CH714081A1 - Method for operating a ring spinning machine and ring spinning machine. - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spindeln (8), die auf einer Spindelbank (22) angeordnet sind, und jeweils einen elektrischen Antrieb (9) umfassen, wobei jeder elektrische Antrieb (9) ein dezentrales Kontrollmodul (10) aufweist, welches mit dem elektrischen Antrieb (9) zusammenwirkt, welches durch Mittel zur Kommunikation mittels eines Datenbuses (13, 14) mit einer übergeordneten Zentralkontrolleinrichtung (12) kommunizieren kann. Erfindungsgemäss ist ein vom Datenbus (13, 14) unabhängiges, digitales Kommunikationsnetzwerk (15) zwischen der Zentralkontrolleinrichtung (12) und den dezentralen Kontrollmodulen (10) vorhanden, über welchen zeitgleich alle dezentralen Kontrollmodule (10) der elektrischen Antriebe (9) von der Zentralkontrolleinrichtung (12) angesprochen werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine entsprechende Ringspinnmaschine.Disclosed is a method for operating a ring spinning machine with a plurality of spindles (8) which are arranged on a spindle bank (22) and each comprise an electric drive (9), each electric drive (9) having a decentralized control module (10). comprising, which cooperates with the electric drive (9), which can communicate by means for communication by means of a data bus (13, 14) with a superordinate central control device (12). According to the invention, a digital communication network (15) independent of the data bus (13, 14) is present between the central control device (12) and the decentralized control modules (10), via which all decentralized control modules (10) of the electric drives (9) are simultaneously supplied by the central control device (12). The invention also relates to a corresponding ring spinning machine.
Description
Beschreibungdescription
Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ringspinnmaschine und eine Ringspinnmaschine gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.Technical Field The invention relates to a method of operating a ring spinning machine and a ring spinning machine according to the preamble of the independent claims.
Stand der Technik [0002] Ringspinnmaschinen mit Einzelspindelantrieb als Alternative zum Bandantrieb sind schon seit längerer Zeit bekannt, auch wenn sich diese bis heute in der Praxis aus verschiedenen Gründen gegenüber dem herkömmlichen Bandantrieb noch nicht durchsetzen konnten. Dementsprechend existieren zahlreiche Publikationen auf diesem Gebiet, welche sich unter anderem mit dem Antriebskonzept oder mit der Befestigung solcher Spindelaggregate am Maschinengestell, d.h. an der Spindelbank befassen. CH 698 768 A2 offenbart beispielsweise eine solche Spinnmaschine mit einem Einzelspindelantrieb.Prior art Ring spinning machines with single spindle drive as an alternative to belt drive have been known for some time, even though they have not yet been successful in practice for various reasons compared with the conventional belt drive. Accordingly, there are numerous publications in this field, which inter alia with the drive concept or with the attachment of such spindle units on the machine frame, i. deal with the spindle bank. For example, CH 698 768 A2 discloses such a spinning machine with a single spindle drive.
[0003] Die Antriebsanordnungen umfassen einen rotatorisch wirksamen elektrischen Antriebsmotor, welcher über einen endseits einer Welle des Antriebsmotors vorgesehenen Manipulator, beispielsweise ausgestattet in Form einer Führungsrolle, auf einen Faden, eine Faser, ein Vlies oder ein Gewirk einwirkt. Weiter sind typischerweise verschiedene externe Sensoren vorgesehen, welche insbesondere zur Erfassung einer Lage des Fadens, der Faser, des Vlieses oder des Gewirks dienen, sowie zusätzliche Aktorikelemente. Die zusätzlichen Aktorikelemente dienen beispielsweise zum Vorspannen oder Positionieren des Faden, der Faser, des Gewirks beziehungsweise des Vlieses. Der rotatorisch wirksame elektrische Antriebsmotor wird üblicherweise insgesamt elastisch gelagert vorgesehen, um die Antriebsanordnung zum einen vor Resonanzproblemen zu schützen und um zum anderen auch bei hohen Drehzahlen eine ausreichende Laufruhe und Lebensdauerzu gewährleisten.The drive assemblies comprise a rotationally effective electric drive motor, which acts on a end side of a shaft of the drive motor manipulator provided, for example, equipped in the form of a guide roller on a thread, a fiber, a nonwoven or knitted fabric. Furthermore, various external sensors are typically provided, which serve in particular for detecting a position of the thread, the fiber, the fleece or the knitted fabric, as well as additional actuator elements. The additional actuator elements serve, for example, for pretensioning or positioning the thread, the fiber, the knitted fabric or the fleece. The rotary electric drive motor is usually provided as a whole elastically mounted to protect the drive assembly on the one hand against resonance problems and on the other to ensure sufficient smoothness and lifetime even at high speeds.
[0004] Für die Steuerung beziehungsweise Regelung des elektrischen Antriebsmotors ist ein dezentrales Kontrollmodul vorgesehen. Das dezentrale Kontrollmodul, welches funktional und üblicherweise auch räumlich als Teil der Antriebsanordnung vorgesehen ist, wirkt überdies mit den externen Sensoren und den zusätzlichen Aktorikelementen zusammen. Das dezentrale Kontrollmodul ist über geeignete Kommunikationsmittel mit einer übergeordneten Zentralkontrolleinrichtung verbunden. Die Zentralkontrolleinrichtung koordiniert insbesondere eine Mehrzahl von Antriebsanordnungen der Textilmaschine. Grundsätzlich hat sich die Verwendung derartiger Antriebsanordnungen in Textilmaschinen über viele Jahre bewährt. Gleichwohl sind die verteilt ausgeführten Systeme vergleichsweise gross, teuer und hinsichtlich Montage und Wartung aufwendig.For the control or regulation of the electric drive motor, a decentralized control module is provided. The decentralized control module, which is functionally and usually also provided spatially as part of the drive arrangement, also interacts with the external sensors and the additional actuator elements. The decentralized control module is connected via suitable communication means with a superordinate central control device. The central control unit coordinates in particular a plurality of drive arrangements of the textile machine. In principle, the use of such drive arrangements in textile machines has proven itself over many years. Nevertheless, the distributed systems are comparatively large, expensive and expensive in terms of installation and maintenance.
[0005] Das Dokument EP 2 999 096 A2 betrifft eine Textilmaschine mit wenigstens einer Antriebsanordnung umfassend einen rotatorisch wirksamen elektrischen Antriebsmotor mit einem jedenfalls abschnittsweise von einem Gehäuse des Antriebsmotors umfassten Stator, welcher wenigstens eine Wicklung aufweist, mit einem an einer Welle des Antriebsmotors drehbar in Bezug zum Stator gehaltenen Rotor und mit mindestens einem Lager für die Welle, umfassend elastische Mittel zum Stützen von wenigstens einzelnen Funktionskomponenten des Antriebsmotors und umfassend ein dem Antriebsmotor zugeordnetes dezentrales Kontrollmodul, welches mit dem Antriebsmotor einerseits und mit mindestens einem Sensor der Antriebsanordnung andererseits zusammenwirkt und welches Mittel zur Kommunikation mit einer übergeordneten Zentralkontrolleinrichtung aufweist, wobei mindestens ein zum Stützen der Welle vorgesehenes Lager über die elastischen Mittel nachgiebig in Bezug zu dem Stator an dem Gehäuse abgestützt ist derart, dass die Welle mit den Rotor relativ zu dem Stator beweglich gehalten ist, dass als Antriebsmotor ein elektrischer Synchronmotor vorgesehen ist und dass über einen ersten Sensor eine Position der Welle relativ zu dem Gehäuse und/oder über einen zweiten Sensor ein Drehwinkel der Welle erfassbar sind.The document EP 2 999 096 A2 relates to a textile machine comprising at least one drive arrangement comprising a rotary electric drive motor with a stator at least partially comprised of a housing of the drive motor, which has at least one winding, with a rotatable on a shaft of the drive motor in With respect to the stator held rotor and with at least one bearing for the shaft, comprising elastic means for supporting at least individual functional components of the drive motor and comprising a drive motor associated with the decentralized control module which cooperates with the drive motor on the one hand and with at least one sensor of the drive arrangement on the other hand and which Means for communicating with a parent central control device, wherein at least one bearing provided for supporting the shaft bearing via the elastic means resiliently supported relative to the stator to the housing i in such a way that the shaft with the rotor is held movably relative to the stator, that a synchronous electric motor is provided as the drive motor, and that a position of the shaft relative to the housing and / or a rotation angle of the shaft via a first sensor are detectable.
[0006] Nachteilig ist an dieser Ausführungsform aber, dass insbesondere an Einzelspindelantrieben die Kommunikation von der Zentralkontrolleinrichtung sichergestellt werden muss, was über die bestehenden Kommunikationsmittel nicht möglich ist. Zudem ist es bei Einzelspindelantrieben bisher nicht in dem Masse möglich, in der Zentralkontrolleinrichtung Informationen über die Spindeln zu erhalten. Gleichzeitig ist ein Zusammenspiel mit einem Wartungswagen nicht vorgesehen.A disadvantage of this embodiment, however, that especially at individual spindle drives communication must be ensured by the central control device, which is not possible on the existing communication means. In addition, with individual spindle drives, it has not been possible to the present extent to obtain information about the spindles in the central control unit. At the same time an interaction with a maintenance car is not provided.
Darstellung der Erfindung [0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insofern, eine Textilmaschine, die insbesondere Ringspinnmaschine ist, mit Einzelspindelantrieben zu schaffen, die von einer Zentralkontrolleinrichtung zeitgleich angesprochen werden können.DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is therefore to provide a textile machine, in particular a ring spinning machine, with single-spindle drives which can be addressed simultaneously by a central control device.
[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiter, eine Textilmaschine, die insbesondere Ringspinnmaschine ist, mit Einzelspindelantrieben zu schaffen, in der die Kommunikation zwischen Bedienelementen der einzelnen Spindeln und den Einzelspindelantrieben vereinfacht ist.Object of the present invention is further to provide a textile machine, which is in particular ring spinning machine, with single spindle drives, in which the communication between controls of the individual spindles and the single spindle drives is simplified.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiter, eine Textilmaschine, die insbesondere Ringspinnmaschine ist, mit Einzelspindelantrieben zu schaffen, in der Informationen über den Zustand der Spindeln zur Verfügung gestellt werden.Object of the present invention is further to provide a textile machine, which is in particular ring spinning machine, with single spindle drives are provided in the information about the condition of the spindles available.
[0010] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrenspatentanspruchs 1 gelöst, welches dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Datenbus unabhängiges, digitales Kommunikationsnetzwerk zwischen der Zentralkontrolleinrichtung und den dezentralen Kontrollmodulen vorhanden ist, über welchen zeitgleich alle dezentralen Kontrollmodule der elektrischen Antriebe von der Zentralkontrolleinrichtung angesprochen werden.The object is achieved by a method according to the preamble of the independent Verfahrenspatentanspruchs 1, which is characterized in that an independent of the data bus, digital communication network between the central control device and the decentralized control modules is present over which all decentralized control modules of the electric drives of be addressed to the central control device.
[0011] Die Aufgabe wird auch durch eine Ringspinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des entsprechenden Patentanspruchs gelöst, welches dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Datenbus unabhängiges, digitales Kommunikationsnetzwerk zwischen der Zentralkontrolleinrichtung und den dezentralen Kontrollmodulen vorhanden ist, über welche zeitgleich alle dezentralen Kontrollmodule der elektrischen Antriebe von der Zentralkontrolleinrichtung ansprechbar sind.The object is also achieved by a ring spinning machine according to the preamble of the corresponding claim, which is characterized in that an independent of the data bus, digital communication network between the central control device and the decentralized control modules is present, via which at the same time all decentralized control modules of the electric drives the central control device can be addressed.
[0012] Gemäss der Erfindung ist ein zusätzliches digitales Kommunikationsnetz vorhanden, mit dem Zentralkontrollmodul und die dezentralen Kontrollmodulen miteinander kommunizieren. Vorteilhaft können über das Kommunikationsnetz werden zeitkritische und sicherheitsrelevante Informationen von der Zentralkontrolleinrichtung direkt an die Kontrollmodule weitergeleitet werden. Über das Kommunikationsnetz können so zeitgleich alle dezentralen Kontrollmodule der elektrischen Antriebe von der Zentralkontrolleinrichtung angesprochen werden, so kann beispielsweise über das digitale Kommunikationsnetzwerk von der Zentralkontrolleinrichtung ein Start-/Stopp-Signal oderein Befehl zum Steuern der Beschleu-nigungs- oder Bremsrampe an die dezentralen Kontrollmodule gesendet werden.According to the invention, an additional digital communication network is present, with the central control module and the decentralized control modules communicate with each other. Advantageously, time-critical and security-relevant information can be forwarded directly from the central control device to the control modules via the communications network. Via the communication network all decentralized control modules of the electric drives can be addressed by the central control unit at the same time, for example via the digital communication network from the central control unit a start / stop signal or command for controlling the acceleration or deceleration ramp to the decentralized control modules be sent.
[0013] Vorteilhaft ist zwischen dem Zentralkontrollmodul und den dezentralen Kontrollmodulen ein Sektionskontrollmodul vorhanden, wobei als Datenbus zwischen dem Zentralkontrollmodul und dem Sektionskontrollmodul ein Maschinendatenbus und zwischen dem Sektionskontrollmodul und den dezentralen Kontrollmodulen ein Sektionsdatenbus vorhanden ist, über die kommuniziert wird. Der Sektionsdatenbus ist für die Kommunikation zwischen Kontrollmodulen und dem Sektionskontrollmodulen verantwortlich; über ihn werden Befehle von dem Sektionsmodul an die Kontrollmodule übermittelt und die Betriebszustände oder Messdaten der elektrischen Antriebe der Spindeln von Kontrollmodulen an die Sektionskontrollmodule geleitet. Das Zentralkontrollmodul ist die zentrale Maschinensteuerung, die über alle Maschinendaten verfügt, diese statistisch aufbereitet und visualisiert.Advantageously, a section control module is present between the central control module and the decentralized control modules, wherein as a data bus between the central control module and the section control module a machine data bus and between the section control module and the decentralized control modules a section data bus is present, is communicated over the. The section data bus is responsible for communication between control modules and the section control module; Commands from the section module are transmitted to the control modules via it, and the operating states or measured data of the electrical drives of the spindles are transmitted by control modules to the section control modules. The central control module is the central machine control, which has all machine data, these are statistically prepared and visualized.
[0014] Auf einer Ringbank der Ringspinnmaschine ist eine Bedieneinheit angeordnet, die direkt mit dem elektrischen Antrieb der zugeordneten Spindel über den Datenbus kommuniziert. Der Bediener hat damit vorteilhaft die Möglichkeit, einen Befehl (z.B. Start oder Stopp) an der Ringbank am Befehlselement einzugeben, welcher dann zurück über das Bussystem an das Kontrollmodul gesendet wird.On a ring rail of the ring spinning a control unit is arranged, which communicates directly with the electric drive of the associated spindle via the data bus. The operator thus advantageously has the possibility of entering a command (for example start or stop) at the ring bank on the command element, which is then sent back to the control module via the bus system.
[0015] Als elektrische Antriebe der Spindeln können elektrische Synchron- oder Asynchronmotoren oder bürstenlose Gleichstrommotoren vorhanden sein.As electrical drives of the spindles electrical synchronous or asynchronous motors or brushless DC motors can be present.
[0016] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogrammprodukt, welches dadurch gekennzeichnet, dass es direkt in einen internen Speicher einer Ringspinnmaschine geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Verfahrensschritte gemäss einem der vorrangegangen, erfindungsgemässen Verfahrensansprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Ringspinnmaschine ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program product, which is characterized in that it can be loaded directly into an internal memory of a ring spinning machine and includes software code sections, with which the method steps are carried out according to one of the preceding, inventive method claims when the computer program product on the ring spinning machine is executed.
Kurze Beschreibung der Figuren [0017] Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben, wobeiBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Further advantages of the invention are described in the following exemplary embodiments, wherein
Fig. 1 schematisch eine Ringspinnmaschine mit Einzelspindelantrieb; und Fig. 2 schematisch das Kommunikationssystem der Ringspinnmaschine; zeigen. Es werden nur die für die Erfindung wichtigen Merkmale gezeigt. Gleiche Merkmale werden in unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Fig. 1 shows schematically a ring spinning machine with single spindle drive; and FIG. 2 shows schematically the communication system of the ring spinning machine; demonstrate. Only the features important to the invention will be shown. Identical features are provided in different figures with the same reference numerals.
Wege zur Ausführung der Erfindung [0018] Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Ringspinnmaschine 1, die über eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spinnstellen 2 verfügt. Die Spinnstellen 2 befinden sich in einer Längsrichtung X der Ringspinnmaschine 1 angeordnet zwischen einem Kopf 3Ί und einem Fuss 32. Kopf 3Ί und Fuss 32 der Ringspinnmaschine 1 können Lager, Antriebe, Steuerung, etc. enthalten, die für den Betrieb der Maschine notwendig sind. Wie man weiter beispielsweise an zwei in der Fig. 1 schematisch dargestellten Spinnstellen 2 sieht, besteht jede Spinnstelle 2 aus einer Vorgarnspule 4, die oberhalb eines Streckwerks 5 angeordnet ist, und auf der ein Vorgarn 6 aufgewickelt ist. Das Vorgarn 6 läuft von der Vorgarnspule 4 über das Streckwerk 5, wo es verstreckt wird, um dann zu einem Garnbildungelement geführt zu werden. Ein umlaufender Läufer bzw. Ringläufer wickelt das fertige Garn auf einen Kops 7 auf. Der Kops 7 ist auf einer Spindel 8 aufgesetzt.1 shows schematically a ring spinning machine 1 according to the invention, which has a multiplicity of spinning stations 2 arranged next to one another. The spinning units 2 are arranged in a longitudinal direction X of the ring spinning machine 1 between a head 3Ί and a foot 32. Head 3Ί and foot 32 of the ring spinning machine 1 can include bearings, drives, control, etc., which are necessary for the operation of the machine. As is further seen, for example, at two spinning stations 2 shown schematically in FIG. 1, each spinning station 2 consists of a roving bobbin 4, which is arranged above a drafting arrangement 5, and on which a roving 6 is wound. The roving 6 runs from the roving bobbin 4 via the drafting device 5, where it is stretched to then be guided to a Garnbildungelement. A circulating runner or ring traveler winds the finished yarn onto a cop 7. The cop 7 is placed on a spindle 8.
[0019] Fig. 2 zeigt schematisch das Kommunikationssystem der Ringspinnmaschine 1. Die Ringspinnmaschine 1 weist zum Antrieb der Spindeln 8 Einzelspindelantriebe 9 auf, welche die Spindeln 8 antreiben. Als Einzelspindelantrieb 9 werden elektrische Antriebe, so beispielsweise elektrische Synchronmotoren, Asynchronmotoren, bürstenlose Gleichstrommotoren, etc. oder gleichwertige Motoren verwendet. Jedem Einzelspindelantrieb 9 ist ein dezentrales Kontrollmodul 10 zugeordnet.Fig. 2 shows schematically the communication system of the ring spinning machine 1. The ring spinning machine 1 has to drive the spindles 8 single spindle drives 9, which drive the spindles 8. As a single spindle drive 9 electric drives, such as electric synchronous motors, asynchronous motors, brushless DC motors, etc. or equivalent motors are used. Each individual spindle drive 9 is assigned a decentralized control module 10.
[0020] Die Spindeln 8, die Einzelspindelantriebe 9 und die Kontrollmodule 10 sind auf der Spindelbank 22 der Ringspinnmaschine 1 angeordnet. Die Spindelbank 22 ist nur schematisch dargestellt und die Bauteile, die sich auf der Spindelbank 22 befinden, sind entsprechend in der Fig. 2 innerhalb des Elements. Die Spindelbank 22 ist vorteilhaft beweglich gelagert. Die Anschlüsse der elektrischen Antriebe 9 weisen Anschlusskabel auf, welche auf der Spindelbank 22 zusammengefasst und an einem Ende der Spindelbank an einer Stromversorgung angeschlossen sind. Vorteilhaft sind die Anschlüsse an den elektrischen Antrieben 9 durch Steckverbindungen realisiert.The spindles 8, the individual spindle drives 9 and the control modules 10 are arranged on the spindle bank 22 of the ring spinning machine 1. The spindle rail 22 is shown only schematically and the components which are located on the spindle rail 22 are correspondingly in Fig. 2 within the element. The spindle rail 22 is advantageously movably mounted. The connections of the electric drives 9 have connecting cables, which are combined on the spindle bank 22 and connected at one end of the spindle bank to a power supply. Advantageously, the connections to the electrical drives 9 are realized by plug connections.
[0021] Die Kontrollmodule 10 haben die Aufgabe, die Einzelspindelantriebe 9 zu überwachen und Befehle aus der übergeordneten Steuerung umzusetzen. Es ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass mehrere dezentrale Kontrollmodule 10 der Einzelspindelantriebe 9 zusammengefasst sind. Eine Vielzahl von dezentralen Kontrollmodulen 10, beispielsweise 64 Kontrollmodule 10, kommunizieren mit einem übergeordneten Sektionskontrollmodul 11, von denen zwei in der Fig. 2 beispielhaft gezeigt sind. Die Anzahl der Sektionskontrollmodule 11 wird aber von der Anzahl der Spindeln 8 abhängen, wie dies mit dem gestrichelten Kontrollmodul 10 angedeutet ist. Die Sektionsmodule 11 verarbeiten die Informationen aus den Kontrollmodulen 10 und leiten die Informationen weiter. Mehrere dezentrale Sektionskontrollmodule 11 kommunizieren mit einem übergeordneten Zentralkontrollmodul 12 der Ringspinnmaschine 1. Das Zentralkontrollmodul 12 ist die zentrale Maschinensteuerung, die über alle Maschinendaten verfügt, diese statistisch aufbereitet und visualisiert. An das Zentralkontrollmodul 12 ist zu diesem Zweck ein Display 20 angeschlossen. Die Maschinendaten können an dieser Stelle vom Benutzer über das Display 20 abgefragt werden. Es ist auch möglich, diese Daten auf eine mobile Anwendung weiterzuleiten.The control modules 10 have the task to monitor the Einzelspindelantriebe 9 and implement commands from the higher-level control. It is conceivable within the scope of the invention that a plurality of decentralized control modules 10 of the individual spindle drives 9 are combined. A multiplicity of decentralized control modules 10, for example 64 control modules 10, communicate with a higher-level section control module 11, two of which are shown by way of example in FIG. 2. However, the number of section control modules 11 will depend on the number of spindles 8, as indicated by the dashed control module 10. The section modules 11 process the information from the control modules 10 and forward the information. Several decentralized section control modules 11 communicate with a higher-level central control module 12 of the ring spinning machine 1. The central control module 12 is the central machine control, which has all the machine data, this statistically processed and visualized. To the central control module 12, a display 20 is connected for this purpose. The machine data can be queried by the user via the display 20 at this point. It is also possible to forward this data to a mobile application.
[0022] Zwischen dem Zentralkontrollmodul 12 und den Sektionskontrollmodulen 11 ist ein Maschinendatenbus 13 vorhanden und zwischen den Sektionskontrollmodulen 11 und den dezentralen Kontrollmodulen 10 ist ein Sektionsdatenbus 14 vorhanden. Der Sektionsdatenbus 14 ist für die Kommunikation zwischen Kontrollmodulen 10 und dem Sektionskontrollmodulen 11 verantwortlich; über ihn werden Befehle von dem Sektionsmodul 11 an die Kontrollmodule 10 übermittelt und die Betriebszustände oder Messdaten der elektrischen Antriebe 9 der Spindeln 8 von Kontrollmodulen 10 an die Sektionskontrollmodule 11 geleitet.Between the central control module 12 and the section control modules 11, a machine data bus 13 is present and between the section control modules 11 and the decentralized control modules 10, a section data bus 14 is present. The section data bus 14 is responsible for the communication between control modules 10 and the section control modules 11; Commands from the section module 11 are transmitted to the control modules 10 via it, and the operating states or measured data of the electric drives 9 of the spindles 8 are directed by control modules 10 to the section control modules 11.
[0023] Zusätzlich und unabhängig von dem Datenbussen 13, 14 ist ein digitales Kommunikationsnetz 15 vorhanden, mit dem Zentralkontrollmodul 12 und die dezentralen Kontrollmodulen 10 miteinander kommunizieren. Über das Kommunikationsnetz 15 werden zeitkritische und sicherheitsrelevante Informationen von der Zentralkontrolleinrichtung 12 durch die Sektionskontrollmodule 11 (gestrichelte Linie) direkt an die Kontrollmodule 10 weitergeleitet. Über das Kommunikationsnetz 15 können zeitgleich alle dezentralen Kontrollmodule 10 der elektrischen Antriebe 9 von derZentralkontrolleinrichtung 12 angesprochen werden, so kann zum Beispiel über das digitale Kommunikationsnetzwerk 15 von derZentralkontrolleinrichtung 12 beispielsweise ein Start-/Stopp-Signal oder ein Befehl zum Steuern der Beschleunigungs- oder Bremsrampe an die dezentralen Kontrollmodule 10 gesendet werden.In addition, and independently of the data buses 13, 14, a digital communication network 15 is present, communicate with the central control module 12 and the decentralized control modules 10 with each other. About the communication network 15 time-critical and security-related information from the central control device 12 by the section control modules 11 (dashed line) forwarded directly to the control modules 10. At the same time, all the decentralized control modules 10 of the electric drives 9 can be addressed by the central control unit 12 via the communication network 15. For example, a start / stop signal or an instruction for controlling the acceleration or deceleration ramp can be transmitted from the central control unit 12 via the digital communication network 15 be sent to the decentralized control modules 10.
[0024] Fig. 2 zeigt weiter Befehls- und Meldeelemente 17, wobei jedem Einzelspindelantrieb 9 genau ein Befehls- und Meldeelement 17 zugeordnet ist. Diese Befehls- und Meldeelemente sind in der Form von Bedienelementen 17 auf der Ringbank 23 der Ringspinnmaschine angeordnet. Mehrere Kontrollmodule 16 sind über einen Sektionsbefehlsbus 19 mit den Befehls- und Meldeelementen 17 verbunden und diesen übergeordnet. Ein Maschinenbefehlsbus 18 sorgt für die Kommunikation zwischen den Kontrollmodulen 16 und dem Zentralmodul 12. Sofern ein Kontrollmodul 10 einen Fehler feststellt, wird diese Information über das Bussystem 14, 13, 18, 19 an das zugeordnete Meldeelement 17 gesendet und dort dargestellt. Der Bediener hat dann die Möglichkeit, einen Befehl (z.B. Start oder Stopp) an der Ringbank 23 am Befehlselement 17 einzugeben, welcher dann zurück über das Bussystem 14, 13, 18, 19 an das Kontrollmodul 10 gesendet wird.Fig. 2 further shows command and signaling elements 17, wherein each individual spindle drive 9 exactly one command and signaling element 17 is assigned. These command and reporting elements are arranged in the form of controls 17 on the ring rail 23 of the ring spinning machine. Several control modules 16 are connected via a section command bus 19 with the command and reporting elements 17 and parent. A machine command bus 18 provides for communication between the control modules 16 and the central module 12. If a control module 10 detects an error, this information is sent via the bus system 14, 13, 18, 19 to the associated signaling element 17 and displayed there. The operator then has the option of entering a command (e.g., start or stop) on the ring rail 23 on the command element 17, which is then sent back to the control module 10 via the bus system 14, 13, 18, 19.
[0025] Aus den dezentralen Kontrollmodulen 10 der Einzelspindelantriebe 9 kann aufgrund der Stromaufnahme (Lastabwurf) ein Fadenbruch odereine Schleichspindel ermittelt werden. Aufgrund der Stromform kann bei mechanischen Lagern die Drehzahl, die Läuferdrehzahl, den Zustand der Läufers, der Betriebszustand der Spindel, der Lagerzustand bzw. Lagerschaden, der Ölstand, etc. bestimmt werden. Sofern die Spindel 8 mit einem Magnetlager ausgestattet ist, kann zusätzlich über die Stromaufnahme des aktiven Magnetlagers das Gewicht eines Kopses 7 bestimmt werden. Im Falle eines Lastabwurfs und einem damit verbundenen Fadenbruch kann ein bestimmtes dezentrales Kontrollmodul 10 dieses dem Sektionskontrollmodul 11 melden. Das Sektionsmodul 11 kann aber auch alle zugeordneten dezentralen Kontrollmodule 10 nacheinander abfragen. Die so erhaltenen Informationen werden dann nacheinander ausgewertet und die Betriebszustände ermittelt.From the decentralized control modules 10 of the single spindle drives 9, a yarn break or a creep spindle can be determined due to the power consumption (load shedding). Due to the current shape, the speed, the rotor speed, the state of the rotor, the operating state of the spindle, the bearing condition or bearing damage, the oil level, etc. can be determined for mechanical bearings. If the spindle 8 is equipped with a magnetic bearing, the weight of a cop 7 can additionally be determined via the current consumption of the active magnetic bearing. In the case of a load shedding and an associated yarn breakage, a particular decentralized control module 10 can report this to the section control module 11. However, the section module 11 can also interrogate all assigned decentralized control modules 10 in succession. The information thus obtained is then evaluated in succession and determines the operating conditions.
[0026] Das Sektionsmodul 11 weist zur Ermittlung der genannten Betriebszustände (Rechen)mittel zur Auswertung der erhaltenen Informationen auf. Die Rechenmittel umfassen Mittel zur Bildung eines quadratischen Mittelwerts der Stromaufnahme und zur Transformation der Stromform. Zur Transformation des Signals aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich werden insbesondere die Fourier-Transformation, die Wavelet-Transformation beziehungsweise die Hil-bert-Huang-Transformation mit der Empirical Mode Décomposition als Hauptbestandteil verwendet. Im Rahmen der Fourier-Transformation kann insbesondere die Kurzzeit-Fourier-Transformation, die Gabor-Transformation, die schnelle Fourier-Transformation beziehungsweise die diskrete Fourier-Transformation in der Ausbildung als diskrete Kosinus-Transformation oder als diskrete Sinus-Transformation zur Anwendung kommen. Bei der Wavelet-Transformation werden insbesondere die diskrete Wavelet-Transformation, die schnelle Wavelet-Transformation, die Wavelet-Paket-Transformation beziehungsweise die stationäre Wavelet-Transformation verwendet. Ebenso können diskrete, statische Kenngrössen der Signale verwendet und auf eine Transformation der Signale in dem Frequenzbereich verzichtet werden. Als Kenngrössen kommen insbesondere Zufallsvariable wie der Erwartungswert, die absolute Abweichung, die Varianz, die Schiefe, der Exzess beziehungsweise die Kovarianz zur Anwendung. Ebenso können die Signale korreliert, insbesondere kreuzkorreliert beziehungsweise autokorreliert werden. Schliesslich ist eine Kombination der transformierten Signale und der statischen Kenngrössen darstellbar. Die gemeinsame Intention ist insbesondere, im Rahmen der Mustererkennung das tatsächliche Messsignal mit dem Referenzsignalzustand zu vergleichen, wobei das Referenzsignal aus Informationen einer oder mehrere Nachbarspindeln generiert oder aus einem Speicher ausgelesen werden kann. Dies erfolgt insbesondere anhand spezifischer Merkmale, welche aus dem Signal erzeugt und in einem Merkmalswerkzeug zusammengefasst werden, auf Basis einer Aussage über die Ähnlichkeit der in Rede stehenden Signale.The section module 11 has for determining the said operating conditions (rake) means for evaluating the information obtained. The calculating means comprise means for forming a root mean square current consumption and transforming the current form. For the transformation of the signal from the time domain into the frequency domain, in particular the Fourier transformation, the wavelet transformation or the Hil-bert-Huang transformation with the Empirical Mode Décomposition are used as the main constituent. In the context of the Fourier transformation, in particular the short-time Fourier transformation, the Gabor transformation, the fast Fourier transformation or the discrete Fourier transformation in the training can be used as a discrete cosine transformation or as a discrete sine transformation. In particular, the wavelet transformation uses the discrete wavelet transformation, the fast wavelet transformation, the wavelet packet transformation or the stationary wavelet transformation. Likewise, discrete, static characteristic quantities of the signals can be used and a transformation of the signals in the frequency range can be dispensed with. In particular, random variables such as the expected value, the absolute deviation, the variance, the skewness, the excess or the covariance are used as parameters. Likewise, the signals can be correlated, in particular cross-correlated or autocorrelated. Finally, a combination of the transformed signals and the static parameters can be represented. The common intention is, in particular, to compare the actual measurement signal with the reference signal state in the course of the pattern recognition, wherein the reference signal can be generated from information of one or more neighboring spindles or read out of a memory. This is done in particular on the basis of specific features which are generated from the signal and combined in a feature tool, based on a statement about the similarity of the signals in question.
[0027] In einer alternativen Ausführungsform weisen die Kontrollmodule 10 die oben genannten (Rechen)mittel auf, um die Betriebszustände auszuwerten. Diese senden das Ergebnis dann an das zugeordnete Sektionsmodul 11 zur weiteren Verarbeitung. Weiter können die Kontrollmodule 10 die Informationen aus dem Stromsignal der elektrischen Antriebe 9 zur Drehzahlregelung der Spindel 8, des Läufers und der Regelung der Fadenspannung verwenden.In an alternative embodiment, the control modules 10 have the above-mentioned (arithmetic) means to evaluate the operating conditions. These then send the result to the assigned section module 11 for further processing. Further, the control modules 10 can use the information from the current signal of the electric drives 9 for speed control of the spindle 8, the rotor and the control of the thread tension.
[0028] Ein Wartungswagen 21, der in der Fig. 1 dargestellt ist, bewegt sich entlang der Längsrichtung x der Spinnstellen der Ringspinnmaschine 1, um beispielsweise Fadenbrüche oder andere Fehler zu beheben. Sofern ein Kontrollmodule 10 oder ein Sektionsmodul 11 einen Fadenbruch, eine Schleichspindel oder eine andere Fehlfunktion auf die oben genannte Weise (Stromaufnahme, Lastabwurf, etc.) feststellt, kann der Wartungswagen über die Spinnstelle 8 informiert werden. Der Wartungswagen fährt dann zu dieser Spinnstelle 8 und setzt beispielsweise den Faden neu an oder behebt den Fehler auf andere Weise. Die Kommunikation wird beispielsweise über den Bus 13, 14 an das Zentralkontrollmodul 12 gesendet, der den Wartungswagen informiert.A service trolley 21, which is shown in FIG. 1, moves along the longitudinal direction x of the spinning positions of the ring spinning machine 1, in order, for example, to remove thread breaks or other errors. If a control module 10 or a section module 11 detects a yarn breakage, a creep spindle or another malfunction in the above-mentioned manner (power consumption, load shedding, etc.), the service wagon can be informed about the spinning station 8. The maintenance trolley then moves to this spinning station 8 and, for example, reinstates the thread or fixes the error in another way. The communication is sent for example via the bus 13, 14 to the central control module 12, which informs the maintenance car.
[0029] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogrammprodukt, welches dadurch gekennzeichnet, dass es direkt in einen internen Speicher einer Ringspinnmaschine 1 geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Verfahrensschritte gemäss einem der vorrangegangen, erfindungsgemässen Verfahrensansprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Ringspinnmaschine 1 ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program product, which is characterized in that it can be loaded directly into an internal memory of a ring spinning machine 1 and includes software code sections, with which the method steps are carried out according to one of the preceding, inventive method claims, if the computer program product is performed on the ring spinning machine 1.
Bezugszeichenliste [0030] 1 Ringspinnmaschine 2 Spinnstellen 31 Kopf der Ringspinnmaschine 1 32 Fuss der Ringspinnmaschine 1 4 Vorgarnspule 5 Streckwerk 6 Vorgarn 7 Kops 8 Spindel 9 Einzelspindelantrieb einer Spindel 8 10 dezentrales Kontrollmodul eines Einzelspindelantriebs 9 11 Sektionskontrollmodul 12 Zentralkontrollmodul 13 Maschinendatenbus 14 Sektionsdatenbus 15 digitales Kommunikationsnetz 16 Kontrollmodul für Befehls- und Meldeelement 17 17 Befehls- und Meldeelement, Bedieneinheit 18 Maschinenbefehlsbus 19 Sektionsbefehlsbus 20 Display 21 Wartungswagen 22 Spindelbank 23 RingbankDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ring spinning machine 2 spinning stations 31 head of ring spinning machine 1 32 feet of ring spinning machine 1 4 roving bobbin 5 drafting device 6 roving 7 cop 8 spindle 9 single spindle drive of a spindle 8 10 decentralized control module of a single spindle drive 9 11 section control module 12 central control module 13 machine data bus 14 section data bus 15 digital communication network 16 Control module for command and signaling element 17 17 Command and signaling element, operating unit 18 Machine command bus 19 Section command bus 20 Display 21 Maintenance trolley 22 Spindle bank 23 Ring bank
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