Die Erfindung betrifft ein Transportsystem mit Führungen für geführte

Transportfahrzeuge, wobei die Transportfahrzeuge über eine Schleifleitung mit elektrischem Strom versorgt werden und ein entsprechendes Betriebsverfahren.

Aus der EP 1 254 852 B1 ist ein Lager- und Transportsystem mit auf Schienenwegen verfahrbaren Transportfahrzeugen, sogenannten Satellitenfahrzeuge oder Shuttles, bekannt, die von einem Steuerrechner über eine Funkverbindung (WLAN) gesteuert werden. Die Stromversorgung der Fahrzeuge erfolgt entweder über Schleifleitungen oder per Induktion.

Die Verwendung von WLAN Technik hat dabei den Vorteil, dass keinerlei Hardware an den Schienenwegen selbst installiert werden muss und die sich ständig

bewegenden Satellitenfahrzeuge immer per Funk erreichbar sind bzw. kommunizieren können. Dafür muss jedoch jedes Fahrzeug einen WLan Adapter mit sich führen.

Die WLAN- Kommunikation weist jedoch den systembedingten Nachteil auf, dass sie von der Topologie der Anlage abhängig ist. Dies führt zu einer Verschlechterung der Anlagenverfügbarkeit und Verteuerung der Projekte. Weiterhin muss eine W-Lan- Ausrüstung von Anlage zu Anlage immer wieder neu geplant und in Betrieb gesetzt werden. Eine Plug&Play-Lösung ist mit der W-Lan-Technik ohne Weiteres nicht möglich.

Der Aufbau großer WLANs mit mehreren Basisstationen und unterbrechungsfreiem Wechsel der Clients zwischen den verschiedenen Basisstationen ist zwar im Standard vorgesehen. In der Praxis kommt es dabei allerdings zu Problemen. Die

Frequenzbereiche der Basisstationen überlappen sich und führen zu Störungen. Da - anders als in Mobilfunknetzen - die„Intelligenz" komplett im Client steckt, gibt es kein echtes Handover zwischen verschiedenen Basisstationen. Ein Client wird im

Normalfall erst nach einer neuen Basisstation suchen, wenn der Kontakt zur vorherigen bereits abgebrochen ist. Aufgrund der begrenzten Anzahl frei verfügbarer W-Lan-Kanäle ist die bisherige Anlagengröße beschränkt, da sich eine Wiederholung eines Kanals negativ auf die Anlagenverfügbarkeit auswirkt und Störungen verursacht. Zusätzlich gibt es je nach Land Einschränkungen der Anzahl freier W-Lan- Kanäle. Zudem benutzen Anlagenbetreiber selber sehr häufig W-Lan-Technik in ihren Lägern, die dann Einsatz erschweren oder unmöglich machen. Zwar existieren stromschienengebundene Datenübertragungen, allerdings weist diese Technik immer wieder Störungen auf.

So ist aus der DE 100 59 072 A1 eine Einrichtung zur Übertragung von binären Daten zwischen zwei relativ zueinander verfahrbaren Teilnehmern über eine Schleifleitung bekannt, wobei Sendedaten eines sendenden Teilnehmers über einen

energieverstärkenden Leitungskoppler auf die Schleifleitung gelangen und die Schleifleitung an ihren Enden offen ist, wobei der Frequenzgehalt der auf die

Schleifleitung gelangenden Sendedaten auf ein in Abhängigkeit von einer

vorgegebenen maximalen Datenübertragungsrate zulässiges Maß begrenzt ist und die Schleifleitung in Bezug auf den begrenzten Frequenzgehalt der Sendedaten als elektrisch kurze Leitung ausgebildet ist. Diese Schleifleitung wird allerdings nur für die Datenübertragung verwendet.

Es ist ebenfalls bekannt, Stromleitungen in Privathaushalten zur Datenübertragung für Computer zu nutzen. Diese Technik, auch PowerLAN oder Powerline Communication

(PLC) genannt, bezeichnet ein Local Area Network, das Leitungen für die Versorgung mit der üblichen Netzspannung zur Datenübertragung mit nutzt. Es handelt sich um eine Trägerfrequenzanlage, die durch Adapter für Schuko-Steckdosen realisiert wird.

Mittels einer Trägerfrequenzanlage (TFA) werden auf der Leitung zusätzlich mehrere Signale auf je eine Trägerfrequenz moduliert (Frequenzmultiplexverfahren) und über die Leitung verteilt. Über einen Bandpass werden die Frequenzen am

Empfangsadapter wieder von den Trägerfrequenzen getrennt.

Desweiteren handelt es sich hierbei um eine Kommunikation, bei der das Netzwerk vor Beginn der Übertragung von Daten durch einen Modemabgleich vermessen wird. Nur so ist es möglich, das offene Hausnetz, an dem unterschiedlichste Verbraucher an unterschiedlichsten Stellen angeschlossen sind, überhaupt erfolgreich zu verwenden. Stromdurchflossene Leiter wirken allerdings wie Antennen und strahlen die TFA- Signale in die Umgebung ab. Da eine Stromleitung ohne Abschirmung auch Signale aus der Umgebung und von angeschlossenen Geräten aufnimmt, besteht das Problem darin, dass zur Aufrechterhaltung einer guten Verbindung hohe Sendepegel der TFA-Modems notwendig sind. Hohe Sendepegel der Modems führen jedoch zu höheren abgestrahlten Signalen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine einfache Möglichkeit für eine Datenübertragung zwischen schienengebundenen

Transportfahrzeugen und einem (zentralen) Steuerrechner bereitzustellen.

Insbesondere soll gleichzeitig auf einfache Weise eine Stromversorgung und sichere Datenübertragung möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Transportsystem und das im Anspruch 1 1 wiedergegebene Verfahren gelöst.

Dadurch, dass die Transportfahrzeuge über dieselbe Schleifleitung auch mit Daten von einer Steuereinheit versorgt werden, ist eine besonders einfache Datenübertragung bzw. Versorgung mit Daten ohne zusätzliche Installationen an den Schleifleitungen oder Führungen etc. möglich. Es muss lediglich jedes Fahrzeug und die zentrale Steuerung mit einem entsprechenden Schnittstellenadapter versehen werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Schleifleitung für die Datenversorgung in Abschnitte unterteilt ist, wobei im jedem Abschnitt gleichzeitig nur ein oder mehrere Transportfahrzeuge sich befinden und jeder Abschnitt nur mit den Daten für die jeweiligen Transportfahrzeuge versorgt wird, ist es trotz des Bürstenfeuers beim „Abnehmen" des Strom bzw. der Daten von der Schleifleitung möglich, eine erfolgreiche und sichere Datenübertragung zwischen mehreren schienengebundenen Transportfahrzeugen und einem zentralen Steuerrechner bereitzustellen.

Es ist also möglich, dass die Transportfahrzeuge sich Abschnitte teilen bzw. Abschnitte wechseln. So kann vorgesehen sein, dass die Transportfahrzeuge Lifte oder Weichen verwenden, um Abschnitte zu verlassen und in andere Abschnitte zu wechseln. Dann kann die Adressierung der Daten an die Schleifleitungen der entsprechenden Lifte, Weichen etc. für eine Gruppe von Transportfahrzeugen erfolgen, so dass diese Abschnitte mit den entsprechenden Daten aufwarten, sobald ein Transportfahrzeug diese verwendet.

Eine besonders einfache und zuverlässige Ausführungsform umfasst lediglich ein einzelnes Transportfahrzeug gleichzeitig pro Schleifleitungsabschnitt. Durch die Aufteilung der Schleifleitung in Abschnitte wird, trotz der sich bewegenden Fahrzeuge und somit der sich ändernden Leitungslänge und damit ändernder

Netztopologie, quasi eine Punkt-zu-Punkt Kommunikation ermöglicht.

Unter Schleifleitung wird vorliegend eine Stromschiene als Zuleitung für den elektrischen Strom für den elektrischen Antrieb der Transportfahrzeuge verstanden. Die Stromzuführung von der Stromschiene zum Transportfahrzeuge erfolgt über sogenannte Schleifschuhe oder Stromabnehmer.

Unter elektrischem Strom wird vorliegend der elektrische Strom zur Versorgung der elektrischen Fahrantriebe der Transportfahrzeuge, z.B. Elektromotoren, verstanden. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Wechselstrom und insbesondere im Bereich zwischen 40 V bis 220 V, ganz besonders bevorzugt im Bereich zwischen 40 V und 1 10 V. Ein Einsatz von Gleichstrom ist ebenfalls möglich. Trotz der Aufteilung der Schleifleitung in mehrere Abschnitte, können mehrere Abschnitte eine parallele Einspeisung aus derselben Stromquelle aufweisen. Die Aufteilung in Abschnitte betrifft nur die Dateneinspeisung, die gezielt/adressiert in den jeweiligen Schleifleitungsabschnitt erfolgt. Die Stromversorgung kann also zentralisiert bzw. gruppiert erfolgen.

Um ein ungewolltes Übersprechen der gezielt adressierten Daten aus der

Datenübertragung von einem Schleifleitungsabschnitt in andere nicht adressierte Schleifleitungsabschnitte zu verhindern, ist es sinnvoll, wenn eine Filtereinrichtung zwischen der Stromeinspeisung und der Dateneinspeisung jedes Schleifleitungsabschnitts zur Verhinderung des Übersprechen der Datensignale in das Stromnetz geschaltet ist. Bevorzugterweise umfasst der Filter dazu eine

Induktivität und/oder einen Kondensator oder nur eine Induktivität. Die

Filtereinrichtung filtert also die Datensignale aus der Stromversorgung heraus.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Transportsystem eine Einrichtung zur gezielten Modulation der Daten auf die Stromversorgung für die Versorgung eines bestimmten Transportfahrzeugs in einem Schleifleitungsabschnitt und in jedem Fahrzeug eine Einrichtung zur Demodulation der Daten aus dem Versorgungs-Strom vorgesehen ist. Die Daten für das jeweilige Transportfahrzeug werden also adressiert bzw. gezielt über die Einrichtung an den jeweiligen Schleifleitungsabschnitt geschickt (aufmoduliert), an dem sich das entsprechende Transportfahrzeug befindet. Die Einrichtung zur gezielten Modulation funktioniert dabei ähnlich wie ein Switch aus der herkömmlichen Ethernet Technologie.

Die Einrichtung zur gezielten Modulation speichert also den jeweiligen Aufenthaltsort eines Transportfahrzeugs, also den Schleifleitungsabschnitt. Dies kann sich selbstlernend und automatisch vollziehen oder programmiert werden. Anschließend erfolgt die Kommunikation von der Einrichtung zur gezielten Modulation direkt über die jeweiligen Schleifleitungsabschnitte. Die Rück-Kommunikation von dem

Transportfahrzeug ist entsprechend„einfacher", da nur ein Weg, nämlich der jeweilige Schleifleitungsabschnitt verfügbar ist.

Selbstverständlich ist es aber möglich, nach Art eines Broadcast Signals, gleichzeitig eine Datenübertragung in alle Abschnitte oder Abschnittsgruppen etc. vorzunehmen.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Führungen um Schienenwege und bei den Transportfahrzeugen um schienengebundene Transportfahrzeuge. Es könne jedoch auch im Rahmen der Erfindung andere Führungen verwendet werden. So sind z.B. seitlich begrenzte Fahrbahnen für die Transportfahrzeuge ebenfalls als Führungen verwendbar. Es könnte sogar die Schleifleitung selber als Führung verwendet werden.

Zur Erhöhung der Sicherheit und der Redundanz der Datenübertragung, ist die übertragene Netto-Datenübertragungsrate der Schleifleitung so klein ist, dass die benötigte Brutto-Datenübertragungsrate groß genug ist, um die benötigte Datenmenge zu übertragen. Somit kann trotz der großen Störungen, z.B. durch das Bürstenfeuer, eine sichere Übertragung gewährleistet worden.

Vorzugsweise liegt die Netto-Datenübertragungsrate zwischen 20 und 50 kBaud.

Es ist also entgegen der herrschenden Vorgehensweise, zu immer leistungsfähigeren und höheren Übertragungsraten, bewusst der entgegengesetzte Weg zu niedrigeren Übertragungsraten gewählt worden. Die für die sichere Datenübertragung während des Transportes gewählte

Übertragungseigenschaften (Geschwindigkeit und Redundanz) können für den sogenannten Offline Betrieb (keine Kommunikation zum Steuerrechner), z.B.

Programmdownload geändert werden. Geht man davon aus, dass beispielsweise der Programmdownload während des Stillstandes des Transportfahrzeugs durchgeführt wird, ist nicht damit zu rechnen, dass aufgrund eines Bürstenfeuers Störungen zu erwarten sind. Somit kann die Übertragungsredundanz des Protokolls reduziert werden, was eine Erhöhung der Netto Datenübertragungsgeschwindigkeit mit sich führen würde. Somit ist es im Stillstand der Transportfahrzeuge möglich, auch größere Datenmengen, z.B. bei einem Update der Firmware der Transportfahrzeuge, an die Transportfahrzeuge zu übermitteln.

Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren auch im Offline Betrieb mit reduzierter Übertragungsredundanz und/oder erhöhter Datenübertragungsrate, um eine

Erhöhung der Netto Datenübertragungsgeschwindigkeit zu den stillstehenden Transportfahrzeugen zu bewirken, verwendet werden.

Das Datenübertragungsverfahren kann neben der reinen Datenübertragung auch als Messverfahren für die Qualität der Stromabnehmer genutzt werden. Sollte sich die Übertragungsqualität aufgrund einer erhöhten Bürstenfeuerbildung verschlechtern, verringert sich auch die Datenübertragungsgeschwindigkeit, so dass viele

Datenpakete wiederholt übertragen werden müssen. Damit sinkt die Datenrate was somit als Messgröße für die Qualität der Stromübertragung genutzt werden kann. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als Messverfahren für die Qualität der Stromabnehmer der Transportfahrzeuge verwendet werden, wobei die

Übertragungsqualität überwacht wird und deren Verschlechterung als Maß für die Abnutzung der Stromabnehmer dient.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Transportsystem mit Schienenwegen versehen ist und es sich um schienengebundene Transportfahrzeuge handelt.

Das erfindungsgemäße System und Verfahren kann insbesondere Anwendung in innerbetrieblichen Logistikanwendungen finden. Besonders bevorzugt ist die

Verwendung in Lager- und Transportsystemen mit ein oder mehreren Ebenen mit sich anschließender Fördertechnik, Regalen, Arbeitsplätzen usw.

In solchen Lager- und Transportsystemen bedient beispielsweise ein

schienengebundenes Transportfahrzeug im Regal das gesamte Lagersystem. Das Systemkonzept basiert auf autonomen, schienengeführten Fahrzeugen zum Paletten- , Behälter-, Tablar-, Karton-, Gebinde- oder sonstigem Gütertransport einschließlich dem direkten Gütertransport ohne Ladehilfsmittel, die innerhalb und außerhalb des Lagersystems verkehren. Ein spezielles Lastaufnahmemittel ermöglicht kurze Lastwechselzeiten sowie simultane Be- und Entladungen. Das System verfügt über Fahrschienen, die in jeder Ebene des Lagers beziehungsweise aufgeständert oder abgehangen in der Vorzone installiert sein können. Über hochdynamische Lifte wechseln die Fahrzeuge ggf. die Ebenen. Sowohl die Energie als auch die„Aufträge" erhalten die Transportfahrzeuge über die schleifleitungsbezogene Strom- und Datenübertragung gemäß der Erfindung.

Als Transportfahrzeuge kommen jedoch auch Regalförderzeuge, Regalbediengeräte, Verteil- und Verfahrwagen sowie andere fördertechnische schienengebundene Systeme in Frage.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen Zeichnung (Figur 1 ), in der schematisch ein Blockschaltbild eines Transportsystems mit geführten Transportfahrzeugen und deren Versorgung mit Strom und Daten über eine Schleifleitung gezeigt ist.

In der Figur 1 ist das Transportsystem als Ganzes mit 1 bezeichnet. Es umfasst eine zentrale Steuerungs- und Stromversorgungselektronik 2, die in einem Schaltschrank integriert ist. Diese weist eine zentrale Steuerung 3 für die Steuerung der

Transportfahrzeuge und eine zentrale Stromeinspeisung 4 für die Versorgung des Systems mit elektrischer Energie auf. Die Transportfahrzeuge 10 sind schienengebundene Satellitenfahrzeuge, die jeweils in einer Ebene I, II, III, IV einer Gasse eines Regals auf dort zwischen den

Regalseiten angeordneten Fahrschienen 1 1 fahren und von diesen geführt werden.

Im Bereich der Fahrschienen 1 1 sind Schleifleitungen 12 angeordnet, die von den Transportfahrzeugen 10 mittels Abnehmern kontaktiert werden, um Strom und Daten aufzunehmen. Im vorliegenden Beispiel wird 24V Gleichstrom auf die Schleifleitungen 12 eingespeist, so dass diese zwei Adern 12a, b aufweist.

Die Transportfahrzeuge 10 weisen neben den Rädern 14 und dem zur besseren Übersicht nicht dargestellten Stromabnehmern eine Einheit 15 für die Datenextraktion aus dem abgegriffenen Strom sowie eine intelligente programmierbare Steuerung 16, die die aus den extrahierten Daten erhaltenen„Aufträge", Fahrbefehle etc. umsetzt. Es versteht sich, dass die Einheit 15 neben der Demodulation der Daten aus dem Strom ebenfalls Daten Modulieren kann, um Daten von dem Transportfahrzeug 10 zu der zentralen Steuerung 3 zu senden.

Die intelligente programmierbare Steuerung 16 wird parallel direkt mit dem

abgegriffenen Strom versorgt, um beispielsweise Bordelektronik und die Fahrantriebe zu versorgen

Die Stromversorgung der einzelnen Abschnitte der Schleifleitungen der jeweiligen Ebene I, II, III, IV erfolgt paarweise über Netzteile 7, die von der zentralen

Stromeinspeisung 4 versorgt werden und in einem Unterverteiler 6 angeordnet sind. Denkbar ist auch eine einzelne abschnittsweise Stromversorgung der

Schleifleitungsabschnitte oder auch eine gemeinsame Stromversorgung. Dies hängt von den jeweiligen Umständen ab, z.B. Länge der Abschnitte, Art der

Transportfahrzeuge usw. In dem Unterverteiler 6 ist ebenfalls eine Einrichtung 8 vorgesehen, die einerseits über einen Ethernet Switch 5 bekannter Technologie mit der zentralen Steuerung 3 verbunden ist und andererseits zur gezielten Übertragung von Daten an ein bestimmtes Transportfahrzeug 10 die Schleifleitung dazu in Abschnitte I, II, III, IV unterteilt, wobei in jedem Abschnitt I, II, III, IV sich gleichzeitig nur ein

Transportfahrzeug 10 befindet und jeder Abschnitt I, II, III, IV nur mit den Daten für das jeweilige Transportfahrzeug 10 versorgt wird.

Die Einheit 8 ist dazu mit den jeweiligen Schleifleitungen 12a, b eines Abschnitts I, II, III, IV über dedizierte Leitungen verbunden und adressiert diese Leitungen gezielt aufgrund der Adresse jedes Transportfahrzeugs 10 analog eines Computernetzwerks.

Somit werden die Daten von der zentralen Steuerung 3 über den Switch 5 an die

Einheit 8 mittels des Ethernetprotokolls gesendet und dort in das zur Kommunikation über die Schleifleitung 12 verwendete Protokoll umgesetzt und aufgrund der Adresse des die Daten zu empfangenden Transportfahrzeugs 10 gezielt in die Schleifleitung

12 des jeweiligen Abschnitts I, II, III, IV eingespeist bzw. auf den Strom aufmoduliert.

Es versteht sich, dass der umgekehrte Weg ebenfalls möglich ist.

Die Daten werden dann von dem jeweiligen Transportfahrzeug 10 des

entsprechenden Abschnitts I, II, III, IV mittels der Einheit 15 aus dem abgegriffenen Strom extrahiert bzw. demoduliert. Diese Daten werden dann an die intelligente programmierbare Steuerung 16 weitergegeben. Es versteht sich wiederum, dass der umgekehrte Weg ebenfalls möglich ist. Die Einheit 8 zur gezielten Modulation speichert also den jeweiligen Aufenthaltsort eines Transportfahrzeugs 10, also den Schleifleitungsabschnitt I, II, III, IV. Dies kann sich selbstlernend und automatisch vollziehen oder programmiert werden.

Anschließend erfolgt die Kommunikation von der Einheit 8 direkt über die jeweiligen Schleifleitungsabschnitte. Die Rück-Kommunikation von dem Transportfahrzeug 10 ist entsprechend„einfacher", da nur ein Weg, nämlich der jeweilige

Schleifleitungsabschnitt verfügbar ist.

Selbstverständlich ist es aber möglich, nach Art eines Broadcast Signals, gleichzeitig eine Datenübertragung in alle Abschnitte I, II, III, IV oder Abschnittsgruppen etc.

vorzunehmen. Zur Erhöhung der Sicherheit und der Redundanz der Datenübertragung, ist die übertragene Netto-Datenübertragungsrate der Schleifleitung so klein ist, dass die benötigte Brutto-Datenübertragungsrate groß genug ist, um die benötigte Datenmenge zu übertragen. Somit kann trotz der großen Störungen, z.B. durch das Bürstenfeuer, eine sichere Übertragung gewährleistet worden. Die Netto- Datenübertragungsrate liegt zwischen 20 und 30 kBaud (im Offline-Betrieb höher). Die Verwendung dieser für heutige Verhältnisse sehr kleinen Datenübertragungsrate ist unter Anderem möglich, da die Tarnsportfahrzeuge 10 die intelligente programmierbare Steuerung 16 umfassen, die lediglich mit Aufträgen versorgt werden muss, aber niedere Betriebsfunktionen selbstständig überwacht und ausführt. Auch beinhaltet die intelligente programmierbare Steuerung 16 z.B. eine Art Karte des Systems, so dass das Tarnsportfahrzeug 10 weiß, wo es sich befindet und wohin es fahren muss, um einen Auftrag auszuführen. Um ein ungewolltes Übersprechen der gezielt adressierten Daten aus der

Datenübertragung von der Schleifleitung 12 eines Abschnitts I, II, III, IV in andere nicht adressierte Schleifleitungsabschnitte zu verhindern, ist eine Filtereinrichtung 9 zwischen der Stromeinspeisung über die Netzteile 7 und der Dateneinspeisung jedes Schleifleitungsabschnitts über die Einheit 8 zwischen geschaltet. Die Filtereinrichtung umfasst dazu eine Induktivität pro Ader 12a, b bzw. Phase und einen die Adern 12a, b verbindenden Kondensator. Die Filtereinrichtung 9 filtert also die Datensignale aus dem Strom heraus, so dass diese sich nicht über die„offene" Stromversorgung ausbreiten können.

Bezugszeichenliste

1 Transportsystem

2 Steuerungs- und Stromversorgungselektronik

3 zentrale Steuerung

4 zentrale Stromeinspeisung

5 Switch

6 Unterverteiler

7 Netzteil

8 Einheit

9 Filtereinrichtung

10 Transportfahrzeug

1 1 Fahrschiene

12 Schleifleitung

12a, b Ader

14 Räder

15 Einheit

16 intelligente programmierbare Steuerung

I, II, III, IV Abschnitt