以直线电动机为基础的运输系统的定子部段和运输系统的制作方法

本发明涉及一种用于以直线电动机为基础的运输系统的定子部段，其包括用于产生磁行波场(wanderfeld)的装置、用于测定位于定子部段上的运输转子的位置的位置检测装置、用于以第一节拍周期性地传输调节数据组的发送单元。

背景技术：

就本发明而言，定子部段被理解为直线电动机的初级部件，在本文中，运输转子具有直线电动机的次级部件。通过单独地对例如用于产生磁行波场的装置的线圈通电的方式来产生磁场，并且运输转子或其次级部件能够经过定子部段或其初级部件地运动。磁行波场因此带动运输转子的永磁体。通过调节经过线圈的电流的电流强度的方式，能够匹配力需求和速度。

在因特网址www.festo.com/cms/de_de_53585.htm中公开了一种基于直线电动机的运输系统。在至今已知的、使用基于直线电动机的运输系统的设备中，为了检测运输转子的位置，除了定子部段的马达传感器之外，还构造多位置传感器，该马达传感器用于调节定子部段。该多位置传感器能够检测多个运输转子的位置并提供给上级的控制单元，其中在上级的控制单元中运行用于控制运动的顺序程序。该方法的缺点是，至此使用的多位置传感器连续地延伸经过多个部段并且必须连接到附加的总线系统上。然而，已经存在的马达传感器连接到第一总线上，该第一总线尤其需要用于对定子部段进行驱动调节。多位置传感器因此必须附加地连接到第二总线上，该第二总线又与上级的控制装置连接。

技术实现要素：

本发明的目的是降低基于直线电动机的运输系统的系统复杂性。

该目的利用一种用于以直线电动机为基础的运输系统的定子部段如下地实现，该定子部段包括用于产生磁行波场的装置、用于测定位于定子部段上的运输转子的位置的位置检测装置、用于以第一节拍周期性地传输调节数据组的发送单元，该位置检测装置设计用于检测在定子部段上的多个运输转子的多个位置，其中存在评估单元，该评估单元与位置检测装置连接，以便测定检测到的位置，并且评估单元与发送单元连接，以便将位置传输到发送单元，其中改进发送单元，以使得发送单元除了传输调节数据组之外还以节拍同步的方式共同传输位置值，其中多个位置作为具有一定数量个项的序列存在，并且具有指数的项对应于位置，在此，发送单元还设计用于利用每个第一节拍始于起始值地递增指数，并且紧随调节数据组之后传输项，其中发送单元还设计用于在一个传输间隔内执行全部项的传输。特别地，传输间隔可以对应于第一节拍的数倍。

根据本发明提出应用位置传感器或定子部段，其除了传输对于调节所需的测量值之外也能够检测多个运输转子位置。这些位置传感器或定子部段能够首先经由应用的第一总线、尤其是实时总线将多位置值传输给驱动调节装置。驱动调节装置又经由同样已经存在的总线系统将多位置值传输给上级的控制装置。为了该目的，位置检测装置能够同时检测多个位置。在该情况下，在显示为不利的现有技术中的附加的多位置传感器能够别完全省去。

尤其有利的是，评估单元设计用于在第二节拍内测定位置，并且第二节拍对应于第一节拍的数倍。通常，不仅运动控制还有在运动控制与驱动调节之间的组合利用比驱动调节本身更慢的节拍来实施。出于该理由，同样仅以比用于调节的数据更慢的节拍来实施多位置值。与之相应可行的是，多位置值以所谓的交替循环的报文进行传输。因此，这种报文具有用于调节数据组的循环的部分和交替的部分，该调节数据组必须以“快的”节拍来传输，该交替的部分的内容在时间上“复用”。以该方式，能够经由第一总线联系多个多位置值，而不影响调节，因为该第一总线现在几乎没有比之前更强地承受负荷。在上级的控制单元中，由全部位置检测装置检测的位置能够适当地组合成全部转子位置的显示，用于运动控制的程序在该控制单元中运行。

开始提出的目的也由一种运输系统如下地实现，该运输系统包括定子部段、第一总线、第二总线、监视单元、控制单元，其中定子部段设计用于以直线电动机为基础地运输运输转子，该定子部段具有用于产生磁行波场的装置、用于测定位于定子部段上的运输转子的位置的位置检测装置和用于以第一节拍周期性地传输调节数据组的发送单元，该发送单元在此与第一总线连接，该位置检测装置设计用于检测在定子部段上的多个运输转子的多个位置，其中存在评估单元，该评估单元与位置检测装置连接，以便测定检测到的位置，并且该评估单元与发送单元连接，以便将位置传输到发送单元，其中改进发送单元，以使得发送单元除了传输调节数据组之外还以节拍同步的方式共同传输位置值，其中多个位置作为具有一定数量个项的序列存在，并且具有指数的项对应于位置，在此，发送单元还设计用于利用每个第一节拍始于起始值地递增指数，并且紧随调节数据组之后经由第一总线将项传输到监视单元，其中发送单元还设计用于在一个传输间隔内执行全部项的传输。特别地，传输间隔可以对应于第一节拍的数倍。监视单元设计用于接收序列，并且还设计用于经由第二总线将序列传输到控制单元。

通过将全部存在于系统中的部件以节拍同步的方式连接能够确保：全部位置源于相同的时间点。现在有利的是，附加的部件、如根据现有技术已知的附加的多位置传感器现在能够完全省去。这除了降低成本之外，还引起在基于直线电动机的运输系统中的简化的规划和调试。此外取消了直线电动机区段中的变体方案，因为现在全部直线电动机区段仅还必须配设唯一的位置检测装置，而不必事先决定该区段是否应作为受调节的区段或受控制的区段运行。

运输系统的一个改进方案提出：控制单元设计用于借助于位置测定处于该系统中的全部运输转子的方位的地理显示。该地理显示能够由控制单元转发给hmi(人机界面)系统，并且为用户在其上视觉化。此外，利用处于系统中的全部位置的显示能够使对运输转子的位置的监控更简单。

为了对用于产生磁行波场的装置供电，有利地提供变频器。

因为能够利用变频器调节并且能够根据调节数据组例如调节电流强度、相移、换相角或马达温度，所以将变频器与第一总线连接。

将位移传感器(wegaufnehmer)设计作为位置检测装置，该位移传感器根据磁致伸缩的(magnetostriktiv)、电容性的、磁性的、光学的、微分变换的原理中的一个工作，尤其磁性地根据霍尔效应(halleffekt)原理工作，并因此作为多位置检测装置来工作。

此外，位置检测装置设置用于，使得该位置检测装置不受运输转子的次级部件影响，其中运输转子为了确定位置而具有作为用于位置检测装置的位置传感器的永磁体或者光学部件。

附图说明

下面，根据附图中示出的实施例详细阐述本发明。其示出：

图1示出定子部段的示意性的透视图，

图2以另一视图示出图1中已知的定子部段与位于其上的运输转子，

图3示出基于直线电动机的运输系统，

图4示出发送的调节数据与附加发送的多位置值的时间顺序，以及

图5示出具有调节数据和附加的多位置值的可行的报文。

具体实施方式

根据图1示出用于以直线电动机为基础的运输系统的定子部段1，该定子部段具有用于产生磁行波场的装置20。有利地，装置20中的磁行波场由具有通电顺序uvw、uvw、uvw等的相邻布设的线圈来构造。为了检测设置在定子部段1上的运输转子的位置，设有位置检测装置30。发送单元40与评估单元50连接，其中评估单元50又与位置检测装置30连接。根据现有技术，至此已知的是发送单元40仅发送一个调节数据组。现在根据本发明，定子部段1设计用于使得位置检测装置30能够检测在定子部段1上的多个运输转子t1、t2、……、tn的多个位置m1、m2、……、mn。在此，附加地存在评估单元50，该评估单元从位置检测装置30接收多个位置并且转发给发送单元40。发送单元40被改进为，使得该发送单元除了传输调节数据组cd之外还以节拍同步的方式共同传输位置值mi，其中多个位置m1、m2、……、mn作为具有数量n个项的序列f存在，并且具有指数i的项fi对应于位置mi，在此，发送单元40还设计用于利用每个第一节拍ta1始于起始值地递增指数i，并且紧随调节数据组cd之后传输项fi，其中发送单元40还设计用于在一个传输间隔内执行全部项fi的传输，其中传输间隔对应于第一节拍ta1的数倍。为了与第一总线连接，定子部段1具有总线端子60。为了对用于产生磁行波场的装置供电，定子部段1具有供电端子70。

利用图2示出定子部段1与设置在其上的运输转子t1、……、tn。位置检测装置30能够为第一运输转子t1测定第一位置m1，为第二运输转子t2测定第二位置m2，为第三运输转子t3测定第三位置m3，为第四运输转子t4测定第四位置m4，直至为第n个运输转子tn测定第n个位置mn。运输转子t1、t2、……、tn分别具有作为位置传感器p1、……、pn的永磁体。位置传感器p1、……、pn与位置检测装置30交互作用，并且在此，在位置检测装置30中例如根据磁致伸缩原理来标识运输转子t1、……、tn的位置。检测到的位置m1、……、mn通过评估单元50来处理并且传输给发送单元40。评估单元50设计用于在一个时间点共同地测定位置m1、……、mn。

现在，发送单元40设计用于除了通常要传输的调节数据组cd之外，还以与调节数据组cd节拍同步的方式共同传输位置值mi，在此，多个位置m1、……、mn形成具有一定数量n个项的序列f。序列f的项fi因此具有系数i并且对应于位置mi。发送单元40设计用于利用每个第一节拍ta1始于起始值地递增指数i，并且紧随调节数据组cd之后传输项fi(见图4)。此外，发送单元40设计用于在一个传输间隔内执行全部项fi的传输，其中传输间隔对应于第一节拍ta1的数倍。

根据图3示出以直线电动机为基础的系统100。运输系统100包括第一定子部段1、第二定子部段2、第三定子部段3和第四定子部段4，其中，定子部段1、……、4直接彼此跟随地设置。第一运输转子t1至第n个运输转子tn位于通过定子部段1、2、3、4形成的运输路段上。

每个定子部段类似地构造。定子部段的设计方案的描述已经利用图1的描述来阐释。

因为每个定子部段1、……、4具有总线端子60，所以定子部段1、……、4相应地利用其总线端子60连接到第一总线11上。第一总线11又与监视单元14连接，其中第一总线11附加地与变频器13连接。变频器13具有用于第一定子部段1的第一变频器组件13/1、用于第二定子部段2的第二变频器组件13/2、用于第三定子部段3的第三变频器组件13/3和用于第四定子部段4的第四变频器组件13/4。变频器组件13/1、……、13/4分别经由定子部段1、……、4的供电端子70与定子部段1、……、4连接。

如果在运输系统100中观察定子部段2，那么现在在定子部段2上存在第一运输转子t1、第二运输转子t2和第三运输转子t3。因为第二定子部段2周期性地经由第一总线11将调节数据组cd发送至监视单元14，以便该监视单元又能够调节相应的变频器、即第二变频器组件13/2，所以由发送单元40除了发送调节数据组cd之外还共同发送运输转子t1的、由位置检测装置30检测的位置m1，其作为用于调节数据组cd的发送报文中的值。紧随下一要周期性地传输的调节数据组cd的传输之后，第二定子部段2的发送单元40除了要传输调节数据组cd之外还共同传输运输转子t2的位置m2。并且最后，在第三周期中，第三运输转子t3的位置m3又附加至要周期性地传输的调节数据组cd地传输。现在，被传输的位置m1、m2、m3由于通过第一总线11传输而位于监视单元14中。

现在，在发送单元40将测定的位置以具有项fi的序列f传输至监视单元14之后，这些位置能够继续经由第二总线12传输至控制单元15，因为监视单元14设计用于将位置mi又组合成数据、即序列f，该序列f能够经由第二总线12传输至控制单元15。现在，多位置值处于控制单元15中，该控制单元设计用于借助于位置m1、……、mn测定处于系统中的全部运输转子t1、……、tn的方位的地理显示。该地理显示的测定能够借助于控制单元15中的控制装置中的处理装置81发送给hmi设备。现在，在hmi设备80上可见地理显示82。

因为位置mi现在尽管依次地但是仅经由第一总线11传输，所以这些位置到达监视单元14中，该监视单元本来就经由第二总线12与控制单元15连接。经由该第二总线12，现在将位置mi转发给控制单元15。现在，有利地能够弃用附加的位置传感器，该位置传感器必须与第二总线系统12上连接。

图4示出周期性地发送的调节数据cd的报文传输的时间顺序。在第一节拍ta1中，由定子部段1、……、4一再地发送调节数据组cd。紧随每个周期性地发送的数据组cd之后，分别附上位置mi。全部位置mi的传输应当在一个传输间隔内进行。通常，传输间隔与第二节拍ta2相同地选择。

图5示出由调节数据组cd与附加的位置m1组成的包的、可行的报文结构。调节数据组cd包括第一状态字91、第二状态字92、速度值93和用于换相角的值94。如果长两个字的占位符与调节数据组连接，能够将位置m1的双字长的值传输到该占位符中。