CH561446A5 - Process control for machine operations in recurrent cycle - has two transducers responding to rotating machine parts - Google Patents

Process control for machine operations in recurrent cycle - has two transducers responding to rotating machine parts

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CH561446A5
CH561446A5 CH924873A CH924873A CH561446A5 CH 561446 A5 CH561446 A5 CH 561446A5 CH 924873 A CH924873 A CH 924873A CH 924873 A CH924873 A CH 924873A CH 561446 A5 CH561446 A5 CH 561446A5
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machine
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CH924873A
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Hawker Siddeley Dynamics Eng
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/045Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using logic state machines, consisting only of a memory or a programmable logic device containing the logic for the controlled machine and in which the state of its outputs is dependent on the state of its inputs or part of its own output states, e.g. binary decision controllers, finite state controllers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B9/00Blowing glass; Production of hollow glass articles
    • C03B9/30Details of blowing glass; Use of materials for the moulds
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    • C03B9/41Electric or electronic systems

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Description


  
 



   Die Erfindung betrifft eine Prozessregelanordnung für einen sich periodisch wiederholenden Prozessablauf, in dessen Verlauf zu verschiedenen Phasen eines vollständigen Maschinenarbeitszyklus eine Anzahl von Maschinenvorgängen oder -funktionen ablaufen sowie deren Verwendung zur Rege   lung    einer Maschine zur Glasherstellung.



   In vielen industriellen Prozessen ist die Regelung einer Vielzahl von Funktionen innerhalb eines periodischen Zyklus erforderlich. Ebenso häufig wird gefordert, dass sich die zeitliche Lage dieser Funktionen innerhalb des Zyklus nach Bedarf leicht abändern lässt, ohne den Prozess selbst anzuhalten oder einen Wechsel in der Abfolge der Funktionen zu verursachen, was eine unerwünschte Störung des Prozesslaufes zur Folge hätte.



   Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prozessregelanordnung mit solchen Eigenschaften zu schaffen, dass der geregelte Prozess in seinem Ablauf modifiziert werden kann, wobei der Prozess jedoch störungsfrei weiterlaufen soll. Die Erfindung und die ihr zugrundeliegende Aufgabe werden nachfolgend deutlicher anhand eines Beispiels aus der Glasherstellung beschrieben.



   In einer Apparatur zur Glasherstellung ist es, in einfachen Worte gesagt, erforderlich, aus einem in einer Röhre fliessenden Strom schmelzflüssigen Glases Glastropfen zu bilden, deren Grösse durch die Öffnung eines Plunger-Ventils bestimmt ist. Die Tropfen müssen mechanisch durch eine Schere abgetrennt werden, anschliessend sind die Tropfen einer Anzahl verschiedener Formen zuzuführen, das Glas in einer ersten Form auszublasen, der Külbel ist dann aus der ersten Form zu entnehmen und umgekehrt in eine zweite Form einzusetzen, wo ein weiteres Aufblasen des Glasbehälters stattfindet. Anschliessend muss der Glasbehälter aus der zweiten Form und aus der Maschine auf ein Förderband ausgestossen werden, welches das fertige Produkt von der Apparatur abfördert.



   Glasblasmaschinen sind gewöhnlich aus mehreren Abschnitten aufgebaut, die jeweils eine Anzahl gleicher aufeinanderfolgender Arbeitsschritte ausführen, die jedoch, auf einen Bezugspunkt des Maschinenzyklus bezogen, zeitlich bzw. phasenmässig gegeneinander verschoben sind. Wäre es möglich, die Mechanik aller Maschinenabschnitte identisch auszubilden und auch die Durchlaufzeit der Glastropfen für jeden Maschinenabschnitt gleich lang zu machen, dann liesse sich eine solche Maschine in der Weise regeln, dass nur für einen ihrer Abschnitte eine Anzahl von Regelvorgängen entsprechend der Anzahl der Fertigungsschritte im Glasfertigungsverfahren dieses Abschnittes vorgesehen werden und diese Regelvorgänge in gleicher Reihenfolge, aber entsprechend dem Maschinenzyklus der anderen Maschinenabschnitte phasenverschoben auf diese angewendet werden.



   Dieser Idealfall tritt jedoch in der Praxis nicht auf, da jeder Maschinenabschnitt unterschiedlichem Verschleiss unterliegt und unterschiedliche Toleranzen aufweist. Es ist deshalb erforderlich, die zeitliche Lage eines jeden Maschinenereignisses, ausgedrückt als ein Winkel des vollständigen Maschinenzyklus, bei laufender Maschine in geringem Umfang abzuändern, damit der Betrieb der Maschine und die Qualität des Endproduktes erhalten bleibt.



   Es ist bekannt, die zeitliche Abfolge der Arbeitsvorgänge einer solchen aus mehreren Abschnitten aufgebauten Maschine dadurch festzulegen, dass man auf einer rotierenden Trommel eine Vielzahl von Stiften derart angeordnet, dass diese Ventile betätigen, die die Arbeitsvorgänge der Maschine an den vorgesehenen Punkten des Maschinenzyklus auslösen. Um die zeitliche Lage irgendeines Arbeitsvorganges abzuändern, war es deshalb erforderlich, jene Stifte entlang der Peripherie der rotierenden Trommel zu versetzen.



  Dies lässt sich jedoch nur durchführen, wenn die Maschine angehalten ist oder langsam läuft und kann bestenfalls zu einer rohen Annäherung jener idealen Einstellung führen, die dem erwünschten Zeitablauf entspricht.



   Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Prozessregelanordnung zu schaffen, die eine solche Maschine ohne Störung des Fertigungsablaufes zufriedenstellend regelt, ist durch eine Prozessregelanordnung gelöst, bei der erfindungsgemäss zwei Wandler vorgesehen sind, von denen jeder auf ein rotierendes Maschinenteil anspricht, um elektrische Impulse zu erzeugen, wobei der erste Wandler einen einzelnen Referenzimpuls für jeden vollständigen Maschinenzyklus abgibt, während der zweite Wandler zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Referenzimpulsen eine Vielzahl von Markierimpulsen mit konstantem Impulsabstand erzeugt, bei der ferner ein Zähler, dem die Ausgangsimpulse des zweiten Wandlers zugeführt sind, sowie ein Speicher zum Speichern der Zählerstellung, bei der ein bestimmter Maschinenvorgang ablaufen soll, vorgesehen sind, bei der weiterhin Abfragemittel vorgesehen sind,

   die den gesamten Speicher mit dem Auft'reten eines jeden Markierimpulses abfragen, wobei ein Vergleicher den beim Abfragen des Speichers ausgegebenen Zahlenwert mit dem Ist-Zählerstand vergleicht, und bei der schliesslich eine Anzahl Ausgangsstufen vorgesehen sind, deren Ausgangsimpulse bei Koinzidenz des Zählerstandes mit dem gespeicherten Zahlenwert die Maschinenvorgänge einleiten, wobei die Impulse des ersten Wandlers dazu dienen, am Ende eines jeden vollständigen Zyklus den Zähler zurückzustellen.



   Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise beschrieben. Dabei wird auf die beiliegende Zeichnung bezug genommen, die ein Blockschaltbild des zu beschreibenden Reglers darstellt.



   Bei der in der Einleitung erläuterten Apparatur würden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Referenzimpulsen, die einmal pro Maschinenzyklus auftreten, typisch 3600 Markierimpulse liegen. Dies bedeutet, dass für jeweils   0,1     des vollständigen Mschinenzyklus ein Markierimpuls erzeugt wird.



   Jeder Maschinenvorgang oder jede Maschinenfunktion kann so festgelegt werden, dass sie am Zeitpunkt eines bestimmten Markierimpulses eingeleitet und am Zeitpunkt eines anderen Markierimpulses beendet wird. Da die   Marker    impulse nicht zeitbezogen, sondern auf der Grundlage des Maschinenzyklus winkelbezogen sind, sind die Abfolge und der Verlauf aller Maschinenvorgänge innerhalb eines Maschinenzyklus ohne Rücksicht auf die augenblickliche Maschinengeschwindigkeit konstant.



   Die Regelanordnung kann wie folgt aufgebaut sein:
Die von der Bezugswelle der Maschine abgeleiteten   Mar-    kierimpulse werden einem elektronischen Zähler zugeführt, der mit Auftreten eines jeden Referenzimpulses, der jeweils einmal pro Maschinenzyklus von der Bezugswelle der Maschine abgeleitet wird, auf Null zurückgestellt wird. Die Gesamtzahl der im Zähler stehenden Markierimpulse repräsentiert zu jedem Zeitpunkt den besonderen augenblicklichen Phasenwinkel der gesamten Maschine. Der Zahlenwert für den geforderten Start- und Abschlusszeitpunkt eines jeden während des vollständigen Prozesses auftretenden Vorgangs bzw. auftretender Funktion ist in einem Maschinenspeicher enthalten. 

  Jedesmal, wenn ein Markierimpuls den Zähler um eins weiterschaltet, wird der Speicher vollständig abgefragt, der Stand eines jeden Vorgangs ermittelt und die die Vorgänge in der Maschine steuernden Stellmittel verändert, wenn dies zweckmässig ist. Der Speicher kann aus mechanischen Schaltern aufgebaut sein, von denen jeweils einer für den Beginn und das Ende eines jeden Maschinenvorgangs bzw. einer jeden Maschinenfunktion eingestellt ist. Vorzugsweise wird jedoch ein elektronischer Speicher verwendet, beispielsweise ein Magnetkernspeicher.

  Wenn mechanische   Schalter verwendet werden, muss sichergestellt sein, dass dann, wenn während des Betriebs der Maschine eine Einstellung geändert wird, diese Änderung vorgenommen wird,   wäh-    rend die Zahl im Speicher von der bestehenden Einstellung, der neuen Einstellung, oder irgendeinem Wert zwischen der alten und der neuen Einstellung verschieden ist. Dieses Erfordernis führt zu gewissen Schwierigkeiten, wenn Dekadenschalter verwendet werden.



   Diese Schwierigkeit lässt sich z. B. sehr leicht überwinden, wenn eine elektronische Torsteuerung in der Weise verwendet wird, dass bei Eingabe einer neuen Einstellung in den Kernspeicher durch ein manuelles Tastenfeld oder durch einen Management-Computer die Änderung der Einstellung nur in einem sicheren Moment stattfindet.



   Die wesentlichen Komponenten der Prozessregelanordnung sind: a) Ein Impulsgenerator, der an eine Bezugswelle der geregelten Apparatur angekoppelt ist und eine Reihe schmaler Markierimpulse sowie einen Referenzimpuls für jeden Maschinenzyklus abgibt.



   b) Ein elektronischer Zähler, dessen Kapazität wenigstens gleich der Anzahl der Markierimpulse in einem   vollstän.   



  digen Maschinenzyklus ist.



   c) Ein Speicher, der ein Kernspeicher sein kann und ausreichend Kapazität besitzt, um alle Start- und Endpunkte eines jeden Maschinenvorgangs und jeder Maschinenfunktion zu speichern.



   d) Elektronische Abfragemittel, um bei jedem Weiterschalten des Zählers den Speicher abzufragen und den gespeicherten Zahlenwert des Beginns und Endes eines jeden Vorgangs mit dem Zahlenwert im Speicher zu vergleichen.



   e) Mittel, um den Ausgangszustand, entweder  ein  oder  aus  zu signalisieren, der für jeden Vorgang oder jede Funktion durch Vergleich des Zahlenwertes im Zähler mit dem Zahlenwert im Speicher bestimmt wird.



   f) Mittel, um diese Ausgangssignale in der Weise weiter zu koppeln, dass sie den betreffenden Vorgang bzw. die Funk tion der Maschine wie gewünscht steuern.



   Zwar ist die Regelanordnung im Zusammenhang mit einer Apparatur zur Glasherstellung beschrieben worden, sie kann jedoch bei jedem geregelten Prozess verwendet werden, bei dem Referenzsignale von der im Prozess verwendeten Apparatur erhalten werden können, und Funktionen oder Vorgänge geregelt werden sollen, die eine spezifische Phasenbeziehung zum vollständigen Prozesszyklus oder Maschinenzyklus aufweisen.



   Das anschliessend erläuterte Blockschaltbild zeigt folgendes: Die zu regelnde Maschine 1 besitzt einen Arbeitszyklus mit bis zu N Vorgängen oder Funktionen, die zu regeln sind.



  Der Maschine 1 sind zwei rotierende Wellen 2 und 3 zugeordnet und so mit ihr gekoppelt, dass von der Welle 2 eine Reihe schmaler Markiersignale abgeleitet werden kann, die für jeden Maschinenzyklus eine ganzzahlige Impulsmenge ergibt, und dass von der zweiten Welle 3 für jeden Maschinenzyklus ein Referenzimpuls abgeleitet werden kann. Die rotierenden Wellen 2 und 3 können voneinander getrennt sein, es ist aber auch möglich, beide Arten von Impulsen von einer einzigen Welle abzuleiten. Zwei Impulswandler 4 und 5 erzeugen während der Drehung der beiden Wellen 2 und 3 elektronische Impulse. Diese Impulswandler können elektromagnetisch, fotoelektrisch, als elektromagnetische Annäherungsschalter oder auf der Basis von mechanisch zu betätigenden Schaltern arbeiten.

  Die durch die Impulswandler 4 und 5 erzeugten elektrischen Signale werden in Impulsformern 6 und 7 elektronisch geformt, um gut definierte elektronische Impulse zu erhalten, die geeignet sind, in die weiteren elektronischen Stufen des Reglers eingekoppelt zu werden.



   Das aus dem Impulsformer 6 kommende Signal wird an zwei weitere Schalteinheiten weitergeleitet, nämlich an einen elektronischen Zähler 8 und an eine Speichersteuereinheit 11. Der Zähler 8 besitzt eine Kapazität von wenigstens der Anzahl der schmalen Markierimpulse, die innerhalb eines vollständigen Maschinenzyklus erzeugt werden. Das aus dem Impulsformer 7 herauskommende Impulssignal stellt jedesmal den Zähler 8 auf Null zurück, wenn der Zyklus-Referenzimpuls erscheint. Dies stellt sicher, dass in jedem der aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen der Maschine der gleiche Zahlenwert im Zähler den gleichen momentanen Phasenwinkel des Arbeitszyklus darstellt. Dies ist insbesondere während des Anlaufvorganges der Maschine und des Reglers erforderlich.

  Wenn die zu regelnde Maschine nach dem Start einen ersten vollständigen Zyklus durchlaufen hat, wird der Zahlenwert im Zähler zwangsläufig repräsentativ für den augenblicklichen Phasenwinkel des Maschinenzyklus. Den Zahlenwerten im Zähler 8 entsprechende Daten werden einem Vergleicher 9 zugeführt, dem für Vergleichszwecke auch Daten aus dem Speicher 10 zugeführt werden.



   Mit Erscheinen eines jeden schmalen Markierimpulses aus dem Impulsformer 6 wird ein Befehlssignal an die Speichersteuereinheit 11 abgegeben, um eine vollständige Ab frage des Speichers 10 auszulösen. Während dieses Anfragevorgangs werden alle eingespeicherten Daten aufeinanderfolgend dem Vergleicher 9 zugeführt, wo sie mit dem jeweils im Zähler stehenden Zahlenwert verglichen werden.

  Die Ausgangssignale des Vergleichers 9 werden an alle Ausgangsstufen 12a bis 12n des Reglers weitergeleitet, und gleichzeitig werden Signale, die die Adressen der Ausgangsstufen   12a-12n    darstellen, den Ausgangsstufen in der Weise von der Speichersteuereinheit 11 aufeinanderfolgend zugeführt, dass die Einstellung jeder einzelnen Ausgangsstufe in sachgemässer Weise entweder als  ein  oder  aus  vorgenommen wird, wann immer der im Zähler 8 stehende Zahlenwert in diesem Augenblick mit einem einzelnen Zahlenwert im Speicher 10 unter der Adresse der besagten Ausgangsstufe übereinstimmt. Jedesmal wenn der Zähler 8 um eins weiterschaltet, wird der Speicher neu abgefragt und werden die Ausgangsstufen auf den neuesten Stand gebracht.

  Im Normalfall besitzen die Ausgangsstufen 12a bis 12n die beiden Stellungen  ein  und  aus , durch welche Steuerventile 13a bis 13n angesteuert werden, von denen je eines einer Ausgangsstufe zugeordnet ist.



   Die Ventile 13a bis 13n steuern ihrerseits die Vorgänge oder Funktionen innerhalb der Maschine durch geeignete Mittel, z. B. durch pneumatische, hydraulische, elektromagnetische Betätigungsglieder oder durch Elektromotoren. In den beiden letztgenannten Fällen würden die Ventile 13a bis 13n die Form elektrischer Schalter annehmen.



   Bei der bisher beschriebenen Regelanordnung wird davon ausgegangen, dass dem Speicher 10 bereits sämtliche Daten eingegeben sind, er also z. B. ein vorprogrammierter Mikroprogrammspeicher ist. Wird jedoch ein programmierbarer  read-write -Speicher benutzt, dann werden manuelle Dateneingabemittel 14 wie beispielsweise ein Tastenfeld und ein Zustandsanzeigefeld 15, welches in Verbindung mit der Dateneingabe und der Steuereinheit 16 für die Zustandsanzeige zusammenarbeitet, verwendet, um dem Speicher 10 Daten einzugeben, oder die Daten an bestimmten Speicherstellen zu ändern. Die Steuereinheit 16 ist weiterhin mit der Speichersteuereinheit 11 verbunden, und grundsätzlich bestimmt die erste über die manuelle Dateneingabe 14 eingegebene Information die jeweilige Adressenstelle für die neue über die Speichersteuereinheit 11 in den Speicher 10 gelangende Information. 

  Die nächste durch die manuelle Dateneingabe 14 eingegebene Information ist dann gerade jener  augenblickliche Datenwert, der in die vorbestimmte   Speicher-    stelle im Speicher 10 eingespeichert werden soll. Auf diese Weise kann der Speicher 10 durch die manuelle Dateneingabe 14 vollständig gefüllt werden. Das Zustandsanzeigefeld 15 zeigt den Wert der Daten an jeder Speicherstelle in Speicher   10,    die während der manuellen Dateneingabe durch die Eingabeeinheit 14 adressiert worden ist.



   Zusätzlich zu den über die manuelle Dateneingabeeinheit 14 eingegebenen Daten können weitere Daten in den Speicher 10 eingegeben werden oder darin gespeicherte Daten durch elektronische Signale über die Dateneingangsleitung 17 abgefragt werden. Eine typische Quelle solcher elektronischer Signale kann z. B. ein besonderer Managementcomputer sein. Dieser kann auch dazu verwendet werden, die Daten im Speicher 10 an jeder gewünschten Speicherstelle abzuändern. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, Daten über die Dateneingangsleitung 17 durch einen Lochstreifenleser, einen Magnetbandleser, der vom Kassettentyp, vom Patronentyp, oder vom Rollentyp sein kann, durch eine Magnettrommel oder eine Magnetplatte, oder durch irgendeine andere Variante aus der grossen Anzahl bekannter Speicher einzugeben.



   Die Ausbaufähigkeit der vorliegenden Regelanordnung ist allein durch die Anzahl der Speicherplätze im Speicher 10, durch die Zykluszeit des Speichers sowie durch die Frequenz der schmalen Markierimpulse beschränkt, die durch den Wandler 4 erzeugt werden, wenn die zu regelnde Maschine 1 mit maximaler Geschwindigkeit läuft. Wenn z. B.



  eine Maschine aus acht Abschnitten aufgebaut ist, von denen jeder dreissig Vorgänge oder Funktionen mit definiertem Start- und Endpunkt umfasst, wenn der Speicher eine Zykluszeit von 1,6 Mikrosekunden aufweist, wenn ferner zum Festlegen des Ablaufs jedes Vorgangs oder jeder Funktion zwei Speicherworte verwendet werden und der Wandler 4 während eines Maschinenzyklus 1024 schmale Markierimpulse erzeugt, dann ergibt sich für die unterste Zeitdauer eines Maschinenzyklus eine Zeit von etwa 3,3 Sekunden.



   Das vom Wandler 5 kommende Rückstellsignal für den Zähler 8, das der Wandler von der rotierenden Welle 3 bezieht, sollte hinsichtlich seiner Phasenlage im Maschinenzyklus sehr genau auf die Lage der schmalen Markierimpulse abgestimmt werden, die von der rotierenden Welle 2 sowie vom Wandler 4 abgeleitet sind, und zwar sollte das Rückstellsignal nicht mehr als einen der Markierimpulse abdecken.



  Um diese strengen Voraussetzungen zu erfüllen, kann eine Technik verwendet werden, bei der die rotierende Welle 3 in zwei miteinander durch einen Zahntrieb gekoppelte Teile unterteilt ist und beide Teile Vergleichsimpulse erzeugen, wobei der einkanalige Wandler 5 durch einen zweikanaligen elektronischen Wandler ersetzt wird, der die Koinzidenz dieser Impulse ermittelt, die genau zum verlangten Zeitpunkt eintritt.



   Um eine hohe Betriebszuverlässigkeit der Regelanordnung zu erreichen, sollte der Zähler 8 zweigeteilt sein, wobei beiden Teilen parallel die Signale aus dem Impulsformer 6 zugeführt werden und zwischen den beiden Teilen des Zählers ein Vergleicher eingeschaltet ist, der die Koinzidenz der Zählereignisse in beiden Zählerhälften überprüft. Sollte dieser Vergleicher ein Fehlen der Parität zwischen den beiden Zählerhälften feststellen, dann wird ein Steuersignal erzeugt, welches den weiteren Betrieb des gesamten Reglers sperrt und, wenn nötig, ein sichtbares oder hörbares Warnsignal auslöst.



   Abänderungen der Phasenlage des Startpunkts und Endpunkts eines jeden Maschinenvorgangs oder einer jeden Maschinenfunktion werden dann vorgenommen, wenn ein Maschinist das Funktionieren der Maschine und die Qualität der darauf hergestellten Gegenstände bzw. der in verschiedenen Stufen bearbeiteten Gegenstände überprüft. Die Abänderung der Phasenlage hat dann das Ziel, das Funktionieren der Maschine oder die Qualität der Erzeugnisse auf den verlangten Standard anzuheben. Auf diese Weise arbeitet die Regelanordnung innerhalb einer geschlossenen Regelschleife, in der der Maschinist die Rückkopplung darstellt. In anderen Anwendungen kann jedoch die Rückkopplung auch automatisch erfolgen.

  Dazu können Messfühler vorgesehen sein, die die Abweichung im Betriebverhalten der geregelten Apparatur vom Sollverhalten bzw. die Qualitätsabweichungen der bearbeiteten Gegenstände in den einzelnen Bearbeitungsstufen überwachen und Steuermittel vorgesehen sind, die auf die Ausgangssignale dieser Messfühler ansprechen und über die Dateneingangsleitung 17 korrigierte Daten in den Speicher 10 eingeben. Auf diese Weise hat man einen automatisch arbeitenden geschlossenen Regelkreis verwirklicht. Im Fall der Regelung der Apparatur für die Glasherstellung wären z. B.



   a) das Gewicht der Glastropfen, b) ihre Härte oder andere physikalische Eigenschaften, c) die Abmessungen des aufgeblasenen Glases, und d) physikalische Mängel des fertigen Glasproduktes solche Parameter, die für die automatische Korrektur der Phasenlage des jeweiligen Vorgangs innerhalb des Maschinenzyklus überwacht werden könnten.



      PATENTANSPRÜCH E   
I. Prozessregelanordnung für einen sich periodisch wiederholenden Prozessablauf, in dessen Verlauf zu verschiedenen Phasen eines vollständigen Maschinenarbeitszyklus eine Anzahl von Maschinenvorgängen oder -funktionen ablaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wandler (4, 5) vorgesehen sind, von denen jeder auf ein rotierendes Maschinenteil (2, 3) anspricht, um elektrische Impulse zu erzeugen, wobei der erste Wandler (5) einen einzelnen Referenzimpuls für jeden vollständigen Maschinenzyklus abgibt, während der zweite Wandler (4) zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Referenzimpulsen eine Vielzahl von Markierimpulsen mit konstantem Impulsabstand erzeugt, dass ferner ein Zähler (8), dem die Ausgangsimpulse des zweiten Wandlers (4) zugeführt sind sowie ein Speicher (10) zum Speichern der Zählerstellung,

   bei der ein bestimmter Maschinenvorgang ablaufen soll, vorgesehen sind, dass weiterhin Abfragemittel   (11) vorgesehen    sind, die den gesamten Speicher (10) mit dem Auftreten eines jeden Markierimpulses abfragen, wobei ein Vergleicher (9) den beim Abfragen des Speichers (10) ausgegebenen Zahlenwert mit dem Ist-Zählerstand vergleicht, und dass schliesslich eine Anzahl Ausgangsstufen (12a bis 12n) vorgesehen sind, deren Ausgangsimpulse bei Koinzidenz des Zählerstandes mit dem gespeicherten Zahlenwert die Maschinenvorgänge einleiten, wobei die Impulse des ersten Wandlers (5) dazu dienen, am Ende eines jeden vollständigen Zyklus den Zähler (8) zurückzustellen.

 

   II. Verwendung der Prozessregelanordnung nach Patentanspruch I zur Regelung einer Maschine zur Glasherstellung.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch   1, dadurch ge-    kennzeichnet, dass jeder Maschinenfunktion eine eigene Ausgangsstufe (12a bis 12n) zugeordnet ist, die zwei Ausgangszustände, z. B.  Start  und  Ende , besitzt, wobei der Speicher (10) unter einer der jeweiligen Ausgangsstufe (12a bis 12n) zugeordneten Speicheradresse zwei Zahlenwerte eingespeichert hat, die jene Zeitpunkte im Verlauf eines Maschinenzyklus repräsentieren, zu denen die beiden Ausgangszustände der Ausgangsstufe (12a bis 12n) ausgelöst werden.



   2. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (10) ein elektroni 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. augenblickliche Datenwert, der in die vorbestimmte Speicher- stelle im Speicher 10 eingespeichert werden soll. Auf diese Weise kann der Speicher 10 durch die manuelle Dateneingabe 14 vollständig gefüllt werden. Das Zustandsanzeigefeld 15 zeigt den Wert der Daten an jeder Speicherstelle in Speicher 10, die während der manuellen Dateneingabe durch die Eingabeeinheit 14 adressiert worden ist.
    Zusätzlich zu den über die manuelle Dateneingabeeinheit 14 eingegebenen Daten können weitere Daten in den Speicher 10 eingegeben werden oder darin gespeicherte Daten durch elektronische Signale über die Dateneingangsleitung 17 abgefragt werden. Eine typische Quelle solcher elektronischer Signale kann z. B. ein besonderer Managementcomputer sein. Dieser kann auch dazu verwendet werden, die Daten im Speicher 10 an jeder gewünschten Speicherstelle abzuändern. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, Daten über die Dateneingangsleitung 17 durch einen Lochstreifenleser, einen Magnetbandleser, der vom Kassettentyp, vom Patronentyp, oder vom Rollentyp sein kann, durch eine Magnettrommel oder eine Magnetplatte, oder durch irgendeine andere Variante aus der grossen Anzahl bekannter Speicher einzugeben.
    Die Ausbaufähigkeit der vorliegenden Regelanordnung ist allein durch die Anzahl der Speicherplätze im Speicher 10, durch die Zykluszeit des Speichers sowie durch die Frequenz der schmalen Markierimpulse beschränkt, die durch den Wandler 4 erzeugt werden, wenn die zu regelnde Maschine 1 mit maximaler Geschwindigkeit läuft. Wenn z. B.
    eine Maschine aus acht Abschnitten aufgebaut ist, von denen jeder dreissig Vorgänge oder Funktionen mit definiertem Start- und Endpunkt umfasst, wenn der Speicher eine Zykluszeit von 1,6 Mikrosekunden aufweist, wenn ferner zum Festlegen des Ablaufs jedes Vorgangs oder jeder Funktion zwei Speicherworte verwendet werden und der Wandler 4 während eines Maschinenzyklus 1024 schmale Markierimpulse erzeugt, dann ergibt sich für die unterste Zeitdauer eines Maschinenzyklus eine Zeit von etwa 3,3 Sekunden.
    Das vom Wandler 5 kommende Rückstellsignal für den Zähler 8, das der Wandler von der rotierenden Welle 3 bezieht, sollte hinsichtlich seiner Phasenlage im Maschinenzyklus sehr genau auf die Lage der schmalen Markierimpulse abgestimmt werden, die von der rotierenden Welle 2 sowie vom Wandler 4 abgeleitet sind, und zwar sollte das Rückstellsignal nicht mehr als einen der Markierimpulse abdecken.
    Um diese strengen Voraussetzungen zu erfüllen, kann eine Technik verwendet werden, bei der die rotierende Welle 3 in zwei miteinander durch einen Zahntrieb gekoppelte Teile unterteilt ist und beide Teile Vergleichsimpulse erzeugen, wobei der einkanalige Wandler 5 durch einen zweikanaligen elektronischen Wandler ersetzt wird, der die Koinzidenz dieser Impulse ermittelt, die genau zum verlangten Zeitpunkt eintritt.
    Um eine hohe Betriebszuverlässigkeit der Regelanordnung zu erreichen, sollte der Zähler 8 zweigeteilt sein, wobei beiden Teilen parallel die Signale aus dem Impulsformer 6 zugeführt werden und zwischen den beiden Teilen des Zählers ein Vergleicher eingeschaltet ist, der die Koinzidenz der Zählereignisse in beiden Zählerhälften überprüft. Sollte dieser Vergleicher ein Fehlen der Parität zwischen den beiden Zählerhälften feststellen, dann wird ein Steuersignal erzeugt, welches den weiteren Betrieb des gesamten Reglers sperrt und, wenn nötig, ein sichtbares oder hörbares Warnsignal auslöst.
    Abänderungen der Phasenlage des Startpunkts und Endpunkts eines jeden Maschinenvorgangs oder einer jeden Maschinenfunktion werden dann vorgenommen, wenn ein Maschinist das Funktionieren der Maschine und die Qualität der darauf hergestellten Gegenstände bzw. der in verschiedenen Stufen bearbeiteten Gegenstände überprüft. Die Abänderung der Phasenlage hat dann das Ziel, das Funktionieren der Maschine oder die Qualität der Erzeugnisse auf den verlangten Standard anzuheben. Auf diese Weise arbeitet die Regelanordnung innerhalb einer geschlossenen Regelschleife, in der der Maschinist die Rückkopplung darstellt. In anderen Anwendungen kann jedoch die Rückkopplung auch automatisch erfolgen.
    Dazu können Messfühler vorgesehen sein, die die Abweichung im Betriebverhalten der geregelten Apparatur vom Sollverhalten bzw. die Qualitätsabweichungen der bearbeiteten Gegenstände in den einzelnen Bearbeitungsstufen überwachen und Steuermittel vorgesehen sind, die auf die Ausgangssignale dieser Messfühler ansprechen und über die Dateneingangsleitung 17 korrigierte Daten in den Speicher 10 eingeben. Auf diese Weise hat man einen automatisch arbeitenden geschlossenen Regelkreis verwirklicht. Im Fall der Regelung der Apparatur für die Glasherstellung wären z. B.
    a) das Gewicht der Glastropfen, b) ihre Härte oder andere physikalische Eigenschaften, c) die Abmessungen des aufgeblasenen Glases, und d) physikalische Mängel des fertigen Glasproduktes solche Parameter, die für die automatische Korrektur der Phasenlage des jeweiligen Vorgangs innerhalb des Maschinenzyklus überwacht werden könnten.
    PATENTANSPRÜCH E I. Prozessregelanordnung für einen sich periodisch wiederholenden Prozessablauf, in dessen Verlauf zu verschiedenen Phasen eines vollständigen Maschinenarbeitszyklus eine Anzahl von Maschinenvorgängen oder -funktionen ablaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wandler (4, 5) vorgesehen sind, von denen jeder auf ein rotierendes Maschinenteil (2, 3) anspricht, um elektrische Impulse zu erzeugen, wobei der erste Wandler (5) einen einzelnen Referenzimpuls für jeden vollständigen Maschinenzyklus abgibt, während der zweite Wandler (4) zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Referenzimpulsen eine Vielzahl von Markierimpulsen mit konstantem Impulsabstand erzeugt, dass ferner ein Zähler (8), dem die Ausgangsimpulse des zweiten Wandlers (4) zugeführt sind sowie ein Speicher (10) zum Speichern der Zählerstellung,
    bei der ein bestimmter Maschinenvorgang ablaufen soll, vorgesehen sind, dass weiterhin Abfragemittel (11) vorgesehen sind, die den gesamten Speicher (10) mit dem Auftreten eines jeden Markierimpulses abfragen, wobei ein Vergleicher (9) den beim Abfragen des Speichers (10) ausgegebenen Zahlenwert mit dem Ist-Zählerstand vergleicht, und dass schliesslich eine Anzahl Ausgangsstufen (12a bis 12n) vorgesehen sind, deren Ausgangsimpulse bei Koinzidenz des Zählerstandes mit dem gespeicherten Zahlenwert die Maschinenvorgänge einleiten, wobei die Impulse des ersten Wandlers (5) dazu dienen, am Ende eines jeden vollständigen Zyklus den Zähler (8) zurückzustellen.
    II. Verwendung der Prozessregelanordnung nach Patentanspruch I zur Regelung einer Maschine zur Glasherstellung.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass jeder Maschinenfunktion eine eigene Ausgangsstufe (12a bis 12n) zugeordnet ist, die zwei Ausgangszustände, z. B. Start und Ende , besitzt, wobei der Speicher (10) unter einer der jeweiligen Ausgangsstufe (12a bis 12n) zugeordneten Speicheradresse zwei Zahlenwerte eingespeichert hat, die jene Zeitpunkte im Verlauf eines Maschinenzyklus repräsentieren, zu denen die beiden Ausgangszustände der Ausgangsstufe (12a bis 12n) ausgelöst werden.
    2. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (10) ein elektroni
    scher Speicher ist und eine manuelle Dateneingabeeinheit (14) vorgesehen ist, die über eine Dateneingabe-Steuereinrich- tung (16) mit dem Speicher (10) verbunden ist, um die Startund Ende-Daten eines jeden Maschinenvorgangs einzuspeichern.
    3. Prozessregelanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (15) zur Anzeige der in jenen Speicherstellen befindlichen Daten vorgesehen sind, die durch die Dateneingabe-Steuereinrichtung (16) adressiert sind.
    4. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenübertragungs- und Dateneingabe-Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, durch welche Daten, die das Auftreten von Maschinenvorgängen bestimmen, von einem Computer oder als korrigierende Rückkopplung von der geregelten Maschine (1) in den Speicher (10) eingegeben werden.
    5. Prozessregelanordnung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Messfühler vorgesehen sind, die bestimmte Parameter des Maschinenablaufs überwachen und von den Ausgangssignalen der Messfühler abgeleitete Korrekturdaten über die Datenübertragungseinrichtung (16) zur Abänderung des Speicherinhalts dem Speicher (10) zugeführt werden.
    6. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (8) aus zwei parallelen Teilen besteht, denen gleichzeitig die Markierimpulse aus dem zweiten Wandler (4) zugeführt werden, wobei ein Vergleicher vorgesehen ist, der kontinuierlich oder periodisch den Zählerstand in den beiden Teilen des Zählers (8) überwacht und ein die Regelanordnung sperrendes Signal abgibt, wenn die Zähleranzeigen voneinander abweichen.
    7. Prozessregelanordnung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Maschinenteil (3), welches dem ersten Wandler (5) zugeordnet ist, aus zwei Teilen besteht, die durch eine Verzahnung miteinander gekoppelt sind, und dass der Wandler (5) ein zweikanaliger elektronischer Wandler ist, der in Abhängigkeit von der Drehbewegung der beiden Maschinenteile zwei Impulsfolgen erzeugt, wobei nur im Falle der Koinzidenz zwischen Impulsen aus beiden Impulsfolgen ein Ausgangssignal gebildet und abgegeben wird.
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