PT2319742E - Disposição e método para o controlo de uma propulsão de um meio de transporte sem condutor - Google Patents

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DESCRIÇÃO "DISPOSIÇÃO E MÉTODO PARA O CONTROLO DE UMA PROPULSÃO DE UM MEIO DE TRANSPORTE SEM CONDUTOR" A invenção diz respeito a uma disposição para o controlo de uma propulsão de um meio de transporte sem condutor de acordo com o conceito genérico da reivindicação de patente 1, e um método para controlo da propulsão de um meio de transporte sem condutor de acordo com o conceito genérico da reivindicação de patente 6.

No seguimento da progressiva automatização do setor dos transportes, em especial na área da montagem de automóveis e outros bens, recorre-se muitas vezes a meios de transporte sem condutor. Por exemplo, são utilizados para linhas de montagem na indústria automóvel carris elétricos suspensos (EHB) para o transporte de carroçarias e componentes de montagem. Este meio de transporte - também chamado SEM = Electrical Monorail Systems - é composto normalmente por um sistema de carris e os correspondentes veículos, a maior parte das vezes suspensos. Estes meios de transporte dispõem de uma propulsão elétrica própria e são alimentados com energia elétrica por meio de coletores de corrente (retificadores) que são conduzidos ao longo de um sistema de carril condutor multifásico.

Em áreas de circulação especiais (área da produção) são realizadas normalmente operações nos produtos aí transportados. Em tais áreas de circulação é muitas vezes exigido que os meios de transporte sem condutor circulem a uma velocidade constante e/ou com distâncias constantes entre si. Esta exigência pode ser satisfeita ao fazer com que os meios de transporte sem condutor sejam sempre 2 previstos com um comando digital, o qual comunica com um comando externo (estacionário) e controla a propulsão dos meios de transporte sem condutor sempre de forma a que os meios de transporte sem condutor circulem com a velocidade predefinida e/ou em sincronia uns com os outros. A US 6,138,064 apresenta um sistema de controlo para veículos sem condutor com um alvo móvel. É um pressuposto para a utilização de uma tal abordagem que cada um dos meios de transporte sem condutor se encontre equipado com um controlo correspondentemente adequado, por exemplo um sistema de microprocessador. Este não é contudo o caso em muitos sistemas de transporte sem condutor simples; aqui são muitas vezes utilizadas propulsões simples, que são controladas de forma eletromecânica por meio de interruptor de engate magnético em elementos de controlo incorporados no veículo, em que frequentemente apenas se diferencia entre os estados "Circular" e "Parar", e em que um interruptor de proteção de colisão evita, ao desligar um ou mais dos meios de transporte sem condutor, a colisão entre dois meios de transporte sem condutor. Para evitar o equipamento dispendioso de todos os meios de transporte sem condutor com um correspondente comando digital ou semelhante, é conhecido a partir do estado da técnica, nas áreas de circulação especiais, que quando for necessária uma circulação síncrona e/ou constante dos meios de transporte sem condutor seja previsto um tapete rolante de cabos mecânico, que por exemplo pode ser feito como cadeia rolante rotativa. Nestas áreas de produção especiais é então acoplada propulsão própria aos meios de transporte sem condutor, e os meios de transporte sem condutor são então acoplados ao tapete rolante mecânico de forma segura para que todos os meios de transporte sem condutor acoplados se desloquem de forma síncrona e equidistante. No 3 final da área de produção especial, os meios de transporte sem condutor são novamente desacoplados do tapete rolante de cabos e retomam o seu funcionamento autónomo. A desvantagem desta solução é que para cada umas das áreas de circulação especiais é precisa uma propulsão em forma de tapete rolante de cabos. Apesar de já se encontrarem equipados com propulsão própria, têm de ser previstos adicionalmente nas áreas de produção especiais estações de engate e desengate, o tapete rolante de cabos, dispositivos de transmissão para os meios de transporte sem condutor, um abastecimento de energia adicional, etc. As diferentes velocidades e funções de Start/Stop são depois controladas por um controlo estacionário através do ajuste de velocidade do propulsor do tapete rolante de cabos (cadeia de arrasto). A presente invenção tem por objetivo propor um controlo seguro e simples do ponto de vista da sua produção para meios de transporte sem condutor em tais áreas de produção especiais. 0 objetivo é atingido por meio de uma disposição de acordo com a reivindicação de patente 1 e por meio de um método de acordo com a reivindicação de patente 6. É uma ideia central da solução de acordo com a invenção que em vez do tapete rolante de cabos mecânico, portanto o acoplamento do meio de transporte sem condutor a um dispositivo de transmissão mecânico, seja realizado um "sinal de transmissão" ótico sob a forma de luz através de um tubo flexível de luz montado no carril de rolamento, ou semelhante. A velocidade de circulação e as funções de Star/Stop são controladas através da ativação da(s) sequência (s) de luz do tubo de luz. Do lado do meio de transporte sem condutor ou dos meios de transporte sem 4 condutor ocorre a leitura dos sinais de luz do tubo flexível de luz através de sensores simples apropriados, que, por exemplo, controlam um conversor de propulsão já existente. 0 objetivo é atingido em especial através de uma disposição para controlo de uma propulsão de um meio de transporte sem condutor, em que a propulsão de um ou a propulsão de vários meios de transporte sem condutor é controlada através de um dispositivo de controlo estacionário. Para isso, é ordenada ao longo do circuito de circulação do meio de transporte sem condutor uma sequência de fontes de luz (segmentos) em forma de uma luz de circulação, em que no meio de transporte sem condutor são ordenados na direção da deslocação um atrás do outro pelo menos dois sensores óticos para leitura da luz de circulação, pelo que os pelo menos dois sensores ficam ligados à propulsão do meio de transporte sem condutor de forma a que o meio de transporte sem condutor siga um segmento luminoso da luz de circulação de forma essencialmente síncrona e em que o dispositivo de controlo estacionário seja orientado para o controlo da luz de circulação. Com uma tal disposição podem ser conseguidas poupanças significativas na engenharia de equipamento das disposições de meios de transporte sem condutor, por exemplo na produção de automóveis. Através de um custo relativamente reduzido dos componentes elétricos, os tapetes rolantes de cabos adicionais podem ser completamente dispensados. 0 custo técnico do lado do meio de transporte sem condutor é igualmente menor, uma vez que apenas os sinais (na maior parte das vezes binários) dos sensores de luz têm de ser avaliados; desta forma, é possível a utilização de controlos simples, por exemplo conversores de frequência simples com lógica binária auxiliar como controlo de circulação. 5 0 objetivo é ainda atingido através de um método para controlo do movimento de um ou mais meios de transporte sem condutor ao longo de um percurso de circulação, em que o movimento de um ou mais meios de transporte sem condutor é determinado por um controlo estacionário. Aqui é controlada, através de um controlo estacionário, uma sequência de fontes de luz em forma de luz de circulação ordenada ao longo do percurso de circulação, em que a velocidade e a posição dos segmentos de luz ativos da luz de circulação representam um valor determinado para o ou para os meios de transporte sem condutor e a luz de circulação de pelo menos dois sensores óticos ordenados um atrás do outro na direção de circulação de pelo menos um meio de transporte sem condutor é avaliada. Para isso são utilizados os sinais de sarda dos pelo menos dois sensores óticos para controlo de uma propulsão do pelo menos um meio de transporte sem condutor, em que os sensores são ligados à propulsão de forma a que ocorra um movimento essencialmente síncrono do pelo menos um meio de transporte sem condutor com um segmento luminoso (fonte de luz) da luz de circulação. Através da utilização deste método podem ser realizadas as vantagens da disposição de acordo com a invenção.

As formas de realização vantajosas da disposição de acordo com a invenção são indicadas nas reivindicações de patente dependentes. As características e vantagens aí descritas servem também logicamente para o método de acordo com a invenção.

De forma vantajosa, o meio de transporte sem condutor apresenta um regulador de velocidade que é controlado pelos pelo menos dois sensores. Aqui, a velocidade de deslocação atual do meio de transporte sem condutor é mantida de forma vantajosa nos casos em que ambos os sensores ordenados um 6 atrás do outro detetem um segmento de luz ativo; isto ocorre numa circulação síncrona. Em estados diferentes do sinal de saída, os pelo menos dois sensores óticos aceleram ou reduzem correspondentemente o regulador de velocidade; isto ocorre numa circulação assíncrona. É vantajoso que nos casos em que nenhum dos sensores detete um sinal de luz o ou os meios de transporte sem condutor sejam parados. Em especial nos casos em que os segmentos sejam compostos por várias fontes de luz e as fontes de luz do segmento apresentem uma distância significativa entre elas, os sinais de saida dos sensores óticos são submetidos a um filtro de passa-baixo.

De forma vantajosa, o controlo estacionário é regulado para um controlo variável da velocidade da luz de circulação, com o objetivo de acelerar e/ou travar o ou os meios de transporte sem condutor. Para isso, a luz de circulação pode também ser subdividida ao longo do percurso de deslocação em diferentes segmentos de percurso de deslocação, pelo que a velocidade e a relação de fase dos elementos ativos da sequência de luz de circulação podem ser controlados separadamente em cada um dos segmentos do percursos de deslocação.

Um exemplo de realização para uma disposição de acordo com a invenção é de seguida explicado mediante Figuras. Isto serve ao mesmo tempo para a explicação de um método de acordo com a invenção.

As Figuras mostram:

Figura 1: uma representação em esquema de um meio de transporte sem condutor com um tapete rolante de cabos numa disposição de acordo com o estado da técnica. 7

Figura 2: uma representação em esquema de um meio de transporte sem condutor com um controlo de acordo com a invenção através de uma disposição de luz de circulação, e

Figura 3: uma representação em esquema de quatro diferentes estados de operação da relação entre segmentos ativos do dispositivo de luz de circulação e pelo menos dois sensores óticos.

Na Figura 1 é representado de forma esquemática um meio de transporte sem condutor EMS numa disposição de acordo com o estado da técnica. 0 meio de transporte sem condutor EMS encontra-se aqui ligado a um sistema de carris condutores estacionário SCHL através de um retificador (coletor de corrente), sistema que para além dos condutores Ll, L2, L3 PEN para abastecimento de energia, também se encontra equipado com dois condutores FRG/QUIT ("Ativação"/"Reconhecimento") e ALM ("Alarme"). Os condutores estacionários dos sistema de carris condutores SCHL encontram-se ligados ao controlo EMS-D ("Electrical Monorail System - Driver") do meio de transporte sem condutor EMS através de contactos de deslizamento, controlo que por seu lado comanda uma propulsão ANTR do meio de transporte EMS. 0 controlo EMS-D encontra-se ainda ligado aos sensores MRS, KLS, pelo que os sensores MRS ("interruptor de engate magnético") dos dispositivos de ativação estacionários ("carnes") são acionados no percurso de deslocação por meio do movimento do meio de transporte EMS e podem receber de forma simples comandos de velocidade, arranque e paragem. 0 sensor KLS ("Colisão") desliga a propulsão ANTR aquando de uma ameaça de colisão ("Embate") com um outro meio de transporte no mesmo percurso de deslocação. No exemplo de realização em causa assume-se que o meio de transporte EMS se desloca numa área de deslocação (área de deslocação especial), que exige um

movimento regular e equidistante em relação aos outros meios de transporte Com este objetivo, o meio de transporte SEM, de acordo com o estado da técnica, encontra-se equipado com um tapete rolante de cabos SF através de uma ligação mecânica MV, em que o tapete rolante de cabos SF se encontra ligado a um dispositivo de controlo estacionário STRG e é comandado por este controlo STRG; a propulsão ANTR é aqui colocada temporariamente fora de função. 0 controlo STRG encontra-se ligado através de uma ligação de dados DB a um dispositivo de programação PRG.

De seguida será explicado mediante a Figura 2 de que forma o tapete rolante de cabos mecânico SF e a ligação mecânica MV é trocada por um dispositivo de luz de circulação LL e sensores óticos 0S1, 0S2. Aqui, referências idênticas das três Figuras referem-se respetivamente ao mesmo equipamento técnico. A luz de circulação LL representada na Figura 2 com os segmentos luminosos ativos AS é controlada através do controlo estacionário STRG. 0 controlo STRG indica a velocidade (frequência) e posição (fase) das fontes de luz da luz de circulação LL controladas alternadamente em sequência cronológica. Como a Figura 2 mostra, numa forma de realização vantajosa da invenção, os segmentos ativos AS são ordenados de forma periódica e equidistante; noutras formas de realização da invenção, que exigem ligações de cabos e controlo da luz de circulação mais complexos, pode contudo ser previsto, por exemplo, um segmento ativo próprio AS para cada meio de transporte EMS. Enquanto na solução apresentada ambos os sensores óticos 0S1, 0S2 devem compreender sempre o mesmo segmento ativo AS, em especial numa interpretação periódica da luz de circulação LL cada um dos sensores óticos 0S1, 0S2 pode "seguir" um outro 9 segmento ativo AS que se desloca para a frente de forma síncrona.

Os sensores óticos OS1, 0S2 encontram-se associados ao controlo EMS-D do meio de transporte EMS, pelo que o controlo EMS-D se encontra equipado com uma lógica de avaliação para avaliação dos sinais enviados pelo sensores óticos 0S1, 0S2. Na presente forma de realização vantajosa os sensores óticos 0S1, 0S2 enviam sempre um sinal de saída binário; assim, apenas se diferencia entre estados "luz" (lógica "1") e "sem luz" (lógica "0") . Isto conduz, de acordo com a invenção, a uma melhor segurança de funcionamento do que noutras formas de realização, nas quais por exemplo se compreendem os níveis de cinzento (valores de claridade variáveis). Em outras formas de realização vantajosas os sensores óticos OS1, OS2 podem ser previstos com filtros óticos, que por exemplo apenas permitem passar porções espectrais únicas da luz emitida pelos segmentos ativos AS. De forma vantajosa, são aqui utilizadas zonas espectrais que não são emitidas ou são emitidas em medida reduzida pelos equipamentos de iluminação normais de instalações de produção industriais (lâmpadas fluorescentes, lâmpadas de gás rarefeito). Também é possível, para filtrar luz dispersa externa, equipar os sensores óticos OS1, OS2 e a superfície da luz de circulação LL com filtros de pólos direcionados uns para os outros que apenas deixam passar um determinado plano de polarização (por exemplo horizontal, vertical ou uma das direções polares possíveis) da luz. O controlo EMS-D (aqui um conversor com várias acessos de controlo) do meio de transporte sem condutor EMS e a lógica de avaliação nele contida para os sensores óticos OSl, OS2 é ligado de forma a que o meio de transporte EMS siga os segmentos ativos AS móveis da luz de circulação LL. A forma 10 de funcionamento da lógica de avaliação de um caso simples é representada na Figura 3. Aqui distingue-se entre quatro diferentes estados de funcionamento. O caso apresentado na Figura 3 em cima dá-se quando a luz de circulação LL e/ou os segmentos ativos AS nela contidos e o meio de transporte EMS com os sensores óticos OS1, OS2 se movimentam continuamente à mesma velocidade (em sincronia) e ambos os sensores óticos OS1, OS2 detetam sempre a luz de um segmento ativo AS. Neste caso, ambos os sensores óticos OS1, OS2 emitem como sinal de saida binário uma lógica "1". Como já foi explicado, os sensores óticos OS1, OS2 podem estar também de frente para diferentes segmentos ativos AS da luz de circulação LL, desviando-se da representação da Figura 3; neste caso, a distância de montagem dos sensores óticos OS1, OS2 é de forma vantajosa um múltiplo integral da distância dos segmentos ativos AS. A partir do caso "instalado" anteriormente descrito, no qual se assume uma velocidade idêntica do meio de transporte EMS e da luz de circulação LL, a posição do meio de transporte EMS atrás da posição do segmento ativo AS ficou um pouco para trás, no segundo caso apresentado, do que resulta que o sensor ótico OS1 deixa de ser iluminado pelo segmento ativo AS e com isso é emitido um sinal binário "0". A lógica de avaliação do controlo EMS-D reconhece isto e aumenta a corrente da propulsão ANTR para aumentar a velocidade do meio de transporte EMS de forma a que se atinja de novo o primeiro estado descrito. Na terceira posição da Figura 3 é representado o caso oposto, em analogia a isto, no qual o meio de transporte EMS se adianta ao segmento ativo AS. Neste caso, a energia da propulsão ANTR é reduzida pelo controlo EMS-D até que se volte a atingir de novo o primeiro estado descrito. Numa forma de realização vantajosa a lógica de avaliação do controlo EMS-D contém um regulador digital (por exemplo um 11 regulador PID) que se encontra ajustado de forma a que a velocidade e a posição ("fase") do meio de transporte EMS oscile no valor indicado pela luz de circulação LL.

Em último lugar da representação da Figura 3 é representado o caso no qual os sensores óticos 0S1, 0S2 detetam um segmento ativo AS. Isto pode acontecer quando se dá uma interrupção da luz de circulação LL, quando (como representado) os sensores óticos 0S1, 0S2 saem da "zona de alcance" dos segmentos ativos AS, ou quando ocorre outra perturbação, por exemplo por causa de sujidade, avaria dos sensores, etc. Em tal caso, pode-se reagir por exemplo através de uma imediata "paragem de emergência" do meio de transporte EMS. Pode-se contudo continuar a deslocação do meio de transporte EMS com uma velocidade menor durante um período de tempo limitado, na esperança de que os sensores óticos 0S1, 0S2 fiquem outra vez ao alcance dos segmentos ativos AS e "engatem".

Numa outra forma de realização da invenção construtiva, mas dispendiosa, os segmentos da luz de circulação LL não são acionados de forma "dura", portanto não são apenas ligados e desligados de forma binária, mas são ajustados quase em contínuo em relação à sua luminosidade. Em ligação com os sensores óticos 0S1, 0S2, que fornecem informação detalhada acerca da luminosidade detetada (por exemplo com uma resolução de 4 ou 8 bits) , o comportamento de ajuste da lógica de avaliação pode ser melhorado no controlo EMS-D. Em especial a "oscilação" do movimento do meio de transporte EMS aquando da nivelação numa zona de produção especial, na qual o controlo da luz de circulação seja empregue, pode ser reduzida, e o movimento pode ser além disso ajustado com "sobreoscilações" menos fortes. 12

Na nivelação numa zona de produção especial destas, a velocidade da luz de circulação LL pode ser ajustada de forma vantajosa à velocidade "autónoma" do meio de transporte EMS e este pode depois disso ser conduzido de forma constante à velocidade desejada. Desta forma são evitadas alterações de velocidade e picos de carga.

Lisboa, 27 de Julho de 2012

Claims (6)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Disposição para controlar uma propulsão (ANTR) de um automóvel, meio de transporte sem condutor (EMS), em que a propulsão (ANTR) de um meio de transporte sem condutor (EMS), ou as propulsões (ANTR) de vários meios de transporte sem condutor (EMS) é ou são controladas por meio de um dispositivo de controlo estacionário (STRG), caracterizada por se encontrar disposta uma sequência de fontes de luz que se encontra incorporada como luz de circulação (LL) ao longo de um percurso de meio de transporte sem condutor (EMS), em que pelo menos dois sensores óticos (0S1, 0S2) para detetar a luz de circulação (LL) são dispostos um atrás do outro na direção do movimento no meio de transporte sem condutor (EMS), em que os pelo menos dois sensores (0S1, 0S2) se encontram ligados à transmissão (ANTR) do meio de transporte sem condutor (EMS) de forma a que o meio de transporte sem condutor (EMS) essencialmente siga de forma síncrona pelo menos um segmento iluminado (AS) das luzes de circulação (LL), e e em que o dispositivo de controlo estacionário (STRG) se encontra configurado para controlar as luzes de circulação (LL) .

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o meio de transporte sem condutor (EMS) ter um regulador de velocidade para a propulsão (ANTR) que pode ser controlado por pelo menos dois sensores.

3. Disposição de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por 2 os sensores serem sensores de luz cada um com um sinal de salda binária.

4. Disposição de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a transmissão (ANTR) ser configurada para levar a cabo uma travagem de emergência em casos em gue nenhum dos dois sensores detete um segmento iluminado dos segmentos.

5. Disposição de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o controlador estacionário ser configurado para acelerar e travar o meio de transporte sem condutor (EMS) ou todos os meios de transporte sem condutor (EMS) através do controlo da velocidade das luzes de circulação (LL).

6. Método para controlar o movimento de um ou mais meios de transporte sem condutor (EMS) ao longo de um percurso, em que o movimento de um ou mais meios de transporte sem condutor (EMS) é predefinido por um controlador estacionário, caracterizado por o controlador estacionário pôr em movimento uma cadeia de fontes de luz que se encontra incorporada como luz de circulação (LL) ao longo do percurso, em que a velocidade e a posição de um ou mais dos segmentos iluminados (AS) para a luz de circulação (LL) representa uma predefinição de ponto de ajuste para o ou os meios de transporte sem condutor (EMS), em que a luz de circulação (LL) é detetada por pelo menos dois sensores óticos de pelo menos um dos meios de transporte sem condutor (SEM), com os referidos sensores óticos a encontrarem-se localizados um atrás do outro na direção do transporte, 3 em que os sinais de saida dos pelo menos dois sensores óticos são usados para controlar uma propulsão (ANTR) do pelo menos um meio de transporte sem condutor (EMS), em que os sensores se encontram ligados à transmissão (ANTR) de forma a que ocorra um movimento essencialmente sincrono de pelo menos um meio de transporte sem condutor (EMS) com pelo menos um segmento iluminado (AS) da luz de circulação (LL) . Lisboa, 27 de Julho de 2012