor de la cantidad ffsica, detectables por los sensores.
De acuerdo con un modo realizacion de la presente invencion, dichos sensores son sensores Hall, y dicho elemento de referencia es un iman.
Una solucion de acuerdo con uno o mas modos de realizacion de la invencion, asf como caracteffsticas adicionales y ventajas de la misma, seran entendidas mejor con referencia a la siguiente descripcion detallada, dada meramente como un ejemplo indicativo y no limitativo, para ser lefda en conjuncion con los dibujos que se acompanan (en los cuales los elementos correspondientes estan indicados con la misma referencia o similares y su explicacion no es repetida por brevedad). A tal respecto, se comprende de forma explfcita que las figuras no estan necesariamente a escala (con algunos detalles que pueden estar exagerados / o simplificados) y que, a no ser que se indique de otra manera, son usadas meramente para ilustrar de forma conceptual las estructuras y procedimientos descritos. En particular:
La Figura 1A representa de forma esquematica una pequena seccion de la cinta transportadora de arffculos; la figura 1B es una seccion transversal de un elemento de apoyo de la cadena de la figura 1A; la figura 1C es una vista en seccion de la cinta transportadora de la figura 1A;
la figura 2 es una vista simplificada, con partes parcialmente eliminadas de la cinta transportadora de la figura 1A, en la cual un aparato detector es visible de acuerdo con uno de los modos de realizacion de la presente invencion, y
la figura 3 ilustra de forma esquematica un sistema de monitorizacion de acuerdo con uno de los modos de realizacion de la presente invencion.
En referencia en particular a las figuras, la figura 1A representa de forma esquematica una pequena seccion de una cinta transportadora de arffculos 100, de forma particular una cinta transportadora de cadena, que comprende por ejemplo una cadena 105 de cinta transportadora para el transporte de arffculos tales como, por ejemplo, botellas de bebida (agua mineral, refrescos y similares), no mostrados en la figura. Se ha de insistir que el tipo de cinta transportadora, y la naturaleza de los arffculos para los que esta destinada a transportar, no son limitativos para los propositos de la presente invencion, la cual aplica en generar a cualquier tipo de cinta transportadora, con independencia de la naturaleza de los arffculos a ser transportados.
La cadena 105 esta constituida por una pluralidad de segmentos de cadena, cada uno de los cuales esta su vez constituido por una pluralidad de eslabones 110 de cadena articulados entre sf mediante pasadores (no mostrados) para definir una superficie lisa sustancialmente plana, para sustentar los productos que se van a transportar. La cadena 105 de transporte esta accionada en su movimiento mediante medios de accionamiento adecuados (no mostrados, dado que son conocidos y no son relevantes para la comprension del modo de realizacion de la invencion aqrn considerado) y en funcionamiento se supone que desliza a lo largo de la direccion de la flecha mostrada en la figura. La cadena 105 es una cadena sin fin la cual forma un bucle cerrado, que comprende una porcion de ida adaptada para proporcionar la superficie de apoyo de los productos que se van a transportar y una porcion de retorno. Durante el funcionamiento de la cinta transportadora 100, cada eslabon 110 de la cadena 105 es entonces capaz de moverse a lo largo de una trayectoria cerrada, de aqrn en adelante referida con el termino “circuito de cadena”.
En la posicion de ida, la cadena 105 se apoya de forma deslizante, en correspondencia con sus bordes externos, sobre respectivos perfiles 115, 115' grna, hechos de un material con un bajo coeficiente de rozamiento, montados sobre resaltes de los elementos 120 de apoyo.
En terminos generales, el sistema de monitorizacion, de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, permite que al menos un aparato detector este asociado a cada cadena que se monitoriza, comprendiendo un par de sensores de proximidad adaptados para detectar el paso de un elemento de referencia situado sobre la cadena. Aprovechando los sensores de proximidad, cada aparato detector es capaz de medir el tiempo empleado por el elemento de referencia para recorrer un tramo de trayectoria, y enviar ese tiempo a una unidad de procesamiento la cual, basandose en el tiempo medido, es capaz de determinar la velocidad de movimiento de la cadena. La velocidad de movimiento de la cadena asf medida es despues aprovechada por la unidad de procesamiento para determinar la longitud actual de la cadena basandose en el tiempo empleado por el elemento de referencia en recorrer una vuelta completa del circuito de cadena. Este tiempo de recorrido del circuito es determinado por el aparato, midiendo el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del elemento de referencia por el mismo sensor de proximidad.
De acuerdo con un modo de realizacion preferido de la presente invencion, los sensores de proximidad son sensores de proximidad magneticos, tales como sensores Hall, y el elemento de referencia es un iman.
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En particular, de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, el aparato detector de la cadena 105 comprende un iman 130 situado sobre (por ejemplo, encastrado en) un eslabon 110, y un par de sensores Hall (no visibles en la figura 1A), por ejemplo situados en una porcion de la cinta transportadora 1O0 justo por debajo de la cadena 105, de tal manera que la trayectoria recorrida por el iman 130 durante el movimiento de la cadena 105 pase justo por encima de los sensores por efecto Hall. Sin entrar en detalles de sobra conocidos por expertos en la materia, un sensor Hall es un dispositivo electronico que permite la medida de la intensidad de campo magnetico utilizando el efecto Hall.
La figura 1B es una seccion transversal del elemento 120 de apoyo, en la cual es visible la posicion de los sensores Hall de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion, mientras que la figura 1C es una vista en seccion (a lo largo de la lmea II de la figura 1A) de la cinta transportadora 100. De acuerdo con este modo de realizacion, un primer sensor 202c Hall y un segundo sensor 202d Hall son instalados en la placa 204 de un circuito impreso en una porcion definida del miembro 120 de apoyo situado por debajo del perfil 115 gma. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1C, la placa 204 puede estar instalada en una cavidad 206 formado en el propio elemento 120 de apoyo.
Una vista simplificada, con partes parcialmente eliminadas de la cinta transportadora 100, en la cual el aparato detector de la cadena 105 es visible de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, se ilustra de forma esquematica la figura 2.
El iman 130, situado sobre un eslabon 110 de la cadena 105, con el fin de realizar una vuelta completa del circuito de cadena, tiene que recorrer una distancia S la cual, empezando desde un valor inicial conocido, con el paso del tiempo, tiende a incrementarse debido a la elongacion de la cadena 105 causada por el desgaste de los componentes de la propia cadena. Por ejemplo, como se menciona en la parte introductoria de este documento, la elongacion de la cadena 105 puede ser causada por el desgaste de los pasadores que conectan los eslabones 110 cuando estan sujetos a un esfuerzo prolongado.
Los dos sensores 202c y 202d Hall estan alineados con respecto a la direccion del movimiento de la cadena 105 (identificado en la figura mediante una flecha) y estan separados entre sf por una distancia Scd. La placa 204 que contiene a los sensores 202c y 202d esta situada proxima a la porcion de ida del bucle cerrado definido por la cadena 105 a una distancia d (en la direccion perpendicular al plano definido por la cadena 105) desde la propia cadena 105; la distancia d es lo suficientemente reducida como para permitir que cada sensor 202c, 202d detecte la presencia del campo magnetico generado por el iman 130 en el momento en el cual el iman esta situado por encima del sensor. Consideraciones similares se pueden aplicar cuando los sensores 202c y 202d estan situados de diferentes formas, por ejemplo en las proximidades de la posicion de vuelta del bucle cerrado definido por la cadena 105.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, cada sensor 202c, 202d esta configurado para proporcionar una respectiva senal electrica de deteccion Rc, Rd dependiendo de la intensidad del campo magnetico detectado. Por ejemplo, cada sensor 202c, 202d es un sensor Hall de umbral con histeresis. Cuando ningun iman esta situado en las proximidades del detector, la intensidad del campo magnetico detectado es despreciable, y la senal de deteccion es definida por el dispositivo sensor a un valor logico bajo; a medida que el iman se aproxima, la intensidad del campo magnetico detectado aumenta, creciendo hasta que alcanza un valor maximo cuando el iman esta situado en la posicion la cual es la mas cercana al sensor. El sensor esta configurado para conmutar la senal de deteccion a un valor logico alto tan pronto como la intensidad del campo magnetico detectado excede un primer umbral predeterminado. La senal de deteccion se mantiene en el valor logico alto por el sensor siempre y cuando la intensidad del campo magnetico detectado esta por encima de un segundo umbral predefinido (por ejemplo, igual al primer umbral); tan pronto como la intensidad del campo magnetico detectado desciende por debajo de este segundo umbral, los sensores vuelven a computar la senal de deteccion al valor logico bajo. Consecuentemente, de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, con el fin de detectar el paso del iman por encima de un sensor, es suficiente con detectar un lfmite creciente de la correspondiente senal de deteccion. La placa 204 ademas comprende una unidad 210 de recuento acoplada a los sensores 202c y 202d para recibir las senales de deteccion Rc, Rd y para realizar las correspondientes medidas de los tiempos empleados por el iman 130 para recorrer tramos de trayectoria predefinidos, tal y como se describira en detalle a continuacion.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, con el fin de evaluar la elongacion de la cadena 105, la unidad 210 de recuento esta configurada para realizar la medida de dos intervalos de tiempo utilizando un contador C basado en una senal de recuento periodica que tiene una frecuencia fc, por ejemplo 20 kHz.
Inicialmente, el contador C esta inicializado a cero, cuando el sensor 202c detecta el paso del iman 130 (es decir, en la detencion de un lfmite creciente de la senal de deteccion Rc), la unidad 210 de recuento comienza a contar, empezando a incrementar el contador C. El recuento es marcado mediante una senal de recuento, es decir, el contador C es incrementado una unidad cada vez que transcurre un intervalo de tiempo igual a 1/fc. Cuando el paso del iman 130 es detectado por el sensor 202d (es decir, en la detencion de un lfmite creciente de la senal de deteccion Rd), el valor C1 asumido por el contador C en el momento del paso es almacenado por la unidad 210 de recuento, por ejemplo en una memoria de trabajo dentro de la propia unidad 210 de recuento. Cuando el sensor 202c detecta un paso posterior del iman 130 (es decir, en la detencion de un lfmite creciente posterior, de la senal de deteccion Rc) el valor
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C2 asumido por el contador C en ese momento es tambien memorizado por la unidad 210 de recuento. El contador C es entonces inicializado a cero inmediatamente y el recuento se reinicia inmediatamente.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, la unidad 210 de recuento esta configurada para almacenar un registro de los valores C1 y C2 del contador C obtenidos al finalizar los recuentos, y realiza operaciones estadfsticas sobre dichos registros con el fin de reducir los errores de deteccion posibles, tal y como se describira mas adelante en la presente descripcion. En particular, definiendo con C1(i) el valor asumido por el contador al paso del iman 130 detectado por el sensor 202d al recuento i-esimo generico, y con C2(i) al valor asumido por el contador al siguiente paso del iman 130 detectado por el sensor 202c al mismo recuento i-esimo, de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, la unidad de recuento esta configurada para guardar en memoria los valores C1(i) C2(i) (i = 1, 2, , ...., p) de los ultimos p recuentos. El valor C1(i) es proporcional al tiempo empleado por el iman 130 en recorrer un tramo de trayectoria de longitud igual a Scd - es decir, desde el sensor 202c al sensor 202d - durante el recuento i-esimo, mientras que el valor C2(i) es proporcional al tiempo tomado por el iman 130 en el recuento i-esimo para recorrer la distancia S correspondiente a una vuelta completa del circuito de cadena.
Consecuentemente, definiendo con V(i) a velocidad (espacio recorrido Scd dividido por el tiempo empleado) con la cual se mueve la cadena 105 durante el recuento i-esimo, se puede obtener la siguiente ecuacion:
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Se ha de tener en cuenta que en el denominador de la ecuacion anterior, C1(i) ha sido multiplicado por la inversa de la frecuencia fc con el fin de obtener un tiempo actualizado.
Dado que la distancia Scd entre los sensores 202c y 202d es constante a lo largo del tiempo, de acuerdo con la ecuacion (1) es posible monitorizar la velocidad de la cadena, reduciendo el valor V(i) a traves del valor C1(i) calculado por la unidad 210 de recuento. Una vez que se obtiene el valor V(i) de la velocidad es obtenido, puede ser obtenido la longitud de la cadena 105, igual al valor S(i) de la distancia S recorrida por el iman 130 para realizar una vuelta completa del circuito de cadena en el recuento i-esimo, utilizando la siguiente ecuacion:
imagen2
Se ha de tener en cuenta que incluso en este caso, el denominador de la ecuacion previa, C2(i) ha sido multiplicado por la inversa de la frecuencia fc con el fin de obtener un tiempo actualizado.
Considerando un numero p de recuentos correspondiente a un intervalo de tiempo durante el cual se puede considerar, de forma razonable, un cambio de la longitud de la cadena, debido al desgaste, nulo (por ejemplo, el valor de p puede ser elegido para incluir todos los recuentos realizados por la unidad de recuento en un dfa), es posible calcular un valor medio S de la distancia S con la siguiente formula.
p
2>)
S=-^------. (3)
P
La distancia S tiende a incrementarse a lo largo del tiempo, desde un valor inicial conocido, debido a la elongacion de la cadena 105 producida por el desgaste de los componentes de la propia cadena. Observando la evolucion en el tiempo de los valores adoptados por S, es entonces posible monitorizar, de forma eficiente, la elongacion total de la cadena 105. En particular, definiendo con S(t0) el valor inicial de la distancia medida en un tiempo t0 (por ejemplo, la primera vez que una cadena nueva ha sido instalada) mediante la ecuacion (3), y con S(t1) el valor de la distancia S obtenible mediante la ecuacion (3) en un tiempo posterior t1, la elongacion El (en porcentaje) a la que la cadena 105 esta sujeta durante un tiempo entre t0 y t1 es igual a:
imagen3
Una posible configuracion adecuada para ser utilizada con una cinta transportadora de banda cuya cadena 105 se mueva a una velocidad de aproximadamente 4 kilometros por hora, y cuyos eslabones 110 tengan una longitud (a lo
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largo de la direccion del movimiento) igual a aproximadamente 10 cm, puede, por ejemplo, provocar que los sensores 202c y 202d esten situados, sobre la placa 204, a una distancia Scd igual a aproximadamente 300 mm.
Volviendo ahora a la figura 3, se muestra de forma esquematica un sistema 300 de monitorizacion de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion. Con la referencia numerica 310 se indican plantas genericas (referidas como plantas de servicio) para hacer uso de las cintas transportadoras de cadena; por ejemplo, cada planta de servicio puede ser una planta industrial o una planta de transporte de equipaje de un aeropuerto.
Cada sistema 310 de servicio incluye una pluralidad de cintas transportadoras 100 (j) (j = 1, 2,...), cada una de ellas provista del aparato de deteccion de la figura 2 y que comprenden respectivas unidades de recuento 210 (j), y una pluralidad de unidades de intercomunicacion 315(k) (k01, 2, ...), a partir de ahora en la descripcion referidas como “concentradores”, para la recoleccion de los datos de recuento generados por la unidad 210(j) de recuento.
De forma espedfica, dentro de cada uno de los sistemas 310 de servicio, cada concentrador 315(k) esta acoplado a los aparatos de deteccion de un respectivo grupo de cintas transportadoras 100(j) mediante respectivos buses de campo 320(k) (por ejemplo, de acuerdo con la especificacion de conexion en serie rS-485) conectados a la respectivas unidades 210(j) de recuento de las cintas transportadoras 100(j) del grupo.
Cada sistema 310 de servicio ademas comprende un enrutador (pasarela) 325 adaptado para comunicar -por ejemplo, a traves de un canal inalambrico utilizando una banda de radiofrecuencia permitida (de acuerdo con las regulaciones en vigor en los diferentes pafses) - con varios concentradores 315(k) para recibir los datos recolectados por los aparatos de deteccion asociados a las cintas transportadoras 100(j) (los valores C1(i) y C2(i)), y enviarlos a un modem 330, para la transmision hacia una unidad 340 de procesamiento remota a traves de una red 345 externa, como por ejemplo una Red de Area Metropolitana (MAN), una Red de Area Extensa (WAM), una Red Privada Virtual (VPN), Internet, o una red telefonica. Mediante el procesado de los datos recibidos (C1(i) y C2(i)), la unidad 340 de procesamiento calcula las elongaciones actualizadas a las que ha estado sujeta la cadena de la cinta transportadora 100(j), mediante la ecuacion (4).
Mediante una aplicacion software apropiada, como por ejemplo una aplicacion basada en servicios web, un operador 350 se puede conectar el mismo/ella misma a la unidad 340 de procesamiento para obtener informacion relacionada con la elongacion efectiva a la que esta sujeta la cadena de una cinta transportadora 100(j) espedfica.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, cada concentrador 315(k) y las unidades 210(j) de recuento de los respectivos grupos de cintas transportadoras 100(j) estan dispuestos de acuerdo a una arquitectura maestro-esclavo, en la que el concentrador 315(k) (maestro) comprueba y dirige el funcionamiento de las unidades 210(j) de recuento de los aparatos de deteccion (esclavos). De este modo, las unidades 210(j) de recuento situadas en las cintas transportadoras 100(j) estan exentas de tener que realizar operaciones demasiado complejas, y por lo tanto el poder computacional requerido, proporcional al consumo de energfa, se puede mantener a un nivel bajo. De forma espedfica, cada unidad 210(j) de recuento tiene que ser capaz de realizar los calculos en base a las senales recibidas desde los sensores, almacenando los resultados de los ultimos p recuentos, y calculando C1(i) y C2(i) que seran enviados al concentrador 315(k).
Con el fin de permitir que la unidad 340 de procesamiento reconozca el origen de los datos recibidos, cada concentrador 315(k) esta identificado mediante un respectivo codigo de identificacion de concentrador IDC(k); del mismo modo, cada unidad 210(j) de recuento asociada a una cinta transportadora 100(j) esta definida mediante un codigo de identificacion de unidad IDU(j).
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, la unidad 340 de procesamiento y los concentradores 315(k) estan dispuestos de acuerdo con una arquitectura maestro-esclavo, en la cual la unidad 340 de procesamiento (maestro) esta configurada para interrogar a los concentradores 315(k) (esclavo) con el fin de recibir los datos recolectados por este ultimo. En particular, cuando la unidad 340 de procesamiento interroga a un concentrador 315(k) espedfico, este responde enviando a la unidad 340 de procesamiento los datos adquiridos, junto con su propio codigo de identificador de concentrador IDC (k).
La unidad 340 de procesamiento, cuando ha recibido los datos necesarios para calcular la elongacion de las cadenas de cintas transportadoras, actualiza una base de datos adecuadamente estructurada.
Cuando un operador 350 se conecta a la unidad 340 de procesamiento para obtener informacion referente al estado de una cinta transportadora 110(j) espedfica, por ejemplo proporcionando un correspondiente codigo de identificacion de unidad IDU(j), la unidad 340 de procesamiento responde entregando el valor de elongacion calculado El. De esta manera, el operador 350 puede comprobar si es necesario o no el reemplazo / reparacion de la cadena 105. De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, las unidades 340 de procesamiento tambien pueden reportar de forma autonoma al operador 350 cuando la elongacion El ha excedido un umbral cntico predeterminado (por ejemplo 3%).
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En resumen, el sistema de monitorizacion descrito de acuerdo con la invencion proporciona, para una deteccion de cantidades ffsicas (periodos de tiempo, calculados mediante contadores) Nevada a cabo de forma local en la cinta transportadora, la recoleccion de dichas cantidades detectadas en un concentrador adaptado para dirigir las operaciones de deteccion, y un calculo actualizado de la elongacion de la cadena llevada a cabo mediante una unidad de procesamiento remota. Habiendo subdividido las operaciones que se van a realizar en un sistema distribuido, es posible obtener resultados precisos y fiables sin tener que estar forzado a utilizar dispositivos demasiado complicados, delicados y/o caros.
Por supuesto, con el fin de satisfacer requisitos contingentes y espedficos, un experto en la materia puede aplicar a la solucion descrita mas arriba muchas modificaciones y alteraciones.
Por ejemplo, aunque en la presente descripcion se hace referencia a aparatos de deteccion que comprenden un par de sensores Hall adaptados para detectar la presencia de un iman situado en un eslabon de la cadena, los conceptos de la presente invencion pueden ser aplicados a distintos aparatos de deteccion, en los cuales los sensores de proximidad y/o los elementos de referencia sean de diferente tipo. En particular, los conceptos de la presente invencion se pueden aplicar a un aparato de deteccion que comprende un par de cualquier sensores capaces de detectar una cantidad ffsica, y un elemento de referencia capaz de generar anomaffas en el espacio que le rodea, tales que alteren el valor de la cantidad ffsica, detectables por los sensores. Por ejemplo los sensores de proximidad pueden ser sensores capacitivos capaces de detectar variaciones de la capacidad electrica (con el elemento de referencia hecho de un material conductivo), sensores inductivos capaces de detectar variaciones de la reluctancia (con el elemento de referencia hecho de material ferromagnetico), sensores opticos capaces de detectar la reflexion de un haz de luz (con el elemento de referencia realizado con materiales opacos y/o reflectantes adecuados), o sensores ultrasonicos capaces de detectar ecos de retorno acusticos (con los medios de referencia conformados de acuerdo a una forma apropiada).
Aunque en el modo de realizacion descrito el calculo de la velocidad y de la elongacion supone la utilizacion de medidas calculadas mediante la unidad de recuento teniendo en cuenta los ultimos p valores del contador C, los cuales han sido recolectados y almacenados, los conceptos de la presente invencion se pueden aplicar en el caso de que la velocidad y/o la elongacion sean calculadas teniendo en cuenta cada vez solo el ultimo valor C1 y/o el ultimo valor C2 del contador, obteniendo por tanto una medida instantanea, realizada en tiempo real.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, evaluando directamente la distancia S recorrida por el iman para realizar una vuelta completa del circuito de cadena, mediante el ultimo valor C1 y/o el ultimo valor C2 del contador, es posible obtener la longitud actualizada de la cadena de transporte en tiempo real. En este caso, las operaciones para el calculo de la longitud debenan tambien ser ejecutadas por la unidad de recuento.
Aunque en el modo de realizacion descrito la velocidad y la longitud de la cadena han sido calculadas realizando recuentos utilizando un solo contador, el cual se reinicia y se reanuda cada vez que el iman 130 es detectado por el sensor 202c, consideraciones similares aplican en el caso en el cual el sistema de monitorizacion utilice dos contadores diferentes, comprendiendo un primer contador configurado para ser iniciado cada vez que el iman 130 es detectado por el sensor 202c y un segundo contador configurado para ser iniciado cada vez que el iman 130 es detectado por el sensor 202d. Con esta implementacion, el calculo de la longitud de la cadena puede realizarse o bien midiendo el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del iman por el sensor 202c o bien midiendo el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del iman por el sensor 202d.

Claims (7)

  1. Reivindicaciones
    1. Un sistema de monitorizacion para una cinta transportadora de artfculos (100; 100(j)), comprendiendo dicha cinta transportadora de artfculos una porcion estatica y al menos una correspondiente cadena de transporte (105) sin fin adaptada para moverse con respecto a la porcion estatica cuando la cinta transportadora de artfculos este en 5 funcionamiento, incluyendo dicho sistema:
    - un elemento (130) de referencia situado sobre la cadena de transporte;
    - un primer sensor (202c) integrado en la porcion estatica y un segundo sensor (202d) integrado en la porcion estatica, estando dichos primer y segundo sensores separados entre sf una primera distancia (Scd), estando configurado cada sensor para detectar el paso del elemento de referencia cercano al propio sensor, durante el funcionamiento de la
    10 cinta transportadora;
    - medios (210(j)) de recuento acoplados a los sensores y configurados para medir:
    a) un primer tiempo correspondiente al tiempo transcurrido entre un primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y un primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor, y
    b) un segundo tiempo correspondiente:
    15 - al tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al primer sensor y un segundo paso
    del elemento de referencia cercano al primer sensor, o
    - el tiempo transcurrido entre el primer paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor y un segundo paso del elemento de referencia cercano al segundo sensor,
    siendo dicho segundo paso posterior al primer paso;
    20 - medios (210)j); 340) de computacion configurados para:
    c) determinar la velocidad de movimiento de la cadena de transporte con respecto a la porcion estatica basandose en el primer tiempo medido y en la primera distancia, y
    d) determinar la longitud de la cadena basandose en la velocidad de movimiento determinada y basandose en el segundo tiempo medido.
    25 2. El sistema de la reivindicacion 1, en donde la cadena de transporte comprende una pluralidad de eslabones (110)
    de cadena, siendo dicho elemento de referencia, un unico elemento de referencia situado sobre un elemento de cadena.
  2. 3. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en donde dichos medios de recuento estan ademas configurados para memorizar un primer grupo de primeros tiempos medidos, comprendiendo dicho primer grupo una serie de
    30 primeros tiempos medidos mas recientemente mediante dichos medios de recuento, comprendiendo dichos medios de computacion ademas una unidad (340) de procesamiento configurada para determinar, para cada uno de los primeros tiempos medidos del primer grupo, un valor correspondiente de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte, dividiendo la primera distancia por dicho primer tiempo medido.
  3. 4. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 3, en donde dichos medios de recuento estan ademas configurados 35 para memorizar un segundo grupo de segundos tiempos medidos, comprendiendo dicho segundo grupo una serie de
    segundos tiempos medidos mas recientemente mediante dichos medios de recuento, estando dicha unidad de procesamiento configurada para determinar, para cada uno de los segundos tiempos medidos del segundo grupo, un valor correspondiente de la longitud de la cadena, multiplicando dicho segundo tiempo medido por un correspondiente valor determinado de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte.
    40 5. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 4, en donde la unidad de procesamiento esta ademas configurada para
    determinar un valor promedio de la longitud de la cadena, sumando entre sf los valores de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte determinado basandose en los segundos tiempos medidos del segundo grupo y dividiendo dicha suma por el numero de segundos tiempos medidos del segundo grupo.
  4. 6. El sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde dichos medios de computacion estan configurados 45 para determinar:
    - un valor instantaneo de la velocidad de movimiento de la cadena de transporte, dividiendo la primera distancia por el primer tiempo medido, y
    - un valor instantaneo de la velocidad de la cadena de transporte, multiplicando dicho valor instantaneo de la velocidad del movimiento de la cadena de transporte por el segundo tiempo medido.
  5. 7. El sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en donde los medios de computacion son remotos con respecto a los medios de recuento, comprendiendo ademas dicho sistema una unidad de
    5 intercomunicacion (315(k)) en comunicacion con los medios de recuento y los medios de computacion.
  6. 8. El sistema de la reivindicacion 7 en donde:
    e) la unidad de intercomunicacion esta adaptada para interrogar a los medios de recuento para recibir los primeros tiempos medidos y los segundos tiempos medidos calculados por los medios de recuento, y
    f) los medios de computacion estan adaptados para interrogar a dicha unidad de intercomunicacion para recibir los 10 primeros tiempos medidos y los segundos tiempos medidos recibidos de la unidad de intercomunicacion.
  7. 9. El sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde:
    g) dichos sensores estan configurados para detectar una cantidad ffsica, y
    h) estando configurado dicho elemento de referencia para generar, en el espacio que le rodea, anomaffas tales que alteren el valor de la cantidad ffsica, detectables mediante los sensores.
    15 10. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 9, en donde:
    i) dichos sensores son sensores Hall, y
    j) dicho elemento de referencia es un iman.
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