ITFI960028A1 - Sistema modulare di convogliatori - Google Patents

Description

SISTEMA MODULARE DI CONVOGLIATORI

DESCRIZIONE

Campo tecnico

L'invenzione riguarda un sistema modulare e componibile per la realizzazione di impianti di movimentazione di materiali, ad esempio in stabilimenti industriali, magazzini e simili.

Stato della tecnica

Attualmente, per la movimentazione di materiali all'interno di stabilimenti - ad esempio per trasportare mazzette o pile di fogli di cartone in uno stabilimento per la produzione in continuo di cartone ondulato - vengono impiegati complessi di rulliere, che vengono studiati, dimensionati e programmati di volta in volta a seconda del layout di ogni singolo impianto. Ci? comporta elevati costi di progettazione e realizzazione e programmazione, e quindi anche tempi estremamente lunghi tra la richiesta dell'impianto e la sua installazione. Infatti, per ogni specifico impianto ? necessario predisporre il layout delle rulliere o dei convogliatori e poi progettare l'impianto elettrico in funzione delle specifiche esigenze di convogliamento. Infine, ? necessario programmare l'impianto . Ciascuna rulliera viene dimensionata e costruita in funzione del layout di impianto.

Scopi e sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione ? la realizzazione di un sistema modulare che consenta la progettazione e l'installazione in tempi rapidi ed a basso costo di impianti di movimentazione a rulliere, a catenaria, a nastro o simili, evitando la necessit? di costose e lunghe fasi di progettazione e programmazione per ogni singolo impianto.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti con un sistema modulare di trasporto e movimentazione comprendente una pluralit? di moduli trasportatori ciascuno corredato di una propria motorizzazione, di almeno un sensore di rilevamento della presenza di un carico e di un autonomo dispositivo di controllo, ed in cui i dispositivi di controllo sono tra loro collegati da una rete di logica per lo scambio reciproco di informazioni e da una rete di potenza per l'alimentazione dei singoli moduli.

In questo modo ? possibile progettare e realizzare un numero limitato (al limite due) di tipi di moduli che vengono poi assemblati in tempi estremamente rapidi a seconda delle esigenze di layout dell'impianto. Da un punto di vista meccanico non ? quindi necessario alcun tipo di progettazione. Da un punto di vista impiantistico ed elettrico ? sufficiente effettuare i collegamenti tra i singoli dispositivi di controllo dei vari moduli per consentire il dialogo reciproco tra di essi. I costi di progettazione ed i tempi di consegna dell'impianto vengono cos? drasticamene ridotti. Ciascun dispositivo di controllo ? pre-programmato per gestire il rispettivo modulo e per dialogare con quelli adiacenti. Cos? i vari moduli possono essere semplicemente assemblati l'uno dietro l'altro e, una volta effettuati i collegamenti elettrici, essi sono gi? in condizioni di funzionare, senza necessit? di una programmazione dedicata e senza necessit? di un'unit? centrale di supervisione. Quest'ultima pu? comunque essere prevista in certi casi particolari e per impianti pi? sofisticati

In pratica, il sistema pu? comprendere uno o pi? moduli convogliatori (realizzati a rulliera, a catenaria o simile), corredati di un'unica motorizzazione per movimentare un carico secondo un'unica direzione, ed uno o pi? moduli scambiatori corredati di due motorizzazioni indipendenti per movimentare un carico secondo due direzioni alternative di movimentazione, tra loro non parallele. I moduli scambiatori possono essere tra loro tutti uguali e cosi anche i moduli convogliatori, anche se ? possibile per ciascuna categoria di moduli disporre di due o pi? diverse configurazioni che variano per dimensioni e/o per tipo di organi movimentatoti (ad esempio rulli motorizzati, catene o nastri).

Lo stesso concetto pu? essere ampliato applicandolo anche a moduli diversi, che non siano cio? costituiti da convogliatori o scambiatori. Infatti, negli impianti di movimentazione sono spesso inseriti carrelli movimentatoti, elevatori o simili. Ciascuna di queste macchine pu? essere realizzata con un proprio dispositivo di controllo configurato e programmato in modo da poter dialogare con gli altri dispositivi. Si ottiene cos? un impianto modulare complesso, con diversi tipi di moduli tra loro combinabili e pre-programmati, in grado quindi di lavorare in modo coordinato tramite un semplice collegamento reciproco.

Ulteriori vantaggiose forme di attuazione del sistema secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni indipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Il trovato verr? meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la

Fig.l mostra una porzione di un impianto di movimentazione a rulliere; la

Fig.2 mostra in maggiore dettaglio, in una vista in pianta, una porzione di impianto esemplificativa; la Fig.3. mostra una vista laterale di una porzione di impianto; la

Fig.4 mostra un diagramma a blocchi del sistema di controllo di un modulo semplice; e la

Fig.5 mostra un diagramma a blocchi del sistema di controllo di un modulo di scambio.

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione In Fig.l ? mostrata una porzione di un tipico impianto di movimentazione di pile o mazzette di fogli di cartone all'interno di un impianto per la produzione di fogli laminari di cartone ondulato. Con 1 e 3 sono indicati due moduli convogliatori a catenaria in ingresso, sui quali arrivano ad esempio le mazzette di fogli di cartone ondulato formate da un impilatore. Con 5, 7, 9, 11 e 13 sono indicate cinque rulliere che definiscono una via di corsa sulla quale i due moduli convogliatori 1 e 3 scaricano il prodotto. Le rulliere 5 e 9 sono realizzate come moduli scambiatori corredati, oltre che di una serie di rulli per trasportare il materiale in una direzione, anche di una serie di catene, con una motorizzazione indipendente dai rulli, per trasportare il materiale in una direzione ortogonale alla direzione di trasporto dei rulli, cio? in una direzione parallela agli assi dei rulli stessi. I moduli scambiatori 5 e 9 sono cosi in grado di ricevere il materiale dai moduli convogliatori 1 e 3 e di farne proseguire l'avanzamento in direzione ortogonale alla direzione di provenienza.

A 90? rispetto alla via di corsa definita dalle rulliere 5-13 si sviluppa un percorso definito da una serie di quattro moduli convogliatori a catenaria 15, 17, 19, 21 che trasportano il materiale fino ad un carrello 23. Quest'ultimo trasporta il materiale verso un ulteriore gruppo di moduli che comprende un modulo convogliatore a catenaria 25, un modulo scambiatore 27 analogo ai moduli scambiatori l e 3, che pu? ricevere ulteriore materiale da un modulo convogliatore 29, una serie di moduli convogliatori 31, 33 ed uno scambiatore 35 che devia il materiale da trasportare nella direzione F.

A ciascun modulo convogliatore (come quelli 1, 3, 7, 9 e simili) ed a ciascun modulo scambiatore (come quelli 5, 9, 13, 27) ? associato un rispettivo dispositivo di controllo. In Fig.l i dispositivi di controllo sono indicati con lo stesso numero di riferimento utilizzato per indicare il rispettivo modulo, seguito dalla lettera C. Cos? ad esemplo al modulo convogliatore 1 ? associato il dispositivo di controllo l.C e cos? via. I singoli dispositivi di controllo, le cui caratteristiche saranno descritte nel seguito, sono collegati ad una rete d? distribuzione della potenza e ad una rete di logica, che consente ai s?ngoli moduli tra loro collegati di lavorare in modo coordinato.

Per maggiore semplicit?, la disposizione delle reti di potenza e di logica verr? descritta con riferimento allo schema semplificato di Fig.2, dove ? illustrato un "grappolo" di moduli convogliatori e di scambio. Nella configurazione semplificata di Fig.2 sono previsti cinque moduli convogliatori a rulliera 50, 53, 55, 57 e 59, e due moduli scambiatori 51, 58. Ciascun modulo ? corredato di un dispositivo di controllo 50.C, 53.C e simili. I singoli dispositivi di controllo sono collegati ad una rete di potenza 61 proveniente da un quadro di controllo e ad una rete di logica 65.

Ciascun dispositivo di controllo ? responsabile per l'avviamento e l'arresto del motore del rispettivo modulo convogliatore o per l'avviamento e l'arresto dell'uno o dell'altro dei due motori del rispettivo modulo di scambio.

Attraverso la rete di potenza 61 ogni dispositivo di controllo riceve la potenza per l'alimentazione del rispettivo motore (o dei rispettivi due motori), mentre tramite la rete di logica colloquia con gli altri dispositivi di controllo e con un eventuale supervisore, costituito da un'unit? centrale di controllo programmabile 107. Nell'esempio di Fig.2 il supervisore 107 ? disposto nel quadro da cui parte la linea di potenza 61. Esso potrebbe essere omesso, in quanto i singoli dispositivo di controllo dei vari moduli sono autosufficienti. Inoltre, ad ogni modulo convogliatore o scambiatore ? associato almeno un sensore di presenza (costituito da una fotocellula o simile), che rileva la presenza del materiale in uscita dal relativo modulo e che per semplicit? di rappresentazione in Fig.2 ? stato indicato per il solo primo modulo 50 ed indicato con 50.F.

Nell'esempio illustrato ciascun dispositivo di controllo di ciascun modulo 50, 51, 53, 55, 57, 58, 59 ? collegato ad almeno una consolle remota'. Nell'esempio dello schema di Fig.2 il dispositivo di controllo del modulo 50 ? collegato ad una prima consolle remota indicata con 50.R, mentre i dispositivi di controllo dei moduli 53, 55, 57, 58, 59 sono collegati ad una seconda consolle remota indicata con 51.R. Il dispositivo di controllo del modulo 51 ? collegato ad entrambe le consolle 50.R e 51.R. Sulle consolle sono disposti, per ciascun dispositivo di controllo, alcuni comandi che sono disponibili anche sulla scatola di ogni dispositivo. In questo modo i comandi sono accessibili all'operatore sia sulla consolle, sia direttamente sul dispositivo di controllo. Questa soluzione non ? obbligata. Infatti, in una soluzione semplificata le consolle potrebbero essere omesse. In tal caso i comandi per i singoli moduli saranno disponibili all'operatore solo sul rispettivo modulo e non su una consolle remotata.

In Fig.3 ? mostrata schematicamente una vista laterale dei due moduli consecutivi 53 e 55. In uscita dal modulo 53 ? disposta una fotocellula 53.F collegata al dispositivo di controllo 53.C, mentre in uscita dal m?dulo 55 ? disposta una fotocellula 55.F collegata al dispositivo di controllo 55.C. Con 53.M e 55.M sono indicati i due motori di azionamento dei moduli convogliatori 53 e 55 rispettivamente.

La Fig.4 mostra uno schema a blocchi di un dispositivo di controllo di un modulo convogliatore. Il dispositivo comprende un'unit? programmabile (PLC) 101, collegata alla linea di potenza 61.1 della rete di potenza 61 ed a due linee 65.1 e 65.2, denominate rispettivamente "linea di link" e "linea di hardware", formanti la rete di logica 65. Inoltre, l'unit? 101 ? collegata alla fotocellula F (ad esempio la fotocellula 53.F o la fotocellula 55.F di Fig.3) di lettura della presenza del materiale in uscita dal modulo convogliatore cui il dispositivo di controllo ? associato.

L'unit? 101 controlla un inverter 103 collegato alla linea di potenza 61.1 della rete di potenza 61 il quale, attraverso un contattore 105, comanda il motore M. Il contattore 105 ? collegato anche alla linea di controllo emergenze 61.3 della rete di potenza 61 per consentire il blocco in caso di allarme.

Infine, l'unit? 101 ? collegata (nell'esempio illustrato) ad almeno una consolle remota R (ad esempio la consolle 50.R o 51.R di Fig.2), stilla quale sono disponibili alcuni comandi, descritti nel seguito, che consentono all'operatore di intervenire sul funzionamento del modulo convogliatore a cui ? associato il dispositivo di controllo.

In Fig.5 ? mostrato uno schema equivalente a quello di Fig.4, ma relativo ad un dispositivo di controllo per un modulo scambiatore. Numeri uguali indicano parti uguali o corrispondenti a quelli del dispositivo di controllo di Fig.4. I due dispositivi differiscono unicamente per il fatto che 1'inverter controlla due motori MI, M2, uno per ciascuna delle due direzioni di avanzamento previste sullo scambiatore. Inoltre, sulla consolle remota R a cui ? collegato il dispositivo di controllo associato ad uno scambiatore ? previsto un comando E di selezione; esso pu? essere utilizzato per selezionare il motore MI in alternativa al motore M2, in funzione della disposizione dello scambiatore nella linea e delle esigenze di trasferimento del carico.

La "linea hardware" 65.2 della rete di logica 65 viene usata dai singoli dispositivi di controllo per il colloquio reciproco e lo scambio di informazioni. In particolare, l'unit? centrale 101 di ogni dispositivo di controllo invia sulla linea hardware 65.1 un segnale di presenza del carico in uscita, ottenuto quando la fotocellula in uscita F associata all'unit? centrale 101 rileva la presenza del carico in uscita dal modulo a cui il dispositivo ? associato. Questa informazione viene passata attraverso la linea hardware al dispositivo di controllo del modulo direttamente a valle. Inoltre, sulla linea hardware i dispositivi di controllo di due moduli adiacenti si scambiano informazioni sulla richiesta di carico da parte del modulo a valle al modulo a monte e di consenso al transito del carico. Sempre sulla linea hardware 65.2 pu? transitare un eventuale segnale di stop che serve a segnalare l'eventuale arresto di un modulo della linea.

Il dispositivo di controllo associato al primo modulo convogliatore (il modulo 50 nell'esempio schematico di Fig.2), non essendo collegato ad alcun dispositivo analogo a monte, riceve sulla linea hardware 65.2 un segnale proveniente da una macchina a monte o da un sensore ausiliario S od altro.

Quando il sistema convogliatore ? dotato di un'unit? centrale superiore di controllo come quella indicata con 107 in Fig.2, questa colloquia con le unit? 101 dei singoli dispositivi di controllo attraverso la "linea di link? 65.1 tramite una trasmissione seriale. L'unit? centrale superiore 107 pu? essere utilizzata, ad esempio, per commutare i singoli moduli scambiatori definendo, per ciascun carico,,il percorso di transito attraverso il sistema di movimentazione tramite opportuna selezione dell'una o dell'altra delle direzioni di alimentazione e dell'uno o dell'altro verso di avanzamento lungo tali due direzioni. Il sistema di moduli cos? costituito pu? operare anche senza l'unit? superiore 107. In tal caso mancher? la "linea di link" 65.1 e la selezione della direzione e del verso di movimentazione dei singoli moduli scambiatori avviene manualmente da parte dell'operatore dalla consolle remota associata al modulo scambiatore (o direttamente tramite un comando presente sul rispettivo dispositivo di controllo), oppure da un segnale proveniente da un'altra sezione della linea.

Su ciascuna consolle remota 50.R, 51.R e simili sono disposti un comando di commutazione manuale/automatico, ed un comando di azionamento avanti/indietro del relativo motore, che consente (in caso di funzionamento manuale) di muovere il carico in un verso o nell'altro sul modulo relativo. Se il modulo ? un modulo scambiatore, sulla relativa consolle ? previsto anche (come accennato in precedenza) un ulteriore selettore che consente di selezionare l'uno o l'altro dei due sistemi di avanzamento nelle due direzioni ortogonali. I comandi di commutazione manuale/automatico, di azionamento avanti/indietro ed eventualmente di selezione della direzione di avanzamento sono disponibili anche direttamente su ogni singolo dispositivo di controllo, sul quale ? previsto ulteriormente un comando di stop. Cos? ogni singolo modulo, anche in assenza di consolle remota, pu? essere controllato dall?operatore che ne pu? comandare l'arresto, la commutazione da funzionamento automatico a manuale, l'attivazione del motore nei due versi ed eventualmente la selezione della direzione di avanzamento.

Nell'esempio illustrato alcuni dei moduli sono collegati a due consolle e dispongono, quindi, di comandi remoti azionabili da due punti. Ci? ? previsto per consentire una pi? facile gestione manuale all'operatore, come appare pi? chiaramente da un esame del sistema pi? complesso di Fig.l. In questa figura una prima consolle remota l.R raccoglie i comandi relativi relativi ai dispositivi di controllo l.C, 5.C, 7.C e 9.C. Una seconda consolle remota 3.R raccoglie comandi per i dispositivi 3.C, 9.C, 11.C e 13.C. Una terza consolle remota 13.R ? collegata ai dispositivi di controllo 13.C, 15.C, 17.C, 19.C e 21.C. Il modulo scambiatore 9, tramite il dispositivo di controllo 9.C, ? quindi controllabile manualmente da due consolle l.R e 3.R, mentre il modulo scambiatore 13 ? controllabile manualmente dalla consolle 13.R e dalla consolle 3.R. In pratica, tutto il sistema ? diviso in sezioni o gruppi di moduli; tutti i moduli di una sezione fanno capo ad una sola consolle remota e possono essere controllati manualmente da detta consolle, iad esclusione dei moduli disposti tra una sezione e la consecutiva, che sono collegati ad entrambe le consolle relative alle due sezioni. In questo modo l'operatore pu? da un'unica consolle remota movimentare il carico lungo tutta la sezione di moduli che fanno capo a quella data consolle remota, fino a passarlo nella sezione successiva.

Come risulta chiaramente dallo schema di Fig. 2, ciascuna consolle remota presenta una pluralit? di sotto-quadri relativi, ciascuno, ad un rispettivo dispositivo di controllo collegato a quella consolle. La disposizione dei sotto-quadri nel pannello della consolle riproduce la disposizione fisica dei moduli dell'impianto, consentendo all'operatore una facile individuazione dei comandi relativi ai singoli moduli collegati alla consolle.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che s informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un sistema modulare di trasporto comprendente una pluralit? di moduli trasportatori (5 - 35, 50 - 59), ciascuno corredato di una propria motorizzazione (53.M, 55.M), di almeno un sensore (53.F, 55.F) di rilevamento della presenza di un carico e di un autonomo dispositivo di controllo (5.C -35.Cj 50.C - 59.C), i dispositivi di controllo essendo tra loro collegati da una rete di logica (65) per lo scambio reciproco di informazioni e da una rete di potenza (61) per l'alimentazione delle motorizzazioni dei singoli moduli.
2. 2. Sistema come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere uno o pi? moduli convogliatori (7, 11, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 31, 33, 50, 53, 55, 57, 59), corredati di un'unica motorizzazione (53.M, 55.M, M) per movimentare un carico secondo un'unica direzione, ed uno o pi? moduli scambiatori (5, 9, 13, 27, 35, 51, 58) corredati di due motorizzazioni indipendenti (MI, M2) per movimentare un carico secondo due direzioni alternative di movimentazione, tra loro non parallele.
3. 3. Sistema come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che tutti detti moduli convogliatori sono tra loro uguali e che tutti detti moduli scambiatori sono tra loro uguali.
4. 4. Sistema come da rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un'unit? di centrale controllo (107) superiore collegata ad una pluralit? di dispositivi di controllo di detti moduli.
5. 5. Sistema come da rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta rete di logica comprende una prima linea (65.1) per il collegamento di detti dispositivi di controllo con detta unit? centrale di controllo (107) ed una seconda linea (65.2) per lo scambio di informazioni tra ciascun dispositivo di controllo ed i dispositivi a monte ed a valle di esso.
6. 6. Sistema come da una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a ciascun dispositivo di controllo sono associati comandi manuali per modificare le condizioni di funzionamento del rispettivo modulo.
7. 7. Sistema come da rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto detti comandi manuali comprendono: un comando di stop, un comando di commutazione automatico/manuale, un comando di azionamento avanti/indietro della motorizzazione del rispettivo modulo.
8. 8. Sistema come da rivendicazione 6 o 7, caratterizzato da almeno una consolle remota (l.R, 3.R, 13.R, 50.R, 51.R, R) su cui sono posizionati alcuni comandi per controllare manualmente uno o pi? di detti moduli.
9. 9. Sistema come da rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che su detta consolle remota sono posizionati comandi di commutazione da funzionamento automatico a funzionamento manuale e di azionamento avanti/indietro dei singoli moduli.
10. 10. Sistema come da rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detta consolle remota ? collegata ad un modulo scambiatore e che su di essa sono posizionati comandi per selezionare la direzione di avanzamento su detto scambiatore.
11. 11. Sistema come da rivendicazione 8, 9 o 10, caratterizzato dal fatto di essere divisa in una pluralit? di sezioni di moduli, ciascuna sezione comprendendo uno o pi? moduli associati ad una singola consolle (1.R, 3.R, 13.R) e che tra due sezioni consecutive ? disposto un modulo associato ad entrambe le due consolle di dette due sezioni consecutive.
12. 12. Sistema come da una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascun dispositivo,di controllo presenta un'unit? di controllo programmabile (101), un inverter (103) per il controllo di una o di due motorizzazioni (M, MI, M2) e mezzi di collegamento alla rete di potenza (61) ed alla rete di logica (65) e ad un sensore (F) di presenza del carico.
13. 13. Sistema come da rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta unit? di controllo (101) ? collegata anche ad una consolle remota.