CN107636980B - 生产或加工纱线的纺织机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纺织机，该纺织机生产或加工纱线并且包括彼此相邻布置的多个相同的工作站或者还包括机器的其他功能部件，由此该机器的每个工作站和/或另一功能部件包括多个致动器和多个传感器，多个致动器和多个传感器由布置在机器的每个工作站处和/或布置在机器的另一功能部件中的控制系统（1）来控制并且监测，由此控制系统（1）从传感器收集数据并且控制致动器。用于所述控制系统（1）和个人无线有源通信设备（4）之间短距离上的自主双向通信的有源非接触式NFC模块（3）连接至所述控制系统（1），所述个人无线有源通信设备带有NFC功能是所述机器的操作者的装备，而个人无线有源通信设备（4）和控制系统（1）配备有装置，该装置用于在使操作者的个人无线有源通信设备（4）接近工作站处的有源非接触式NFC模块（3）的信号场（30）之后通过有源非接触式NFC模块（3）在控制系统（1）和个人无线有源通信设备（4）之间读取、传输并且写入数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织机，该纺织机生产或加工纱线并且包括彼此相邻布置的多个相同的工作站或者还包括机器的其他功能部件，由此机器的每个工作站和/或功能部件包括多个致动器和多个传感器，多个致动器和多个传感器由布置在每个工作站处和/或布置在机器的每个功能部件中的控制系统来监测并控制，由此控制系统从传感器收集数据并且在插入的程序的基础上控制致动器。
背景技术
在纺织机中，已知各种无线通信技术用于传输数据或获得信息。
WO 2010133442公开了纺织机的布置，该纺织机的控制系统（即，机器的工作站的电子控制设备）包括无线通信设备。无线通信设备具有机器的控制设备和操作者或维护设备的非接触式通信设备之间的长距离上的无线双向通信信道。长距离上的无线双向通信信道通常是基于Wi-Fi或蓝牙技术，这是因为这些无线技术显示出若干米或甚至数十米或数百米距上离的数据传输的所需质量。纺织机和操作者或维护设备的通信设备均配备有用于长距离上的无线双向通信的装置。此外，每个工作站配备有通常带有包括整个机器内的特定工作站的识别信息的RFID标签的短距离上的无源无线通信元件。然而，工作站的无源无线通信装置不包括任何有源传输元件，也不包括电池，由此该无源无线通信装置包括存储器单元和允许从存储器单元非接触式读取识别数据以及根据具体情况还允许将数据彻底地非接触式写入存储器单元中。在进入特定的工作站后，操作者或维护设备使它们的通信设备接近该无源元件，通信设备配备有其自身的用于短距离上的通信的通信装置，并且借助于该通信设备，操作者或维护设备通过短距离上的传输从工作站处的RFID标签“读取”（获取）工作站的识别数据。随后，操作者或维护设备借助于它们的通信设备通过长距离上的无线双向通信信道（即，借助于与通信系统（通过该通信系统获取工作站的识别数据）不同的通信系统）开始与机器的控制系统通信。
该布置的缺点是使用若干传输技术，由此发生长距离上的双向数据传输的实际过程，并且因此，由于干扰、在信号范围内影响机器的其他电子元件、相邻的机器之间的信号的重叠和互相干扰等，可降低传输的可靠性。此外，在一些国家，使用长距离上的一些通信装置可由立法规制来限制。
CN 1343328 A描述了一种纱线处理系统。
WO 2010/133442公开了以下解决方案：特定的工作站由无源RFID标签来识别，并且操作者的移动设备和机器控制系统之间的通信以此通过第二通信信道独立地并且单独地发生。待维修的工作站的许多元件设置有它们自身的无源RFID标签以识别相应的元件，其中操作数据随后通过第二通信信道传输。因此，信号和串扰之间存在相对较高的干扰风险，传输速度显著降低，并且功能和性能减少。
US 2013/190897公开了关于资产的数据的管理的分支系统或资产的单个项目配备有NFC芯片的设备，该设备设置有用于收集关于经连接的资产的操作的数据以及用于数据传输到中央系统的装置。通常，这是关于机器操作、运行时间、维修操作等的数据。然而，US 2013/190897中没有提到使用此NFC芯片以任何方式影响该设备的相应的NFC芯片连接到的控制单元的运行操作。仅仅出于资产的NFC芯片和操作者的设备NFC芯片（内存设置、擦除存储器、设置NFC芯片将监测关于经连接的设备的操作的哪些数据等）的配对的目的，在此处提到在US 2013/190897中提到的双向通信。在US 2013/190897中没有提到以下事实：通过操作者的设备和资产的NFC芯片之间的NFC传输，该资产的操作数据修改用于对资产重新编程从而以不同的方式工作。在US 2013/190897中，NFC芯片仅用于收集关于资产操作的数据并且用于向中央系统传输数据。
WO 2014053054 A1 描述了用于向人们给出使用计算机（例如，游戏机）的许可的授权程序。在接收授权要求后，计算机显示或发布由用户的设备扫描的授权代码。代码为QR代码或NFC通信的形式。该代码使用单独的数据链路由用户的设备发送到中央服务器。中央服务器将授权代码发送回到用户的设备。授权代码然后由用户手动输入到用户想要使用的计算机中。该计算机具有认证算法，该认证算法检查由用户输入的代码并且如果一切是合适的，则解锁计算机以供正常使用。然而，该方法不表示使用NFC通信来维修该设备，如同在我们的情况中那样，这是因为WO 2014053054 A1中的通信专门用于独特的识别代码从计算机到用户的设备（通信设备）的单次传输，并且该通信绝不用于对计算机进行设置、控制或重新编程等。
从WO 2010/133442和US 2013/190897、还可能地WO 2014053054 A1的组合中，对技术人员明显的唯一的事实是：通过近场通信（NFC），当工作站的控制系统和操作者的通信设备之间的数据通信经由第二单独的通信连接（链路）进行时才有可能执行工作站的识别，或者借助于NFC，才有可能识别工作站并且收集其工作数据而不影响工作站的工作装置的操作程序。
本发明的目的是移除或至少最小化背景技术的缺点，特别是改进机器和操作者之间或者机器和维护设备之间的无线通信。
发明内容
本发明的目的由纺织机来实现，该纺织机的原理在于机器的工作站和/或另一功能部件的控制系统与用于短距离上的自主双向通信的有源非接触式NFC（近场通信）模块对准，由此机器的维护设备和/或另一功能部件和/或机器的操作者配备有带有NFC功能的无线有源通信设备用于在机器的维护设备和/或另一功能部件和/或操作者的个人无线有源通信设备接近机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块的信号场后在控制系统和机器的维护设备和/或另一功能部件和/或操作者的个人无线有源通信设备之间读取、传输并且写入数据。
本发明基于使用一对有源NFC模块（设备），即，标准的近场通信的设备，其中一个有源NFC设备嵌入纺织机或者纺织机的工作站中或者嵌入机器的另一功能部件中，并且第二有源NFC设备意在用于操作者或者嵌入维护设备中。与无源NFC设备不同，除带有天线的有源NFC设备自身的NFC芯片外，有源NFC设备还包括其自身的电源，并且不需要通过电磁感应来供电，如同在无源NFC设备的情况中那样，所以有源NFC设备的单个元件一起构成有源传输和接收通信单元，该有源传输和接收通信单元允许带有控制系统和操作者或维护设备的非接触式通信设备之间的相互数据读取、传输和写入的选项的短距离上的自主双向通信。在背景技术中，已知与RFID标签类似的无源NFC标签（即，无源RFID元件）的用途。无源NFC标签在通信两侧上没有有源传输部件，这是因为短距离上的通信的这些无源元件没有电源并且仅允许读取储存在无源电路中的信息，或者这些无源元件允许通过使用短距离上的无线通信的技术将信息彻底地储存在电路中并且随后通过使用短距离上的无线通信的相同的技术再次读取该信息。从背景技术中已知的包括RFID标签的短距离上的这些无源通信装置因此不能作为用于短距离上的双向有源通信的传输装置而操作，不能连接到纺织机的控制系统或工作站，并且因此不能从控制系统向操作者的设备传输数据。
有源NFC设备中所用的技术同时明显不同于蓝牙技术：然而蓝牙需要多至若干秒来建立连接，对于NFC，建立连接小于100ms。蓝牙具有多至数十米的范围，而NFC通常具有仅约20cm的范围。由于NFC的短范围，所以不需要经连接的设备的特定识别，这导致自动的、极快的连接。此外，在NFC的情况下，不存在捕获附近操作的设备的广播（broadcasting），不同信号的相互干扰、影响周围环境、违反与在不同国家中射频频谱的用途有关的立法规章等风险。
根据本发明的纺织机因此能够借助于有源NFC设备（元件）通过短距离上的双向通信直接从工作站的控制系统传输数据。因此本发明允许读取工作站处的数据，并且允许将数据写入机器的工作站的装置中和/或另一功能部件的装置中而不影响周围环境，而不需要在传输中使用加密等。
附图说明
在附图中示意性地表示本发明，其中图1示出纺织机的一对工作站的布置，工作站中的每个具有一个有源非接触式NFC模块，图2示出带有有源非接触式NFC模块和用于操作者的无线通信设备的保持器的工作站的布置，图3示出带有共用的有源非接触式NFC模块的纺织机的一对工作站的布置，图4示出具有共用的有源非接触式NFC模块的纺织机的一对工作站的布置，并且图5示出带有共用的有源非接触式NFC模块的一对工作站的另一布置。
具体实施方式
本发明将参考生产或加工纱线的纺织机的示例性实施例来进行描述，纺织机包括至少一排彼此相邻布置的（相同的）工作站。此纺织机例如是自由端纺纱机、喷气纺纱机等。
生产或加工纱线的纺织机在每个工作站处包括连接到控制系统1的多个致动器和多个传感器，该控制系统从机器的工作站和/或另一功能部件的单个致动器和/或传感器收集数据，并且在插入的程序的基础上确保经连接的致动器的控制。控制系统1连接到数据通信总线2。
如果纺织机设置有其他功能部件，例如沿着至少一排工作站可移动的带有在所选的工作站处停止的选项的维护设备，则工作站的控制系统1不仅联接到工作站的致动器和传感器，而且经由机器的通信总线联接到上述其他功能部件，例如联接到维护设备等。这些其他功能部件还可包括用于线筒退出的系统、用于供应管的系统等。
在人类操作者和/或机器操作者可触及的工作站处布置有源非接触式NFC模块3的天线，该天线连接到工作站的控制系统1的控制器10并且意在用于工作站的控制系统1和操作者的个人非接触式通信设备4之间的短距离上的自主双向通信。操作者的个人无线通信设备4配备有第二有源非接触式NFC模块。这对有源非接触式NFC模块允许在控制系统1和操作者的无线有源通信设备4之间读取、传输并写入数据，该无线有源通信设备被带到机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3的信号30的范围。
在图1示出的实施例中，工作站配备有带有数据存储器31的有源非接触式NFC模块3，NFC模块和数据存储器一起构成所谓的动态NFC标签，由此数据存储器31经由控制器10和有源非接触式NFC模块3之间的通信接口6连接到工作站的控制系统1的控制器10，这允许数据在控制器10/控制系统1和动态NFC标签3的数据存储器31之间进行直接双向交换。以这种方式，控制系统1的控制器10可以将数据连续写入有源非接触式NFC模块3的数据存储器31中，该数据在仅接近操作者的通信设备4中的有源非接触式NFC模块之后由短距离上的无线传输自动读取到操作者的通信设备4中。在相反方向上，操作者的通信设备4可以通过短距离上的无线通信将所需数据储存到工作站处的有源非接触式NFC模块3的数据存储器31中。随后，可以由控制系统1的控制器10来读取并且进一步处理数据。这允许数据在控制器10和动态NFC标签3的存储器31和操作者的非接触式通信设备4之间仅仅通过借助于纯粹的本地装置而不以任何方式影响周围环境使操作者的非接触式通信设备4接近距离工作站处的动态NFC标签3若干厘米（cm）的距离来进行自动或自动化的双向交换。
关于当前使用的技术和它们在人群中的普遍程度，根据所示实施例的操作者的无线通信设备4由手机、平板电脑或带有NFC功能的类似的通常生产的并且可用的设备组成，由此操作者的此多功能无线通信设备4配备有特殊的软件应用S，该软件应用在操作者的设备4的一边上确保操作者的该多功能设备4的NFC功能用于与纺织机进行数据交换，用于视觉显示来自控制系统1的数据，用于数据传输和数据储存在控制系统1中或储存在动态NFC标签3的数据存储器31中等等。在未示出的示例性实施例中，操作者的无线通信设备4由带有NFC功能（专用系统）的单一目的的电子设备组成，该电子设备仅仅意在用于本发明的需要或者仅仅用于操作者和纺织机的单个部件的控制系统1之间的通信的需要。
在图1示出的示例性实施例中，其中工作站1配备有带有数据存储器31的有源非接触式NFC模块3，可以建议利用操作者的非接触式通信设备4还从/向机器的另一工作站和/或另一功能部件交换数据，为此目的，操作者的无线通信设备4配备有特殊的软件应用S。在这种情况下，经由数据通信总线2从/向机器的工作站和/或另一功能部件的另一控制系统发送数据。由于操作者通常需要双手来实施维修操作，所以如果操作者的个人非接触式无线通信设备4的保持器5布置在机器的工作站处和/或布置在机器的另一功能部件中在机器的工作站和/或另一功能部件处的有源非接触式NFC模块3附近，如图2中所示，则这是有利的。操作者仅仅将他和/她的个人无线通信设备4插入到保持器5中。因此，个人无线通信设备4到达机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3的信号30附近，开始与它通信，由此操作者的双手自由，可以舒适地观看他和/她的个人非接触式通信设备4的显示器，可以根据标准程序和/或根据个人非接触式通信设备4的显示器上的指令在机器的工作站处和/或在另一功能部件中实施维修，和/或可以通过使用个人非接触式通信设备4的键盘或触摸屏与机器的工作站（与控制器1、工作站处的有源非接触式NFC模块3）和/或与另一功能部件相互作用等。操作者的无线通信设备4因此以这种方式在操作者和工作站之间创建通信链路，从而使操作者在处理甚至非常复杂的操作问题时或者根据具体情况处理故障时能够与工作站有效地通信。
在所示的示例性实施例中，操作者的个人非接触式通信设备4的保持器5具有托架的形式，个人无线通信设备4简单地插入该托架中并且个人无线通信设备还简单地从该托架中移除，由此工作站处的有源非接触式NFC模块4或操作者的个人非接触式通信设备4的有源非接触式NFC模块的信号场30、40在将操作者的个人非接触式通信设备4插入到保持器5中时重叠。在从保持器5中移除个人非接触式通信设备4之后，作为消除工作站处的有源非接触式NFC模块4和操作者的个人非接触式通信设备4的有源非接触式NFC模块的信号场30、40的互相重叠的结果，接着是机器的工作站和/或另一功能部件的控制系统1和操作者的个人非接触式通信设备4之间的短距离上的双向数据通信的自动中断。
在实施例的未示出的示例中，通常连接到控制系统1的一个或甚至多个有源非接触式NFC模块3布置在工作站处并且同时还布置在机器的至少另外一个功能部件中。在实施例的另一未示出的示例中，在这些有源非接触式NFC模块3附近（最大值在若干厘米单位的距离处）布置操作者的个人非接触式通信设备4的保持器5。
在图3至图5中示出的示例性实施例中，有源非接触式NFC模块3对于机器的至少两个相邻的工作站和/或其他功能部件来说共用的，并且联接到相应的控制系统1的控制器10。用于机器的相应组的工作站和/或其他功能部件的有源非接触式NFC模块3布置在机器的工作站和/或其他功能部件之间的空间中并且经连接的控制系统1的控制器10连接到有源非接触式NFC模块3（图3），或者有源非接触式NFC模块3嵌入一个工作站中并且经连接的控制系统1的控制器10连接到有源非接触式NFC模块3（图4），或者有源非接触式NFC模块3嵌入一个工作站中，连接到该工作站的控制系统1的控制器10并且其他工作站的控制系统1的控制器10借助于机器的数据通信总线2并且借助于工作站的控制系统1（相应的有源非接触式NFC模块3嵌入该控制系统1中）连接到有源非接触式NFC模块3（图5）。
使用根据图3至图5的布置以及在根据图1至图5的布置中使用机器的数据总线2允许操作者经由他/她的个人非接触式通信设备4在短距离上执行与机器的任何工作站和/或功能部件的大体上任何控制系统1的双向无线通信，这关于机器的特定的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3的可能故障以及关于操作者的以下活动的规划等均为有利的。为了那个目的，操作者的非接触式通信设备4的软件应用S适配，以便能够选择工作站（通过上述链路将发生与该工作站通信）。
在工作站处的软件、机器中的软件以及操作者的个人无线通信设备4中的软件的水平处大体上实施系统的功能、单个功能、控制选项等。整个系统的单个部件中的软件还依据显示、控制被传输并储存的数据、数据类型、通信方向、规划活动、设置优先级、用于某些操作的单个操作者的授权等来确定系统的单个功能。
依据根据实施例的示出的示例的机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3的功能，数据存储器31直接集成到NFC芯片中。
根据另一示例性实施例，机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3的天线32还嵌入有源非接触式NFC模块3中，优选直接在有源非接触式NFC模块3的印刷电路上创建该天线，由此关于特定机器的宽敞的布置（例如，根据机器的单个工作站之间的间隔等）来选择天线的大小，使得一个有源非接触式NFC模块3的信号场30将不干扰相邻的有源非接触式NFC模块3的信号场30，并且此外，使得有源非接触式NFC模块3将具有信号范围，该信号范围对于使操作者的个人非接触式通信设备4可靠且安全地接近机器的工作站处和/或另一功能部件中的用于短距离上的双向数据传输的有源非接触式NFC模块3来说是足够的。
另一优选实施例是非接触式NFC模块3集成到机器的工作站和/或另一功能部件的控制系统1中的变型。
为了本发明的目的，有可能优选使用来自系列M24SR或者来自系列MS4LR、EM微电子（EM Microelectronic）系列NF4、AMS系列AS3953的设备STMicrolectronics作为机器的工作站处和/或另一功能部件中的有源非接触式NFC模块3。然而，可以假设，在未来，有源非接触式NFC模块3的生产商将其他特定的变型投入市场，这将适于根据本发明的纺织机的实施。
工业实用性
本发明可以在纺织机工程领域中用于通过纺织机的工作站和/或其他功能部件的控制系统和操作者的个人非接触式通信设备之间的短距离上的电磁感应而进行安全而有保障的双向数据传输，这不影响周围环境。
附图文字
1：控制系统
10：控制系统的控制器
2：机器的数据通信总线
3：工作站处的有源非接触式NFC模块
30：工作站处的有源非接触式NFC模块的信号场
31：工作站处的有源非接触式NFC模块的数据存储器
32：工作站处的有源非接触式NFC模块的天线
4：操作者的个人无线通信设备
40：操作者的个人非接触式通信设备的有源非接触式NFC模块的信号场
5：操作者的个人非接触式通信设备的保持器
6：控制系统的控制器和有源NFC模块/工作站处的有源非接触式NFC模块的数据存储器之间的通信接口。
Claims (11)
1.一种纺织机，其生产或加工纱线，并且包括多个相邻布置的相同的工作站或者还包括所述纺织机的其他功能部件，由此所述纺织机的每个工作站和/或另一功能部件包括由控制系统（1）控制并且监测的多个致动器和多个传感器，所述控制系统布置在所述纺织机的每个工作站处和/或布置在所述纺织机的另一功能部件中并且从所述传感器收集数据并且在所插入的程序的基础上控制所述致动器，其特征在于，用于在a）所述控制系统（1）和b）带有NFC功能的个人无线有源通信设备（4）和/或纺织机的维护设备和/或另一功能部件之间短距离上的自主双向通信的有源非接触式NFC模块（3）连接至所述控制系统（1），所述个人无线有源通信设备（4）是所述纺织机的操作者的装备，而个人无线有源通信设备（4）和/或纺织机的维护设备和/或另一功能部件和控制系统（1）配备有装置，该装置用于在使所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）和/或纺织机的维护设备和/或另一功能部件接近工作站处和/或纺织机的另一功能部件处的所述有源非接触式NFC模块（3）的信号场（30）之后通过有源非接触式NFC模块（3）在a）所述控制系统（1）和b）所述个人无线有源通信设备（4）和/或纺织机的维护设备和/或另一功能部件之间读取、传输并且写入数据。
2.如权利要求1所述的纺织机，其特征在于，所述有源非接触式NFC模块（3）包括数据存储器（31），通过双向通信接口联接到所述控制系统（1）的所述控制器（10），并且进一步包括用于所述有源非接触式NFC模块（3）的数据存储器（31）和所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）和/或纺织机的维护设备和/或另一功能部件之间的双向通信的无线NFC接口。
3.如权利要求2所述的纺织机，其特征在于，所述数据存储器（31）集成到所述有源非接触式NFC模块（3）中。
4.如权利要求2所述的纺织机，其特征在于，所述有源非接触式NFC模块（3）包括集成天线（32），所述集成天线的大小适于工作站的尺寸和/或所需的通信距离。
5.如权利要求4所述的纺织机，其特征在于，所述有源非接触式NFC模块（3）集成到所述纺织机的工作站和/或另一功能部件的所述控制系统（1）中。
6.如权利要求1所述的纺织机，其特征在于，所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）由手机、平板电脑或带有NFC功能的有源便携式设备组成，由此所述个人无线通信设备配备有用于所述纺织机的工作站的和/或在所述纺织机的另一功能部件中的数据的双向传输和显示的软件应用（S）。
7.如权利要求1所述的纺织机，其特征在于，所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）由带有NFC功能的单一目的的电子设备组成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的纺织机，其特征在于，所述有源非接触式NFC模块（3）在其信号场（30）内与位于所述纺织机的工作站处和/或位于所述纺织机的另一功能部件中的所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）的保持器（5）对准。
9.如权利要求1所述的纺织机，其特征在于，所述有源非接触式NFC模块（3）对于两个相邻的工作站来说是共用的。
10.如权利要求9所述的纺织机，其特征在于，一个工作站的所述有源非接触式NFC模块（3）经由所述纺织机的数据总线（2）连接到所述纺织机的其他工作站的所述控制系统（1）。
11.如权利要求6所述的纺织机，其特征在于，带有NFC功能的所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）中的所述软件应用（S）还能够开始和/或实现与所述纺织机的另一工作站和/或与所述纺织机的另一功能部件的通信，而不是与所述操作者的所述个人无线有源通信设备（4）当前连接到的所述有源非接触式NFC模块（3）物理定位于其上的工作站和/或功能部件的通信。
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