CN102642704A - 包括无线状况检测的用于运输容器或容器包的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于运输容器或容器包的设备，包括：第一、第二运输单元，分别沿着第一预定运输部分、第二运输部分运输容器或容器包，且分别包括至少一个用于移动容器或容器包的驱动单元；第二运输单元沿着容器或容器包的运输方向被设置在第一运输单元的下游；第一传感器单元，其检测由第一运输单元沿着第一运输部分运输的容器或容器包的至少一个第一状况；第二传感器单元，其检测由第二运输单元沿着第二运输部分运输的容器或容器包的至少一个第二状况；至少一个控制单元，其考虑由传感器单元中的至少一个检测的至少一个状况控制至少一个驱动单元。根据本发明，至少一个传感器单元包括发送单元以通过无线方式将以状况为特征的信号发送给接收单元。

Description

包括无线状况检测的用于运输容器或容器包的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于运输容器或容器包的设备和方法。长久以来，这种设备和方法在本领域现有技术中是公知的。尤其是沿着几个运输部分，通过不同的连续运输单元运输容器或容器包是公知的。这些不同运输单元中的每个都具有驱动，例如电动机，以传送容器或容器包。此外，这种设备包括沿着运输路线检测容器或容器包的拥塞的传感器单元，例如拥塞检测器，以控制各个驱动单元对这种情况做出反应，这在现有技术中也是公知的。

背景技术

DE 10 2008 053 715A1披露了一种用于包装工具的运输系统。该运输系统具有电子测量模块，所述电子测量模块包括用于检测物理参数的传感器。此外，该测量模块被设置在运输元件上并且包括合适设计的RFID-TAG或RFID转发器。除此以外，包括通过例如BUS系统连接至不同的控制单元的多个集成传感器单元的系统在现有技术中是公知的。为了运输控制，在现有技术中，传统上这种传感器与所谓的BUS线有线连接。这种安装系统仍然具有高成本和严重的与清洁有关的缺点。另一个缺点是电磁兼容性(EMV)。这只能通过适当的屏蔽措施或电力电缆的就地隔离实现。

发明内容

因此，本发明基于以下欲实现的目的：提供一种与现有技术相比允许成本降低的设备和方法。根据本发明，该目的通过由独立权利要求限定的设备和方法实现。具有优点的实施例和改进是从属权利要求的主题。

根据本发明，用于运输容器或容器包的设备包括第一运输单元，通过所述第一运输单元沿着第一预定运输部分运输容器或容器包，其中所述第一运输单元具有至少一个用于移动所述容器或容器包的驱动单元(例如以电动机的形式)。

此外，所述设备包括第二运输单元，所述第二运输单元沿着所述容器或容器包的运输方向被安装在所述第一运输单元的下游并且沿着第二运输部分运输所述容器或容器包。所述第二运输部分包括至少一个用于移动所述容器或容器包的驱动单元。

此外，所述设备包括第一传感器单元，所述第一传感器单元检测由所述第一运输单元沿着所述第一运输部分运输的所述容器或容器包的至少一个第一状况，以及第二传感器单元，所述第二传感器单元检测由所述第二运输单元沿着所述第二运输部分运输的所述容器或容器包的至少一个第二状况，以及至少一个控制单元，所述至少一个控制单元考虑由所述传感器单元中的一个检测的至少一个状况控制至少一个驱动单元。根据本发明，至少一个传感器单元包括至少一个发送单元，所述至少一个发送单元用于通过无线方式(尤其是向接收单元)发射以所述状况为特征的信号。

该状况例如可以是运输中的错误状况，例如所述容器的拥塞状况和/或拥挤，这意味着这样一个消息：该消息表示太多的容器正在经过某一控制部分。此外，所述状况也可以是其它的错误状况，例如，有缺陷的容器(例如损坏的容器)或正在以躺着的方向运输的容器等。也可能所述错误状况是存在其它容器种类的容器或一个或几个容器正在沿着错误的方向运输。

所述容器尤其是玻璃瓶或塑料瓶，然而，如上面所述，也可能是运输容器包，意思是由几个容器组成的组，而不是容器。

有优势地，所述提到的信号至少被间接地发送至驱动或驱动单元，以便作为对该信号的反应而对相应的驱动单元进行控制。作为对该信号的反应，可启用合适的对策，例如对所述各个驱动单元进行停止或减速操作或向用户输出报警信号。如果需要，也可激活弹出机构(ejection mechanism)，所述弹出机构将某些容器从过程中弹出。此外，作为对该信号的反应，还可适当地驱动其它驱动单元，尤其是在沿着所述容器或容器包的运输方向的对应驱动单元之前(或之后)的驱动单元。

在另一有优势的实施例中，所述设备包括显示单元，所述显示单元用于将错误消息输出到，例如屏幕、触摸屏或监视器上，向用户显示，是否发生错误，如果发生，发生错误的区域。有优势地，所述传感器单元是拥塞开关。所述控制单元还可能是例如PLC的中央控制单元，所述PLC的中央控制单元从多个传感器单元接收信号并且作为对这些信号的反应控制所述各个驱动单元。

在另一有优势的实施例中，所述运输单元或其控制器包括存储单元，不同传感器单元的地址储存在所述存储单元中。通过这种方式，确保被发送单元发射并且被接收单元接收的不同信号被分别关联至有关的传感器单元并且也因此关联至各个运输部分的正确位置。这里有优势地，储存在所述存储单元中的地址被关联至操作数并且可被修改以便于传感器单元的更换。

在有优势的实施例中，所述第一和第二传感器单元分别包括发送单元，所述发送单元用于通过无线方式将以所述状况为特征的信号发射到接收单元。

有优势地，如上面所述，每个传感器单元都具有与其关联的地址，所述地址唯一地标识该传感器单元。

在另一有优势的实施例中，可通过无线方式给至少一个传感器单元提供用于其操作的能量。因此，有优势地，传感器单元不需要其自身的能量供应。这里，还可通过感应方式进行能量的供应。因此，例如，检测状况的轮询信号可同时给所述传感器单元提供能量。然而，还可通过容器或所述运输单元的运动间接获得能量。

在另一有优势的实施例中，所述设备包括至少一个能量供应单元，其通过无线方式给所述传感器单元中的至少一个，优选多个传感器单元提供能量。有优势地，该能量供应单元也是接收单元，也用于读取信号。

在另一有优势的实施例中，至少一个运输单元具有用于传送容器或容器包的传送带。这对于通过容器的底面运输容器是有优势的。有优势地，几个容器还可被一个接一个地沿着倾斜于或垂直于运输方向的方向运输。

在另一有优势的实施例中，至少一个传感器单元具有所谓的SAW(表面声波)传感器。在现有技术中，这种基于SAW的设备被用于例如滤波器或振荡器。有优势地，所述传感器包括压电元件，以将电能转换成机械能(以表面波的形式)。通过这些元件，还可将声波转换成电信号。

为了实现大量的成本降低以及切实的能量节约，优选使用基于SAW技术的传感器。这些传感器还具有这样的优势：例如通过地址和/或频率提供唯一的关联性。

有优势地，通过外部能量输入改变状况和/或得到信息。通过这种SAW或表面波(OFW部件)，使新的识别和传感器元件成为可能，其可通过无线方式被读取并且是无源的。这些传感器包括转发器，所述转发器存储轮询信号直到所有的环境回波(environmental echo)都衰减。接着，将运输机的特征响应图案输出至，例如接收单元。这里，可以考虑各个传感器以它们的恒定的识别图案作为响应(有优势地，识别图案对于各个传感器也是唯一的)。

这些传感器的优势在于它们纯无源操作的事实。这里，轮询装置和各个传感器之间的距离是重要的。由于半导体电子器件需要最小电压，所以下述距离决定了所述系统的最大范围：从该距离向前已不能从轮询单元的HF场获得足够能量。通过这种方式，通过轮询单元和传感器单元之间的距离，可确保通过某一轮询单元，仅轮询某一传感器单元或某一组传感器单元。有优势地，所述设备包括几个轮询单元，所有这些轮询单元都可与同一个控制单元通信。

这些传感器单元可通过转发器天线接收各个信号。

如果传感器单元是SAW传感器，由于法律限制而产生问题，不能使用所希望的预定载频周围的全频带。这意味着可能的地址减少至约64。为了解决该问题，可以按时间顺序(chronological order)激活一个或更多个发送站(transmission station)并且仅分别扫描在各个接收范围内的标签或传感器单元。通过这种方式，传感器单元可通过多路复用过程读取。

在另一有优势的实施例中，至少一个传感器单元具有霍尔元件。该霍尔元件或霍尔传感器将霍尔效应用于测量磁场和电流或用于检测位置。如果电流流过这种传感器单元并且该传感器单元移动进相对该电流垂直延伸的磁场，则该元件将产生与电流和磁场强度的乘积成比例的输出电压。通过这种方式，能够将该霍尔传感器用作无触(touch-free)和遥控(contactless)信号发生器。

例如，运输单元可包括活动元件，例如拥塞补偿杆(congestion compensationrocker)，所述拥塞补偿杆相应地配备有永磁体。这些永磁体相应地可用于向霍尔传感器传递能量并且同时将振荡运动作为信息(尤其是关于充填开关(stowage switch)是否被占用)发送给更高阶的控制单元。

然而，还可将永磁体设置在运输单元的活动部件上，例如在传送带或导辊上，以便在执行操作的过程中，由于运输单元的运动和这些永磁体的运动有优势地产生必需的能量。有优势地，可将传感器单元自身设置成固定的。

此外，传感器单元还可以是应用霍尔效应的SAW传感器(尤其是用于检测测量值)，这意味着使用组合的SAW-霍尔传感器。

在另一有优势的实施例中，将各个传感器单元的地址存储在接收单元中，并且优选地还可以修改这些存储的地址，这在例如更换传感器单元的情形中是有优势的。因此，当更换传感器单元时，接收单元可自动适应新的传感器单元或因此发射的新地址。

为此，接收单元可具有读取各个新地址的读取功能。这里，可考虑接收单元具有开关单元，通过所述开关单元，根据需要，可将工作模式切换至读取模式以读取新的传感器单元。还可以考虑将功能设计成在多次发送某个新地址的情形中，将该新地址输入存储系统。同时，可检查是否不再发送其它的地址，例如传感器单元的地址不再存在。在该情形中，更换传感器单元可采用所更换的传感器单元的功能。

该设备的另一优点是能够进行与位置无关的(location-independent)安装并且还可将传感器单元容纳在自由可选择的位置中。

有优势地，所述设备包括装填单元，所述装填单元用于使用可流动的介质，优选液体并且特别是饮料装填容器，并且特别有优势地，可将该装填单元沿着容器或容器包的运输方向安装在上面所述的运输单元的上游。然而，还可将所述装填单元沿着容器或容器包的运输方向安装在所述运输单元的下游。

有优势地，所述运输单元可用于运输装填好的包。在另一有优势的实施例中，直接一个接一个地设置上面提到的运输单元。

本发明还涉及一种用于运输容器或容器包的方法，其中通过第一运输单元沿着第一预定运输部分运输容器或容器包并且该第一运输单元具有至少一个用于移动所述容器或容器包的驱动单元，并且其中，通过第二运输单元沿着第二运输部分运输所述容器或容器包，所述第二运输单元沿着所述容器或容器包的运输方向被安装在所述第一运输单元的下游，所述第二运输单元包括至少一个用于移动所述容器或容器包的驱动单元。

此外，至少一个第一传感器单元检测由第一运输单元沿着第一运输部分运输的容器或容器包的至少一个状况。第二传感器单元检测由第二运输单元沿着第二运输部分运输的容器或容器包的至少一个第二状况，并且至少一个控制单元考虑所述传感器单元中的至少一个检测的至少一个状况控制至少一个驱动单元。

根据本发明，至少一个传感器单元通过发送单元以无线方式将以状况和/或一个唯一地址为特征的信号发射给接收单元和/或显示单元。

关于所述方法，还建议通过无线方式将各个测量信号发射至接收单元。有优势地，所述发送单元被无线激活或供能以将各自的信号发射给接收单元。例如，可通过无线电波和/或感应方式进行该激活。优选地，至少一个传感器单元并且尤其优选地多个传感器单元沿着容器或容器包的运动方向被设置在驱动单元的至少部分下游(即，基于这些传感器单元输出的信号控制驱动单元)。这意味着基于某个传感器单元发射的信号，优选地，将驱动单元控制成沿着容器或容器包的运输方向设置在该传感器单元的上游。

另一有优势的方法包括：如果出于维护或维修的目的需要更换传感器，则自动关联传感器的地址与控制单元的操作数。通过相同的方式，在初始运行(initial commissioning)过程中可进行与控制器的关联。为此，优选地，从预先编制的选择列表中选择操作数，并且有优势地，通过显示单元上的接收单元将地址与控制器中的选定操作数关联。为了确保唯一的关联，优选平行于操作数显示当前的读取地址并且通过确认存储所述关联。

附图说明

其它的优点和实施例从附图可以很明显地看出，其中，

图1示出了根据本发明的设备的示意图；

图2示出了描绘本发明的示意图；

图3示出了传感器单元的示意图。

附图标记

1     设备

2     第一运输单元

4     第二运输单元

6     第三运输单元

8     控制单元

10    容器

12    传感器单元

14    传感器单元

16    第一驱动单元

18    第二驱动单元

22    天线，发送单元

24    存储单元

25    霍尔传感器

26    传感器元件

28    处理器单元

30    显示单元

32    发送单元

36    第三驱动单元

A1    第一运输部分

A2    第二运输部分

A3    第三运输部分

S1    轮询信号

S2    响应信号

P1、P2箭头

F     场水平面

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于运输容器10的设备1的示意图。

这里，该设备包括沿着第一运输部分A1传送容器10的第一运输单元2。这里，该第一运输单元2具有用于移动容器10，例如用于驱动运输带的驱动单元16。该第一运输单元2后为沿着第二预定运输部分A2运输容器的第二运输单元4。该第二运输单元4也相应地包括驱动单元18。该第二运输单元4后为沿着运输部分A3运输容器或容器包的第三运输单元6。该第三运输单元6也相应地包括驱动单元36。

附图标记12和14分别指向传感器单元，所述传感器单元接收以容器状况为特征的信号，例如不同容器的拥塞状况。这些传感器单元中的每个还都包括发送单元(在图2中未示出)，这里，发送单元分别将各个信号发送给控制单元8。反过来，控制单元8根据传感器单元12、14记录的数据控制不同的驱动单元16、18、36。

图2示出了描绘本发明的进一步示图。这里，同样示出了不同驱动单元16、18以及与其相关联的传感器单元12、14，然而，与图2中所示不同的是，还提供了多个这些传感器单元12、14。附图标记30标识可显示例如运输状况，例如拥塞状况的显示单元。该显示单元还可以用于向用户输出报警信号。

如图2中所示，可将传感器、驱动和各个主控制器分别形成为场水平面F上的单元。通过这种方式，可减少所需的开关柜的数目。可选择地，传感器16、18还可通过网关或通过分布式变频器(decentralised frequency convertor)(Movigear，FCD300或相似的元件)有线连接。这里所示的控制单元8可能例如是SNI主单元(SNI＝信号网络装置)和/或可编程逻辑控制器。还可以考虑在运输单元2、4、6上直接安装温度开关(参见图1)。还可以额外地手动控制不同驱动单元16、18、36。

图3示出了用于阐述检测测量值的进一步示图。附图标记12同样指向传感器单元，这里，所述传感器单元包括天线22形式的发送和接收单元。除此以外，该传感器还包括存储单元24，例如将传感器单元12的地址存储其中。此外，提供传感器元件26，用于检测某一状况或多种状况。此外，还提供评估记录的数据的处理器单元28。控制单元8可用于通过发送单元32将轮询(polling)信号S1(参见箭头P1)发送给传感器单元12。

该轮询信号S1同时用于给传感器单元12或传感器元件26提供能量。作为对该信号S1的响应，传感器单元(参见箭头P2)可发射以传感器单元12的地址和分别检测到的测量值为特征的响应信号S2。这里，发送单元32还可用作用于接收该信号的接收单元。此外，还可能所述设备包括独立的用于接收信号S2的接收单元。然而，除了使用信号S1来保证能量供应，还可通过不同的方式保证能量供应，例如通过如上面所述的拥塞补偿杆，拥塞补偿杆通过感应元件产生该测量所需的能量。此外，传感器单元自身可包括储能装置，例如电池。

在优选实施例中，传感器单元12包括能量转换元件，例如霍尔(Hall)传感器25，特别地，霍尔传感器使用容器的一连串运动(例如通过本领域公知的充填补偿杆(stowage compensation rocker))来产生提供给传感器单元12的能量。在最简单的情形中，可因此直接使用相应的拥塞补偿杆的运动发射信号S2，以便接收单元32可检测错误状况的发生。

如图1中所示，控制单元8相应地可控制所有驱动单元16、18、36，然而，还可能每个驱动单元具有独立的控制单元或与其关联的独立传感器单元。

Claims (11)

1.一种用于运输容器或容器包(10)的设备(1)，所述设备(1)包括：

第一运输单元(2)，所述第一运输单元(2)沿着第一预定运输部分(A1)运输容器或容器包(10)，所述第一运输单元(2)包括至少一个用于移动所述容器或容器包(10)的驱动单元(16)；

第二运输单元(4)，所述第二运输单元(4)沿着所述容器或容器包(10)的运输方向被设置在所述第一运输单元(2)的下游并且沿着第二运输部分(A2)运输所述容器或容器包(10)，所述第二运输单元(4)包括至少一个用于移动所述容器或容器包(10)的驱动单元(18)；

第一传感器单元(12)，所述第一传感器单元(12)检测由所述第一运输单元(2)沿着所述第一运输部分(A1)运输的所述容器或容器包(10)的至少一个第一状况；

第二传感器单元(14)，所述第二传感器单元(14)检测由所述第二运输单元(4)沿着所述第二运输部分(A2)运输的所述容器或容器包(10)的至少一个第二状况；

至少一个控制单元(8)，所述至少一个控制单元(8)考虑由所述传感器单元(12、14)中的至少一个检测的至少一个状况控制至少一个驱动单元(16、18)；

其特征在于，至少一个传感器单元(12、14)包括发送单元(22)以通过无线方式将以所述状况为特征的信号发送给接收单元。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一和第二传感器单元(12、14)分别包括发送单元(22)以通过无线方式将以所述状况为特征的信号发送给所述接收单元。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，每个传感器单元(12、14)与地址关联，所述地址唯一识别前者。

4.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，至少一个传感器单元(12、14)可通过无线方式被提供用于其操作的能量。

5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述设备包括能量供应单元，所述能量供应单元通过无线方式给至少一个传感器单元(12、14)提供能量。

6.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，至少一个运输单元(2、4)包括用于传送所述容器或容器包(10)的传送带。

7.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，至少一个传感器单元(12、14)是SAW传感器。

8.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，至少一个传感器单元(12、14)包括霍尔元件(25)。

9.一种用于运输容器或容器包(10)的方法，其中通过第一运输单元(2)沿着第一预定运输部分(A1)运输容器或容器包(10)并且该第一运输单元(2)包括至少一个用于移动所述容器或容器包(10)的驱动单元(16)，并且其中，通过第二运输单元(4)沿着第二运输部分(A2)运输所述容器或容器包(10)，所述第二运输单元(4)沿着所述容器或容器包(10)的运输方向被设置在所述第一运输单元(2)的下游，并且所述第二运输单元(4)包括至少一个用于移动所述容器或容器包(10)的驱动单元(18)，并且其中，第一传感器单元(12)检测由第一运输单元(2)沿着第一运输部分(A1)运输的容器或容器包(10)的至少一个第一状况，和第二传感器单元(14)检测由第二运输单元(4)沿着第二运输部分(A2)运输的容器或容器包(10)的至少一个第二状况，并且至少一个控制单元(8)考虑所述传感器单元(12、14)中的至少一个检测的至少一个状况控制至少一个驱动单元(16、18)；

其特征在于，至少一个传感器单元(12、14)通过发送单元(22)以无线方式将以所述状况和/或地址为特征的信号(S2)发送给接收单元(8)或显示单元(30)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过在显示单元(30)上的预先选择，将所述地址关联至控制器中的操作数。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过确认存储所述地址。

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