JP2023514210A - コンベヤ手段の制御ユニット及び運転方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、コンベヤ手段の運転方法及び制御ユニットに関し、コンベヤ手段は、駆動ユニットと、それを制御するための制御ユニットとを備え、コンベヤ手段のキャリッジは、駆動ユニットによってコンベヤのレールに沿って移動され、制御ユニットは、制御ユニットの制御装置によって制御され、制御ユニットのロータリエンコーダは、駆動ユニット又はキャリッジの測定ホイールのシャフトに接続され、シャフトの回転を登録し、回転角信号及び／又は回転速度信号が、レール上のキャリッジの想定位置を決定するために、ロータリエンコーダのエンコーダ装置によって制御装置に送信される。位置信号は、キャリッジ及びレール上に設けられた制御ユニットの安全デバイスのセンサ装置によって検出され、レール上のキャリッジの実位置が、安全デバイスの安全装置によって位置信号を用いて決定され、想定位置は、安全デバイスによって実位置に従って修正される。【選択図】図１

Description

本発明は、コンベヤ手段を運転するための制御ユニット、及び、コンベヤ手段を、特に吊上機、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等を、運転するための方法に関する。前記コンベヤ手段は、駆動ユニットと、前記駆動ユニットを制御するための制御ユニットとを備え、前記コンベヤ手段のキャリッジは、前記駆動ユニットによって前記コンベヤ手段のレールに沿って移動され、前記制御ユニットは、前記制御ユニットの制御装置によって制御され、前記制御ユニットのロータリエンコーダは、前記駆動ユニットのシャフト（１８）又は前記キャリッジの測定ホイールのシャフトに接続され、前記シャフトの回転を登録し、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値が、前記レール上の前記キャリッジの想定位置を決定するために、前記ロータリエンコーダのエンコーダ装置によって前記制御装置に送信される。

この種の制御ユニット及び方法は、最新技術から十分に知られており、本質的には、コンベヤ手段のキャリッジの位置を登録するために用いられる。制御ユニットのロータリエンコーダは、機械と結合できるか、又は駆動ユニットのシャフト若しくはキャリッジの測定ホイールのシャフトに直接設けられる、少なくとも１つのシャフトを備える。さらに、ロータリエンコーダは、機械的、光学的、磁気的、誘導式又は容量性エンコーダ装置又は登録要素を含む。エンコーダ装置は、例えば、インクリメンタルエンコーダ又はアブソリュートエンコーダによって構成できる。機械的な実施形態では、エンコーダ装置は、スイッチ又はカウンタであってもよい。エンコーダ装置は、シャフトの回転について、回転角信号又は回転速度信号などの信号を得ることができる。これらの信号から、ロータリエンコーダが信号回線を介して接続されている制御ユニットの制御装置により、シャフトの回転角位置又はシャフトの回転速度を決定できる。そして、キャリッジの位置は、シャフトの多数の回転又は基準に対する回転角位置から決定できる。それは間接測定であるため、この位置は、想定位置である。

特に、コンベヤ手段がレールに沿って移動可能なキャリッジを有するように設計されている場合には、位置を決定することが必要である。キャリッジは、例えば、ガントリクレーンのブリッジとして設計され、２つの平行なレールに架かるようにできる。キャリッジは、また、トロリー（Laufkatze）として設計し、個々のレールに沿って移動可能にできる。この個々レールは、クレーンのジブブーム又はガントリクレーンのブリッジにより構成され得る。また、キャリッジは、貨物を持ち上げることができるロープウインチを有し得る。ブリッジ、クラブ及びロープウインチは、制御ユニットを用いて制御できる。したがって、コンベヤ手段は、多数のロータリエンコーダをコンベヤ手段に搭載できるように、通常、いくつかの駆動部又は電気モータにととも設けられている。制御装置は、ロータリエンコーダ、駆動ユニットを制御する制御ユニット、又は作業タスクに対応した駆動部とともに、制御ユニットを構成する。

最新技術から公知のコンベヤ手段又は吊上機において、制御装置は、コンベヤ手段の制御キャビネット内に一般的に設けられ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）として実現でき、制御装置は、標準化されたコンピュータなどの外部プログラミング装置を介してプログラミングすることができる。プログラマブルロジックコントローラ又は制御装置では、処理装置が統合されており、コンベヤ手段のロータリエンコーダの回転角信号及び回転速度信号を更に処理でき、かつ、制御装置を用いて位置及び／又は回転速度に依存する駆動部を制御することができるようにこれらを変換する。欠点は、プログラマブルロジックコントローラを常に個別にプログラミングしなければならないことである。制御装置のこのプログラミングは、適用される安全規則を常に考慮する必要がある。これは、安全上の理由から、実現される制御装置の個別テストを、常に行わなければならないことを意味する。大荷重用のコンベヤ手段は一般に特注の機械であるため、ロータリエンコーダを有するコンベヤ手段の対応する装置に対する制御装置のプログラミングについて、手間のかかる調整が必要となる。

特に、コンテナブリッジ及びコンテナクレーン設備のような吊上機では、対応する積載貨物の正確な位置決めが非常に重要である。しかしながら、正確な位置決めは、基準に対するキャリッジの位置が正確に分かっている場合にのみ行うことができる。駆動ユニットのシャフト又はキャリッジの測定ホイールのシャフトに接続されたロータリエンコーダを用い、キャリッジの想定位置は、基準に対して計算し又は間接的に測定し得る。悪環境条件、特殊な積載貨物又はレールとキャリッジとの間の単なる油が原因で、キャリッジの実際の位置が間違って判断されることがある。これは、例えば、キャリッジがレール上で移動又は加速される場合、キャリッジ又は駆動ユニット又は測定ホイールと、レールとの間のずれ（Schlupf）につながる場合がある。結果として、積載貨物の誤った位置決め、共有レール上を移動するいくつかのキャリッジの衝突、及び時間のかかるキャリッジの位置の新たな基準決定につながり得る。

そこで、本発明の目下の目的は、コンベヤ手段の運転方法及び制御ユニット、並びにコンベヤ手段を提案することにある。これによりコンベヤ手段をより効率的に運転できる。

この目的は、請求項１記載の特徴を有する方法と、請求項１７記載の特徴を有する制御ユニットと、請求項２１記載の特徴を有するコンベヤ手段とによって達成される。

コンベヤ手段を運転するための、特に吊上機、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等を運転するための、方法について、前記コンベヤ手段は、駆動ユニットと、該駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、前記コンベヤ手段のキャリッジは、前記駆動ユニットによって前記コンベヤ手段のレールに沿って移動され、前記制御ユニットは、前記制御ユニットの制御装置によって制御され、前記制御ユニットのロータリエンコーダは、前記駆動ユニットのシャフト又は前記キャリッジの測定ホイールのシャフトに接続され、前記シャフトの回転を登録し、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値が、前記レール上の前記キャリッジの想定位置(vorausgesetzte Position)を決定するために、前記ロータリエンコーダのエンコーダ装置によって前記制御装置に送信され、少なくとも１つの位置信号が、前記キャリッジ及び前記レール上に設けられた前記制御ユニットの安全デバイス（Sicherheitsvorrichtung）のセンサ装置によって検出され、前記レール上の前記キャリッジの実位置が、前記位置信号を用いて前記安全デバイスの安全装置(Sicherheitseinrichtung)によって決定され、前記想定位置は、前記安全デバイスによって前記実位置に従って修正される。

本発明に係る方法では、制御ユニットは、レール上のキャリッジの位置又は実位置／実際の位置を決定できる安全デバイスを備える。キャリッジは、例えば、コンベヤ手段若しくはクレーンのブリッジ若しくはクラブであってもよく、コンベヤ手段のレール若しくは走行レールに沿って移動される。レール上のキャリッジを位置決めするために、最新技術又はロータリエンコーダのエンコーダ装置から公知のロータリエンコーダが用いられる。ロータリエンコーダは、非駆動キャリッジホイール若しくは測定ホイールのシャフト、又は駆動ユニットのシャフト、又は駆動キャリッジホイール若しくはパワートレインと、直接又は間接的に結合されている。エンコーダ装置の回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を用いて、レール上のキャリッジの想定位置又は推定位置を、制御装置によって決定できる。また、エンコーダ装置は、測定ホイール又はキャリッジホイールの直径が既知であれば、回転角信号及び／又は回転速度信号を位置値に変換できる。プログラマブルロジックコントローラとしても設計できる制御装置は、対応する信号からレール上のキャリッジの位置又は想定位置を計算し、これに対応して間接的に決定された位置が間違っている場合がある。安全デバイスによって、レール上のキャリッジの実位置又は実際の位置は、少なくとも部分で、追加的に決定される。実位置は、レール上のキャリッジを移動させる際に、部分又は地点において位置信号を検出できるセンサ装置を用いて、決定される。安全装置は、特に、位置信号を生成するために、センサ装置がレールの対応する位置におけるキャリッジの実在を必要とするので、位置信号に基づいてレール上のキャリッジの実際の位置又は実位置を決定できる。さらに、安全デバイスは、キャリッジとレールとの間のずれにより誤った位置となり得る想定位置を、例えば想定位置が実位置からずれた場合はその実位置に従って、修正することが可能である。全体として、エンコーダ装置を用いて連続的に登録された想定位置の少なくとも一部をチェックし、それに従って想定位置を修正することが可能である。したがって、シンプルな手段を用いて位置を決定する際の精度が向上し、コンベヤ手段のエラー発生性や誤動作を抑制できる。

安全装置は、実位置に従って、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を修正し、この情報を、駆動ユニットを制御する制御装置に送信できる。安全装置は、データ処理のための手段を備える独自の構成要素群として設計できる。安全装置は、制御キャビネット内又はロータリエンコーダ内に組み込むことができる。

ロータリエンコーダは、駆動ユニットのシャフトに結合でき、安全装置は、想定位置を決定し、それを実位置と比較することができ、安全装置は、その比較に基づいて駆動ユニットのずれを決定できる。シャフトは、例えばロータリエンコーダが直接又は間接的に結合されている、駆動ユニットの電気モータの駆動シャフトとすることができる。キャリッジの実位置が安全装置を用いて決定されると、ロータリエンコーダの回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値から計算されたキャリッジの想定位置を、実位置と比較できる。対応する位置間にずれがあれば、駆動ユニットのずれを評価し、実位置に従って想定位置を修正できる。

さらに、安全装置は、ロータリエンコーダの回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を処理し、加速度の閾値が満たされていないか又は超過されたかを決定でき、かつ、閾値が満たされていないときに駆動ユニットのずれを検出できる。駆動ユニットのシャフトの加速度については、１つの閾値、又はその用途ケースに従って、いくつかの閾値を、予め決定できる。閾値は、例えば、対応する荷重に従って異なる荷重を加速できる場合には、動的閾値であってもよい。ロータリエンコーダ又はエンコーダ装置が、例えば加速度ジャンプのように、閾値を超過していることを駆動ユニットのシャフトにおいて検出する場合、それぞれの荷重は、実際には、測定されたように加速されておらず、それ故、駆動ユニットのずれが存在するはずであると仮定されるべきである。また、閾値が満たされない場合や、一定期間の積算された累積値として、超過した場合に検出することもできる。ずれは、駆動ホイールがレール上で滑ったり、過剰に回転したりして発生した可能性がある。

あるいは、ロータリエンコーダを測定ホイールのシャフトに結合され、安全デバイスの別のロータリエンコーダを駆動ユニットのシャフトに結合されてもよく、安全デバイスは、ロータリエンコーダの回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を、当該別のロータリエンコーダの回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値と比較し、駆動ユニットのずれがその比較に基づいて決定されてもよい。したがって、ロータリエンコーダは、使用可能であれば、測定ホイールのシャフトに接続され又は結合されている。測定ホイールはキャリッジとともに移動され、例えばレール上を転がり落ちる。測定ホイールは、キャリッジを駆動する役割を果たさないので、測定ホイールにおけるの駆動のずれは、少なくとも、確信とともに排除できる。それでも、ロッキングなどの測定ホイールの誤作動により、ずれが発生することがある。前記別のロータリエンコーダは、駆動部又は電気モータのシャフトに設けられており、これは、対応するロータリエンコーダの対応する回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を、安全デバイスによって比較できることを意味する。信号が互いにずれている場合、レール上の駆動ユニットの駆動ホイールが測定ホイールに対してずれて移動されていると評価できる。さらに、対応する信号の比較に基づいて、安全デバイスが、駆動ユニット又は駆動ホイールのずれについての値を決定することを、意図することができる。さらに、１つ又は複数の閾値を、ずれのために安全デバイスに格納できる。例えば、第１の閾値を超過すると、ずれの警告及び悪化用運転を誘発してもよい。第２の閾値を超過すると、ずれの警告が開始され、その結果として、非常運転又は完全な休止を開始してもよい。両方の閾値を超過した理由としては、さまざまな原因があり得る。これには、重大なシステム誤差、駆動誤差、変化した環境条件又は駆動制御の誤差が含まれる。ずれの警告及びずれのアラームは、対応する状況について、デジタル出力（リレー制御のスイッチング出力を含む）を用いて又は安全なフィールドバスデータを用いて、信号を送ることを、きっかけにしてもよい。ダウングレードされた運転中、人を保護するために、減速に加えて、光学的及び／又は音響的警告信号を必要としてもよい。

安全デバイス又は安全装置は、ずれが発生したときに最大閾値回転速度を駆動ユニットの低閾値回転速度に制限し、駆動ユニットを制御するためにその低閾値回転速度を制御装置に送信してもよく、最大閾値回転速度は、レール上のキャリッジの実位置が決定できるときに、安全デバイス又は安全装置を用いてクリアすることができる。したがって、安全装置又は安全装置は、駆動ユニットの通常運転を緊急運転に変換することができる。駆動ユニットの回転速度は、キャリッジをレールに沿って比較的ゆっくりとしか動かすことができないように制限できる。この低閾値回転速度は、レール上のキャリッジの実位置を決定可能な手段によって位置信号を検出できるまで、駆動ユニットを制御するために使用できる。その後、再度、実位置に従って、ずれによる誤った想定位置を修正できる。

安全デバイス又は安全装置は、キャリッジのずれ及び／又は実位置を連続的に決定できる。これは、実位置を計算し若しくは決定するために十分な数の位置信号を検出できるか、又は位置信号が本質的にレール上のキャリッジの全ての位置で利用できるようにセンサ装置が設計されていることを前提としている。それでもなお、センサ装置は、位置信号がレール上の一部又は一定距離においてのみ利用可能であるように設計されることも可能である。

安全デバイス又は安全装置は、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値から、速度及び／又は速度の不変性を決定でき、安全デバイス又は安全装置は、キャリッジの磨耗を決定できる。したがって、キャリッジのずれとホイールの摩耗とを容易に区別でき、これにより、コンベヤ手段のメンテナンスが容易になる。駆動速度が常に低い場合には、ずれは一般的には予想されず、そのために位置の差分はキャリッジの摩耗にのみ起因すると考えられる。そして、制御ユニットは、例えば、ホイールの摩耗の信号を送ることができ、それ故、メンテナンスの実施を開始できる。

位置信号は、レール上に設けられたセンサ装置のマーキングを通過したときに、少なくともキャリッジに設けられたセンサ装置のセンサによって生成することができる。センサは、レール上のマーキングを検出できるように設計されていることが不可欠である。一般に、既知の物理的能動原理で協働する全てのタイプのセンサ及びマーキングを使用できる。

安全デバイスは、センサとともにすべてのマーキングを通過することにより較正され、マーキングの実位置が決定可能であり安全装置に格納される。安全デバイスは、例えばレール上のキャリッジの無音走行中に、レール上のマーキングが通過又は横断され、それ故検出される間に、較正できる。マーキングの実際の位置又は実位置は、例えば安全装置のルックアップテーブルに格納できる。安全装置は、位置データを特に迅速に処理でき、これにより、制御装置による駆動ユニットのわずかしか遅れていない制御が可能になる。安全デバイスを較正するために、格納されたマーキングの実位置を、実際に決定されたマーキングの実位置と再度比較することもできる。安全デバイスは、マーキングを通過すると、格納媒体内の格納されたマーキングの実位置を再度上書きでき、それ故、その較正を繰り返すことができる。格納された実位置でマーキングが決定できない場合、マーキング若しくは対応するセンサの異常又はずれがその原因となる。そして、安全デバイスは、低閾値回転速度で、又は非常運転で、駆動ユニットを制御できる。

センサ装置は、キャリッジに設けられた少なくとも２つのセンサと、レールに沿って設けられた複数のマーキングと、マーキングとして使用可能なパッシブＲＦＩＤトランスポンダと、センサとして使用可能なＲＦＩＤトランシーバとを備える。センサは、常に、センサを接続する経路がレールに向かって、又は少なくともレールと平行に、延びるようにキャリッジに設けられていなければならない。センサがＲＦＩＤトランシーバとして設計され、マーキングがＲＦＩＤトランスポンダとして設計されている場合、悪環境条件下でも位置信号を安全に検出することが可能になる。例えば、光学センサや磁気センサとは対照的に、ＲＦＩＤトランスポンダは、視界、不純物、湿度又は同様の干渉要因によって影響されるのはごくわずかである。また、パッシブＲＦＩＤトランスポンダは、それ自体の電源を必要とせず、そのため、レールを改造して、例えば接着によってＲＦＩＤトランスポンダを取り付けることが可能である。さらに、この種のシステムは、特に少ないコストで利用可能である。

通過時に、ＲＦＩＤトランスポンダの受信領域の入口点と出口点との中間経路に、位置点又は中心点を定義でき、安全装置は、位置点及び／又は入口点及び出口点を用いて実位置を決定できる。入口点及び出口点は、キャリッジがＲＦＩＤトランシーバを用いてＲＦＩＤトランスポンダを横断し又は通過するときに、ＲＦＩＤトランシーバのＲＦＩＤトランスポンダとの最初及び最後の接触によって定義される。この通過が一定の速度でなされる場合、入口点と出口点との間の距離は、従って位置点は、ＲＦＩＤトランスポンダの実際の位置として検出できる。また、キャリッジが実際に移動している方向を評価することもできる。マーキングは、それに対応して、レール上の３つの検出可能な点を表すことができ、安全装置は、位置及び方向を決定するために、これら３つの点を使用できる。したがって、キャリッジの実位置を、更により正確に決定できる。

第１の実施形態によれば、相対距離ＬＳでキャリッジに設けられたセンサ、及び相対距離Ｌでレール上に設けられたマーキングが使用でき、以下が真であることが維持される：ＬＳ＝Ｌ又はＬＳ＞Ｌ、好ましくはＬＳ＝ｎ＊Ｌ、ここでｎ＝１、２、３である。それに従って、マーキングの距離は、センサの距離に対応してもよく、又はセンサの距離は、マーキングの距離よりも大きくてもよく、例えば、マーキングの距離の２倍大きくてもよい。マーキングの相対距離Ｌは常に同じ大きさであり、マーキングはレールの全長にわたって分散していることが、意図され得る。これにより、本質的に、レール上のキャリッジの実位置を常に決定することが可能となる。

第２の実施形態によれば、キャリッジに相対距離ＬＳで設けられたセンサ並びにレール上に相対距離Ｌ_１及びＬ_２で設けられたマーキングが使用でき、以下が真であることが維持される：ＬＳ＝ｎ＊Ｌ_１及びＬ_１＜＞Ｌ_２、好ましくはＬＳ＝Ｌ_１及びＬ_１＜Ｌ_２。マーキングは、レールに沿って不均一な距離で配置され、センサの一部が、２つのマーキングの間又は相対距離Ｌ_２の間でレール上を移動されることを意図することもできる。この領域では、キャリッジの実位置を決定できない。レールの一部について位置を正確に決定する必要がない場合、又は高い安全性が必要ない場合、マーキングは特になくてもよい。

第３の実施形態によれば、キャリッジに相対距離ＬＳで設けられたセンサ、及びレール上に相対距離Ｌで設けられたマーキングが使用でき、以下が真であることが維持される：ＬＳ≠Ｌ又はＬＳ＝９／１０Ｌ。例えば、センサとマーキングとの配置や比率を、ノギス(Nonius)のように実現することを意図することができる。この文脈では、２つ、３つ又はそれ以上のセンサをキャリッジに一列に配置できる。したがって、キャリッジの実位置を決定するときに、依然として特に高い精度を達成しながら、レール上に設けられたマーキングを比較的少なくすることもできる。

安全装置により、センサ装置の終了スイッチのスイッチ信号を登録でき、それを駆動ユニットを制御するために制御装置に送信できる。レールの対応する端部に設けることができる終了スイッチは、安全装置である機械的終了スイッチとすることができる。あるいは、各場合において終了スイッチとしてマーキングを用いることもできる。終了スイッチは、レールの対応する端部がキャリッジによって横断されないようにする。終了スイッチのスイッチ信号は、安全装置から、駆動ユニットのスイッチオフ又はキャリッジの停止を開始する制御装置に送信される。

本発明に係る、コンベヤ手段のための、特に吊具、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等のための、制御ユニットにおいて、前記コンベヤ手段は、駆動ユニットと、該駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、前記コンベヤ手段のキャリッジは、前記駆動ユニットによって前記コンベヤ手段のレールに沿って移動可能であり、前記制御ユニットは、前記制御ユニットにより制御可能な制御装置を備え、前記制御ユニットは、シャフトの回転を登録するための、前記駆動ユニットのシャフト又は前記キャリッジの測定ホイールのシャフトに接続可能なロータリエンコーダを備え、前記ロータリエンコーダは、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を、前記レール上の前記キャリッジの想定位置を決定するために、前記制御装置に送信可能である、エンコーダ装置を備え、前記制御ユニットは、前記キャリッジ及び前記レール上に位置決め可能なセンサ装置を有する安全デバイスを有し、少なくとも１つの位置信号が、前記センサ装置によって検出可能であり、前記安全デバイスは、前記レール上の前記キャリッジの実位置が、位置信号を用いて決定可能である安全装置を有し、前記想定位置は、前記安全デバイスによって前記実位置に従って修正可能である。

特に、ロータリエンコーダは安全装置を有し得る。安全装置は、ロータリエンコーダに組み込むことができる。したがって、ロータリエンコーダは、センサ装置の位置信号を受信し、回転角信号及び／又は回転速度信号と併せてデータ処理して、ロータリエンコーダの安全装置の実位置に従って想定位置を補正できるように、処理する。補正された位置又は対応して補正された回転角信号及び／又は回転速度信号は、制御装置に送信でき、そしてこの制御装置は、対応する信号を統合するために必要とされる制御装置の特別な個々のプログラミングをすることなしに、駆動ユニットを制御するためにそれを更に直接処理する。したがって、ロータリエンコーダは、その信号処理又はプログラムに関して、１回限りの安全検査を必要とする標準化されたロータリエンコーダであってもよい。したがって、安全装置をプログラマブルロジックコントローラに統合する必要がないので、制御装置のプログラマブルロジックコントローラをかなり少ない労力でプログラミングすることができる。また、ロータリエンコーダにおける信号処理は、制御装置が位置信号を処理する必要がなくなったので、制御ユニットのより高速な処理速度を達成する。また、既に利用可能なコンベヤ手段を、安全装置を有するロータリエンコーダを取り付けるように改造できることも特に有利である。この場合、制御装置又はプログラマブルロジックコントローラの安全証明書は変更されないため、もはや更新する必要がない。

有利には、ロータリエンコーダは、パラメータ化（parametrierbaren）が可能で及び／又は位置依存の、スケールされた出力値を超過する又は満たさないことに関する、フィールドバスインターフェース及び／又はスイッチング出力を有し得る。一般に、ロータリエンコーダは、フィールドバスを介してデータを交換するためのフィールドバスインターフェースを用いて、制御装置に容易に結合できる。スイッチング出力には、安全リレー又は半導体リレーを搭載し得る。パラメータ化が可能な出力値は、回転速度値、過速度及び／又は不足速度、回転角値又は回転速度差値又は回転角値とし得る。どちらのインターフェースも安全指向になるように設計できる。各々、１つの出力を、警告及びアラームに使用できる。

ロータリエンコーダは、インクリメンタルエンコーダ及び／又はアブソリュートエンコーダにし得る。インクリメンタルエンコーダは、例えば、ロータリエンコーダが駆動ユニットの電気モータに設けられている場合に、有利に使用できる。インクリメンタル信号及び／又はアブソリュート信号は、ロータリエンコーダが測定ホイールのシャフトに設けられている場合に、更に有利に処理され得る。エンコーダ装置は、これらの信号をパラレルに出力できる。アブソリュート信号は、シャフトの個々の回転を参照して、シングルターン信号として知られているものとすることができ、又はシャフトの複数の回転を参照して、マルチターン信号として知られているものとすることができる。さらに、ロータリエンコーダは、アブソリュート信号又はインクリメンタル信号用のデジタル又はアナログ出力を有し得る。アナログ出力は、電流又は電圧出力とすることができる。

制御ユニットの更なる有利な実施形態は、請求項１の方法を参照した従属請求項の特徴の説明から導かれる。

本発明に係るコンベヤ手段、特に吊具、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等は、制御ユニットと、少なくとも１つのレールと、レールに沿って移動可能なキャリッジと、電気モータを有する駆動ユニットとを備える。

コンベヤ手段の更なる有利な実施形態は、請求項１６記載の装置を参照する従属請求項の特徴の説明から導かれる。

以下では、添付図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。

制御ユニットの構成の概略図である。 コンベヤ手段の断面図である。 マーキングの信号と、それに関連して移動するセンサとを示す空間図である。 マーキングの信号と、それに関連して移動するセンサとを示す別の空間図である。 マーキング及びセンサの可能な相対配置の、第１の実施形態を示す。 マーキング及びセンサの可能な相対配置の、第２の実施形態を示す。 マーキング及びセンサの可能な相対配置の、第３の実施形態を示す。 マーキング及びセンサの相対配置を有するコンベヤ手段の断面図である。 安全デバイスの概略図である。 安全デバイスのコンベヤ手段を動作させるための処理の流れを示す概略図である。

図１は、コンベヤ手段（詳細には示されない）の駆動ユニット１１及びレール１２とともに、制御ユニット１０を示す。制御ユニット１０は、制御装置１３と、センサ装置１４と、プログラミング装置１５と、ロータリエンコーダ１６とを備える。制御装置１３は、ロータリエンコーダ１６のエンコーダ装置１７の回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を受信できる。ロータリエンコーダ１６は、シャフト１８を介して、レール１２に隣接した、駆動ユニット１１又は代替的に測定ホイールと結合されている。駆動ユニット１１自体は、駆動ホイール（図示しない）を介してレール１２に作用し、従ってレール１２に沿って移動可能なコンベヤ手段のキャリッジを駆動する。駆動ユニット１１は、電気モータ（図示しない）と変速機とを備え得る。

センサ装置１４は、ＲＦＩＤトランスポンダ２０，２１として設計された複数のマーキング１９を有する。さらに、センサ装置１４は、ＲＦＩＤトランシーバとして設計された２つのセンサ２２を有する。ＲＦＩＤトランスポンダ２０，２１には個々の識別子が設けられており、レール１２に固定されている。センサ２２はキャリッジ（図示しない）に設けられ、各々、ケーブル２４を介してロータリエンコーダ１６に統合された安全装置２５に接続されている。ＲＦＩＤトランシーバ２３は、各々、電磁場２６を生成し、これを介してＲＦＩＤトランスポンダ２０，２１を検出し、各場合に位置信号を得ることができる。

駆動ユニット１１を動作させるとき、ロータリエンコーダ１６は、エンコーダ装置１７によって回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を検出し、それらを制御装置１３に送信する。さらに、ロータリエンコーダ１６及び／又は安全装置２５は、ＲＦＩＤトランシーバ２３及びＲＦＩＤトランスポンダ２０，２１から位置信号を受信する。安全装置２５は、回転角信号及び／又は回転速度信号を処理し、レール１２上のキャリッジの想定位置を決定する。さらに、位置信号により、レール上のキャリッジの実位置を決定できる。したがって、実位置情報は、ＲＦＩＤトランスポンダ２０用の安全装置２５の格納媒体に、例えば、ルックアップテーブルに、格納され得る。安全装置２５は、想定位置を実位置と比較し、例えばレール１２上で過回転する駆動ホイールによって引き起こされる、駆動ユニット１１の可能性のあるずれを決定する。ずれが安全装置２５によって検出される場合、又はこのずれが許容範囲外である場合、安全装置２５は、想定位置を実位置に従って補正する。この補正は、制御装置１３に送信される回転角信号及び／又は回転速度信号が、補正されるか又はそれに従って調整されることによって行うこともできる。これにより、レール１２上のキャリッジの正確な位置を全体的に安全に決定できる。

図２は、キャリッジ２８及びレール２９を有するコンベヤ手段２７の概略図を示す。マーキング３０がレール２９に設けられ、センサ３１がキャリッジ２８に設けられている。キャリッジ２８は、矢印３２で示すように、レール２９に沿って移動可能である。マーキング３０は、ＲＦＩＤトランスポンダ３３であり、センサ３１は、ＲＦＩＤトランシーバ３４である。キャリッジ２８はクレーンブリッジ３５によって構成されている。クレーンブリッジ３５に設けられたロータリエンコーダ３６は、エンコーダ装置３７及び安全装置３８を備える。安全装置３８は安全スイッチ３９を有する。エンコーダ装置３７を用いて、レール３９上のクレーンブリッジ３５の移動の絶対値が、測定ホイール（図示しない）を用いて検出される。マーキング３０は、個別化され、互いの相対距離、０．４５ｍに対応するＸ_ｍで、レール３９上に設けられている。センサ３１からマーキング３０までの距離Ａについては、１００～２００ｍｍが意図される。安全装置３８の格納媒体は、個別化されたマーキング３０の対応する相対距離を含む。センサ３１とともにマーキング３０を援用し、全ての例において、安全装置２８によってレール２９上のキャリッジ２８の実位置と、マーキング３０及びセンサ３１によって構成されるセンサ装置４０とを、エンコーダ装置３７の機能から独立して、検出することが可能である。エンコーダ装置３７の誤動作又はセンサ３１及びマーキング３０のずれ若しくは誤動作は、安全装置３８によって直接検出できる。安全スイッチ３９を用いて、駆動ユニット（図示しない）を停止させ得る。

図３Ｂ及び図３Ｂは、各々、ＲＦＩＤトランシーバ（図示しない）の空間トランシーバ４１と、それに関連して設けられたＲＦＩＤトランスポンダ４２，４３のグラフを示す。ＲＦＩＤトランスポンダ４２，４３は、レール（この場合、図示せず）上に設けられ、ＲＦＩＤトランシーバを移動させることによって、方向Ｒに、ＲＦＩＤトランスポンダ４２，４３を通過する。ＲＦＩＤトランシーバは、グラフの原点に位置し、ＲＦＩＤトランスポンダ４２及び４３は、グラフのＹ軸方向における動作範囲ＡＢ内に位置している。ＲＦＩＤトランシーバが、図３Ａに示されるように、方向Ｒに動かされると、ＲＦＩＤトランスポンダ４２は、出口点４４でトランシーバ領域４１から出て、ＲＦＩＤトランスポンダ４３は、入口点４５でトランシーバ領域４１に入る。図３Ｂは逆方向への移動を示す。出口点４４及び入口点４５は、ＲＦＩＤトランシーバとＲＦＩＤトランスポンダ４２及び／又は４３との間の無線連絡が失われるか又は確立されることによって検出できる。これにより、ＲＦＩＤトランスポンダ４２及び４３に関連するＲＦＩＤトランシーバの位置と、Ｘ軸における移動方向とを正確に決定できる。

図４～図６を組み合わせた図は、マーキング４６とセンサ４７との相対的な配置のための異なるオプションを示す。ここで示される距離Ｘは、０．３ｍ又は０．４５ｍであり得る。

図７は、レール４９上のマーキング４８及びそれに関連して移動するセンサ５０の概略図を示す。センサ５０は、エンコーダ装置５２と結合された安全装置５１に接続されている。安全装置５１は、センサ５０のトランシーバ領域（図示しない）における各マーキング４８の出口点５３及び入口点５４を特定する。出口点５３及び入口点５４を介して、対応するセンサ５０の位置点５５を決定できる。全体として、マーキング４８、従って位置信号は、マーキング４８の距離が長くても、出口点５３、入口点５４及び位置点５５を介して常に検出され得る。

図８は、ロータリエンコーダ信号又は回転角信号及び／若しくは回転速度信号を得るためのベースユニット５７を有するロータリエンコーダ５６、これらの信号を処理するためのロータリエンコーダ５８、安全装置５９、スイッチング出力６０、及びフィールドバスインターフェース６１の概略図を示す。ロータリエンコーダ５６には電圧源６２により電気エネルギーが供給される。センサ６３は、各々、供給ライン６４及びデータライン６を用いて安全装置５９に接続されている。センサ６３に関して、マーキング６６はレール６７上に設けられている。スイッチング出力６０はリレー６８に接続され、フィールドバスインターフェース６１はフィールドバス６９に接続されている。安全装置５９、スイッチング出力６０及びフィールドバスインターフェース６１はモジュール式に設計されている。これは各々が互いに独立してベースユニット５７及びロータリエンコーダ５８と結合されていることを意味する。したがって、ロータリエンコーダ５６は、必要に応じて多くの用途に適応させることができる。ロータリエンコーダ５６は、安全装置５９及びそれに接続され、センサ６３及びマーキング６６から構成されるセンサ装置７０とともに、安全装置７１を備える。

図９は、図１に示すようなコンベヤ手段の運転のための処理の流れを示す。第１の方法ステップ７２では、まず、レール１２上のキャリッジの無音走行によって、システム設定が行われる。この文脈では、マーキング１９の位置信号は、センサ２２又はセンサ装置１４によって検出される。位置信号又はマーキング１９の距離は、安全装置２５に格納される。その距離は、エンコーダ装置１７の回転角信号及び／又は回転速度信号から計算される。方法ステップ７３では、加速度が、エンコーダ装置１７によって連続的に測定され、加速度ジャンプにおけるにずれが安全装置２５によって検出される。方法ステップ７４及び７５では、両方のセンサ２２が、互いに独立して、マーキング１９を、入口点、位置点及び出口点を用いて、それらを横断する際に、検出し、安全装置２５は、得られた点を、各センサ２２について方法ステップ７２で格納された点と比較し、適宜、偏差を検出する。方法ステップ７６では、想定された、キャリッジの間接的に決定された位置は、方法ステップ７４及び７５において対応する点の偏差が検出された場合には、実位置に従って補正される。

Claims (21)

1. コンベヤ手段（２７）を運転するための、特に吊上機、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等を運転するための、方法であって、前記コンベヤ手段は、駆動ユニット（１１）と、該駆動ユニットを制御する制御ユニット（１０）とを備え、前記コンベヤ手段のキャリッジ（２８）は、前記駆動ユニットによって前記コンベヤ手段のレール（１２，２９，４９，６７）に沿って移動され、前記制御ユニットは、前記制御ユニットの制御装置（１３）によって制御され、前記制御ユニットのロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、前記駆動ユニットの又は前記キャリッジの測定ホイールのシャフト（１８）に接続され、前記シャフトの回転を登録し、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値が、前記レール上の前記キャリッジの想定位置を決定するために、前記ロータリエンコーダのエンコーダ装置（１７，３７，５２，５８）によって前記制御装置に送信され、
   少なくとも１つの位置信号が、前記制御ユニットの安全デバイス（７１）のセンサ装置（１４，４０，７０）によって検出され、前記センサ装置は、前記キャリッジ及び前記レール上に設けられ、前記レール上の前記キャリッジの実位置が、前記位置信号に基づいて前記安全デバイスの安全装置（２５，３８，５１，５９）によって決定され、前記想定位置は、前記安全デバイスによって前記実位置に従って修正される、
   ことを特徴とする、方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記安全装置（２５，３８，５１，５９）は、前記回転角信号、前記回転速度信号及び／又は前記位置値を、前記実位置に従って補正し、この情報を前記制御装置（１３）に送信して前記駆動ユニット（１１）を制御する、
   ことを特徴とする、方法。
3. 請求項１又は２記載の方法において、
   前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、前記駆動ユニット（１１）の前記シャフト（１８）に接続されており、前記安全装置（２５，３８，５１，５９）は前記想定位置を決定し、これを前記実位置と比較し、該比較に基づいて前記駆動ユニットのずれを決定する、
   ことを特徴とする、方法。
4. 請求項１～３いずれか１項記載の方法において、
   前記安全装置（２５，３８，５１，５９）は、前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）の前記回転角信号及び／又は前記回転速度信号を処理し、加速度の閾値が満たされないか又は超過したかを決定し、閾値が満たされないときに前記駆動ユニット（１１）のずれを検出する、
   ことを特徴とする、方法。
5. 請求項１又は２記載の方法において、
   前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、前記測定ホイールの前記シャフト（１８）に接続され、前記安全デバイス（７１）の別のロータリエンコーダは、前記駆動ユニット（１１）の前記シャフトに接続され、前記安全デバイスは、前記ロータリエンコーダの前記回転角信号及び／又は前記回転速度信号を、前記別のロータリエンコーダの回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値と比較し、該比較に基づいて前記駆動ユニットのずれを決定する、
   ことを特徴とする、方法。
6. 請求項３～５のいずれか１項記載の方法において、
   前記安全装置（７１）は、ずれが発生した場合に前記駆動ユニット（１１）の最大閾値回転数を低閾値回転数に制限し、該低閾値回転数を前記制御装置（１３）に送信して前記駆動ユニットを制御し、前記レール（１２，２９，４９，６７）上の前記キャリッジ（２８）の前記実位置が決定した場合に、前記最大閾値回転数をクリアする、
   ことを特徴とする、方法。
7. 請求項３～６のいずれか１項記載の方法において、
   前記安全デバイス（７１）は、前記レール（１２，２９，４９，６７）上の前記キャリッジ（２８）の前記ずれ及び／又は前記実位置を連続的に決定する、
   ことを特徴とする、方法。
8. 請求項３～７のいずれか１項記載の方法において、
   前記安全デバイス（７１）は、前記回転角信号、前記回転速度信号及び／又は前記位置値から、速度及び／又は該速度の不変性を決定し、前記安全デバイスは、前記キャリッジ（２８）の摩耗を決定する、
   ことを特徴とする、方法。
9. 請求項１～８のいずれか１項記載の方法において、
   前記レール（１２，２９，４９，６７）上に設けられた前記センサ装置のマーキング（１９，３０，４６，４８，６３）を通過するときに、前記キャリッジ（２８）に設けられた前記センサ装置（１４，４０，７０）の少なくとも１つのセンサ（２２，３１，４７，５０，６３）によって前記位置信号が生成される、
   ことを特徴とする、方法。
10. 請求項９記載の方法において、
    前記安全デバイス（７１）は、前記センサ（２２，３１，４７，５０，６３）とともに、通過されるすべてのマーキング（１９，３０，４６，４８，６３）を用いて較正され、前記マーキングの前記実位置は、決定され、前記安全装置（２５，３８，５１，５９）に格納される、
    ことを特徴とする、方法。
11. 請求項９又は１０記載の方法において、
    前記センサ装置（１４，４０，７０）は、前記キャリッジ（２８）に設けられた少なくとも２つのセンサ（２２，３１，４７，５０，６３）と、前記レール（１２，２９，４９，６７）に沿って設けられた複数のマーキング（１９，３０，４６，４８，６３）と、マーキングとして用いられているパッシブＲＦＩＤトランスポンダ（２０，２１，３３，４２，４３）と、センサとして用いられているＲＦＩＤトランシーバ（２３，３４，４１）とを備える、
    ことを特徴とする、方法。
12. 請求項１１記載の方法において、
    通過時に前記ＲＦＩＤトランスポンダ（２０，２１，３３，４２，４３）の受信領域（４１）の入口点（４５，５４）と出口点（４４，５３）との中間に位置点（５５）が定義され、前記安全装置（２５，３８，５１，５９）は、前記位置点及び／又は前記入口点及び出口点を用いて前記実位置を決定する、
    ことを特徴とする、方法。
13. 請求項９～１２のいずれかに記載の方法において、
    相対距離ＬＳで前記キャリッジ（２８）に設けられたセンサ（２２，３１，４７，５０，６３）、及び相対距離Ｌで前記レール（１２，２９，４９，６７）上に設けられたマーキング（１９，３０，４６，４８，６３）が用いられ、以下が真であることが維持される：ＬＳ＝Ｌ又はＬＳ＞Ｌ、好ましくはＬＳ＝ｎ＊Ｌ、ここでｎ＝１、２、３である、
    ことを特徴とする、方法。
14. 請求項９～１２のいずれか１項記載の方法において、
    前記キャリッジ（２８）に相対距離ＬＳで設けられたセンサ（２２，３１，４７，５０，６３）並びに前記レール（１２，２９，４９，６７）上に相対距離Ｌ１及びＬ２で設けられたマーキングが用いられ、以下が真であることが維持される：ＬＳ＝ｎ＊Ｌ１及びＬ１＜＞Ｌ２、好ましくはＬＳ＝Ｌ１及びＬ１＜Ｌ２である、
    ことを特徴とする、方法。
15. 請求項９～１２のいずれか１項記載の方法において、
    前記キャリッジ（２８）に相対距離ＬＳで設けられたセンサ（２２，３１，４７，５０，６３）及び前記レール（１２，２９，４９，６７）上に相対距離Ｌで設けられたマーキング（１９，３０，４６，４８，６３）が用いられ、以下が真であることが維持される：ＬＳ≠Ｌ又はＬＳ＝９／１０Ｌ、
    ことを特徴とする、方法。
16. 請求項１～１５のいずれか１項記載の方法において、
    前記センサ装置（１４，４０，７０）の終了スイッチのスイッチ信号が、検出され、前記駆動ユニット（１１）を制御するために前記安全装置（２５，３８，５１，５９）によって前記制御装置（１３）に送信される、
    ことを特徴とする、方法。
17. コンベヤ手段のための、特に吊上機、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等のための、制御ユニット（１０）であって、前記コンベヤ手段は、駆動ユニット（１１）と、該駆動ユニットを制御する制御ユニットとを備え、前記コンベヤ手段のキャリッジ（２８）は、前記駆動ユニットによって前記コンベヤ手段のレール（１２，２９，４９，６７）に沿って移動可能であり、前記制御ユニットは、前記駆動ユニットが制御可能である制御装置（１３）を備え、前記制御ユニットは、シャフトの回転を登録するための、前記駆動ユニットのシャフト又は前記キャリッジの測定ホイールのシャフト（１８）に接続可能なロータリエンコーダ（１６，３６，５６）を備え、前記ロータリエンコーダは、回転角信号、回転速度信号及び／又は位置値を、前記レール上の前記キャリッジの想定位置を決定するために、前記制御装置に送信可能である、エンコーダ装置（１７，３７，５２，５８）を備え、
    前記制御ユニットは、前記キャリッジ及び前記レール上に、位置決め可能なセンサ装置（１４，４０，７０）を有する安全デバイス（７１）を有し、少なくとも１つの位置信号が、前記センサ装置によって検出可能であり、前記安全デバイスは、前記レール上の前記キャリッジの実位置が、前記位置信号に基づいて決定可能な安全装置（２５，３８，５１，５９）を有し、前記想定位置は、前記安全デバイスによって前記実位置に従って修正可能である、
    ことを特徴とする、制御ユニット。
18. 請求項１７記載の制御ユニットにおいて、
    前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、前記安全装置（２５，３８，５１，５９）を有する、
    ことを特徴とする、制御ユニット。
19. 請求項１７又は１８記載の制御ユニットにおいて、
    前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、パラメータ化が可能な、及び／又は位置依存の、スケールされた出力値を超過する及び／又は満たさないための、スイッチング出力（６０）及び／又はフィールドバスインターフェース（６１）を有する、
    ことを特徴とする、制御ユニット。
20. 請求項１７～１９のいずれか１項記載の制御ユニットにおいて、
    前記ロータリエンコーダ（１６，３６，５６）は、インクリメンタルエンコーダ及び／又はアブソリュートエンコーダである、
    ことを特徴とする、制御ユニット。
21. コンベヤ手段（２７）、特に吊上機、クレーン、ガントリクレーン、コンテナクレーン等であって、前記コンベヤ手段は、請求項１７～２０のいずれか１項記載の制御ユニット（１０）と、少なくとも１つのレール（１２，２９，４９，６７）と、前記レールに沿って移動可能なキャリッジ（２８）と、電気モータを有する駆動ユニット（１１）と
    を備える、コンベヤ手段。

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