-
Die
Erfindung bezieht sich einerseits auf eine Anlage von kommunikationsfähigen Textilmaschinen, insbesondere
eine vernetzte Spinnerei, und andrerseits auf eine Textilmaschine
zur Verwendung in einer derartigen Anlage.
-
Das
bevorzugte Kommunikationsmittel umfasst ein Netzwerk, das die Teile
der Anlage (Maschinen, Vorrichtungen, ..) miteinander und vorzugsweise
auch mit einer übergeordneten
Zentrale für
die Datenübertragung
verbindet. Diese Anordnung ist aber nicht erfindungs-wesentlich.
Die Datenübertragung
kann zwischen einer Einzelmaschine und einem tragbaren Datenträger stattfinden,
wobei der Datenträger
dann vorzugsweise sukzessiv mit verschiedenen Einzelmaschinen in
Kommunikationsverbindung gebracht werden kann.
-
Eine
vernetzte Anlage zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus:
- – es
ist eine hohe Anzahl einzelner programmierbaren Steuerungen vorhanden,
die allenfalls von verschiedenen Herstellern, wahrscheinlich zu
verschiedenen Zeitpunkten installiert wurden und daher mit verschiedenen
Software-Releases ausgerüstet
sind;
- – die
von diesen Steuerungen gesteuerten Arbeitselemente müssen viele
verschiedene Materialien unter verschiedenen Arbeitsbedingungen
verarbeiten.
-
Aus
der letztgenannten Tatsache entsteht das Problem des Neu-Einstellens
von Textilmaschinen bei einer „Partiewechsel". Auch vor dem Auftreten
von programmierbaren Steuerungen (mit ausreichender Speicherkapazität) gehörte es daher
zur wohlbekannten Praxis des Spinnereimeisters Sätze von „Betriebsparameter" zu definieren, wobei
jeder Satz für
die Verarbeitung eines bestimmten Materials optimal geeignet sein
sollte. Diese Sätze
von Betriebsparameter sind oft als „Rezepte" bezeichnet worden.
-
Schon
früh nach
der praktischen Einführung
programmierbarer Steuerungen ist es dann vorgeschlagen worden, dass
die Umstellung bei einer Partiewechsel soweit möglich „softwaremässig" (statt mittels manueller Änderungen
an den einzelnen Arbeitselementen) erfolgen sollte – siehe
z.B.
DE 3510521 ;
DE 4431810 ;
DE 3438962 (
US 4666096 );
DE 3928831 (
US 5394334 ).
-
Nach
der Vernetzung bzw. Teil-Vernetzung von Spinnereianlagen ist es
auch vorgeschlagen worden, die Rezepte zentral zu verwalten und
bei Bedarf aus der Zentrale an die einzelnen Maschinen (Steuerungen) zu übertragen – siehe
z.B.
DE 3237864 bzw.
EP 512442 . Neuere Erkenntnisse
deuten aber darauf hin, dass dezentrale Speichersysteme bzw. Verwaltungsstrukturen,
den zentral verwalteten Strukturen, bevorzugt werden sollten, d.h.
die Rezepte sollten primär
an den Maschinen gespeichert werden, wo sie effektiv zum Einsatz kommen
und somit automatisch getestet werden können – siehe z.B.
DE 10142976 . Der bevorzugte Standort für die Änderung
(das Editieren) eines Rezepts ist dann ein Ort, wo das Rezept in
der Anlage eingesetzt wird – siehe
dazu
DE 10055026 , die
eine „mobile
Einheit" vorsieht,
um derartige Eingriffe zu erleichtern, obwohl sich die am Ort vorhandene
Einrichtung nicht gut, oder sogar gar nicht eignen, d.h. den Eingriff
nicht unterstützen.
Die erstellten Daten werden möglicherweise
auch zur Sicherung zentral gespeichert, bleiben aber dabei gegenüber der
Form, in der sie erstellt wurden, unverändert.
-
Terminologie
-
Das
Wort „Betriebsparameter" wird in dieser Beschreibung
abstrakt benutzt und zwar im Sinne einer variablen Grösse, die
einen Einfluss auf die Verarbeitung des Materials ausübt. Es handelt
sich meistens um Einstellgrössen
für ausgewählte Arbeitselemente;
Beispiele sind Sollwerte für
die Drehzahl einer Walze oder für
den Arbeitsabstand zweier gegenseitig einstellbarer Elemente.
-
Ein „Betriebsparametersatz" ist eine Gruppe
zusammenhängender
Betriebsparameter, die zur Verarbeitung von einem bestimmten Material
an einer bestimmten Maschine relevant sind.
-
Ein „Betriebsparameterwert" ist ein vorbestimmter
Wert für
einen bestimmten (ausgewählten)
Betriebsparameter. Ein Betriebsparameterwert kann auch als ein „(Maschinen)
Einstellwert" bezeichnet
werden.
-
Ein „Rezept" umfasst eine zusammenhängende Gruppe
(einen Satz) von Betriebsparameterwerten (Einstellwerten), die gemeinsam
für die
Verarbeitung von einem bestimmten Material massgebend sind, sowie Zuordnungsdaten,
welche die Umstände
angeben, unter welchen dieser Satz zur Anwendung vorgesehen ist. Ein „Rezept" im Sinne dieser
Anmeldung umfasst aber unter Umständen nicht nur Betriebsparameterwerte
und Zuordnungsdaten. Um diese Aussage zu erklären, ist es erforderlich, die
Struktur einer Textilmaschinenanlage zu berücksichtigen, wobei eine Spinnereianlage
hier als Beispiel dient.
-
Eine
Spinnerei umfasst normalerweise Maschinen verschiedener Typen. Eine
Rotorspinnerei umfasst beispielsweise mindestens ein Ballenöffner, Putzereimaschinen,
Karden, Strecken und Rotorspinnmaschinen. Eine Ringspinnerei umfasst
ebenfalls mindestens ein Ballenöffner,
Putzereimaschinen, Karden, Strecken, allenfalls Kämmereimaschinen,
Flyer und Ringspinnmaschinen.
-
Die
Anlage umfasst aber auch mehrere Maschinen des gleichen Typs, so
normalerweise mehrere Karden, Strecken usw. Vorausgesetzt, dass
die Anlage einigermassen homogen ist, müsste ein Rezept, das für eine bestimmte
Maschine festgelegt worden ist, auch an anderen Maschinen des gleichen
Typs einsetzbar sein. Dies trifft natürlich nicht unbedingt zu, sofern
die Anlage aus Maschinen ganz verschiedener Modellen zusammengestellt
worden ist, aber auch in einer derartigen Anlage wird es normalerweise
mindestens eine Gruppe von Maschinen geben, die anhand eines gemeinsamen
Satzes von Betriebsparameterwerte arbeiten können. Trotzdem wird auch innerhalb
dieser Gruppe die Festlegung dieser Betriebs parameterwerte allein nicht
dazu ausreichen, die Einzelmaschinen einstellen zu können. Jede
Einzelmaschine braucht das eigene „Maschinenrezept", das nicht nur an
verschiedenen Maschinen einsetzbare Betriebsparameterwerte umfasst, sondern
auch maschinenspezifische Werte, welche das allgemeine Rezept an
die Einzelmaschine anpasst. Beispiele sind Eichfaktoren, die dazu
dienen, die Betriebsparameterwerte an den Gegebenheiten der Einzelmaschine
anzupassen. Mit anderen Worten ein „Maschinenrezept" umfasst sowohl Betriebsparameterwerte, die
an verschiedenen Maschinen verwendbar sind, wie auch maschinenspezifische
Werte, die nur für
die individuelle Maschine gelten.
-
Kommunikation
in der Anlage
-
Der
Begriff bezieht sich auf den Austausch von Informationen zwischen
Teile (Maschinen, Vorrichtungen ...) der Anlage mittels Übertragung
von Daten, die in den Steuerungen verarbeitet und in den Steuerungen zugeordneten
Speicher gespeichert werden können.
-
Um
Informationen zu übertragen
werden Daten in zusammenhängenden
Datensätzen
zusammengestellt. Der Informationsgehalt von einem Datensatz hängt aber
nicht nur von den in ihm enthaltenen Grunddaten ab, sondern auch
von Strukturdaten (Auslegungsregeln), welche die Bedeutung der einzelnen
Daten im Datensatz festlegen. Die Strukturdaten legen sowohl die,
im Datensatz geltenden Syntax (die Sprachregeln) als die zutreffende
Semantik fest.
-
Die
Kommunikation in einer dezentral organisierten Anlage kann nun dadurch
erschwert werden, dass die Strukturdaten eines Datensatzes durch
die Programmierung der Datenquelle bestimmt werden. Der Austausch
von Betriebsparametern ist nur unter gleichartigen Maschinen sinnvoll
möglich.
Die Maschine, die einen neuen Datensatz erhält, führt deshalb einen Plausibilitätstest durch
und entscheidet darüber,
ob sie diesen akzeptiert und in die Praxis umsetzt. Falls aber die
empfangende Maschine anders als die sendende Maschine programmiert
ist, wird ihrer Steuerung den Strukturdaten eines neuen Datensatzes
nicht bekannt sein. Sie wird dann den neuen Datensatz verwerten,
obwohl die darin enthaltenen Einstellwerte an und für sich zur
Verwendung an der empfangenden Maschine geeignet wären.
-
Die
gleichen Probleme entstehen beim Übertragen von Daten von einer
Maschinen an eine Zentrale bzw. einen übergeordneten Rechner. Die
Daten, die an einer Einzelmaschine eingegeben und gespeichert worden
sind, können
sogar in einer Zentrale nicht in einem geordneten Zusammenhang (als
Satz) gezeigt werden, wenn nicht in der Zentrale Informationen bezüglich der
Struktur des Datensatzes vorhanden sind.
-
Editieren
von Rezepte
-
Ein
Rezept kann dadurch geändert
werden, dass die einzelnen Betriebsparameterwerte bzw. Einstellwerte
individuell aufgerufen werden und geändert werden, wobei das neu
festgelegte Wert im richtigen Zusammenhang wieder gespeichert werden
muss. Ein derartiges Vorgehen ist theoretisch durchaus brauchbar,
in der Praxis ist es aber mit einem erheblichen Fehlerrisiko behaftet.
Besser wäre
eine Bearbeitung des Rezeptes (vorzugsweise sowohl Einstellwerte
wie auch Zuordnungsdaten) als „Einheit". Dies wird aber
durch die heutigen Bedien- und Anzeigekonzepte in der Anlage erschwert,
wie nachfolgend anhand der Figuren näher erklärt wird. In einem ersten Aspekt
soll die Erfindung hier Abhilfe schaffen.
-
Wünschenswert
wäre an
und für
sich das Anzeigen und/oder das Editieren an einer Zentralstelle.
Dies ist aber in der heutigen Praxis durch die dezentrale Erstellung
und Speicherung der Einzelrezepte erschwert – die Strukturen der Datensätzen, die
die Einzelrezepte bilden, werden an den einzelnen Maschinen festgelegt und
sind nicht an der Zentrale bekannt. In einem zweiten Aspekt soll
die Erfindung auch hier Abhilfe schaffen.
-
Die
Erfindung sieht eine Textilmaschine vor, die mit einer Computer-Steuerung,
einem Speicher für
Betriebsparametersätze
und einer Datenübertragungsvorrichtung
zum Herstellen einer Datenverbindung mit einem anderen, z.B. mit
einem übergeordneten,
Rechner versehen ist.
-
Die
Steuerung ist zum Erstellen eines Datensatzes ausgelegt, der mindestens
die editierbaren Betriebsparameter eines beliebigen Betriebsparametersatzes
enthält.
Vorzugsweise umfasst dieser Datensatz auch die entsprechenden Zuordnungsdaten,
sowie dem ausgewählten
Parametersatz zugeordnete Informationen, welche das Anzeigen und/oder
das Editieren des Parametersatzes an einer anderen Stelle ermöglichen. Die
Steuerung ist auch zum Erkennen eines Aufrufes von einem anderen,
insbesondere von einem übergeordneten,
Rechner und zum anschliessenden Ausführen definierter Schritte ausgelegt,
z. B:
- a) Erstellen des vorgenannten Datensatzes
für einen
im Aufruf bestimmten Betriebsparametersatz, und
- b) Bereitstellung des Datensatzes für die Übertragung über die Datenverbindung, z.B.
durch das Ablegen des Datensatzes in einem Speicher, wo er zum Abholen
gemäss
einem Befehl des anderen Rechners bereit steht, oder allenfalls
auch das Absenden des Datensatzes.
-
Die
Erfindung befasst sich auch mit einem Verwaltungssystem für Einstellwerte
in einer Anlage, welche mindestens eine, und normalerweise mehrere
Textilmaschine(n) gemäss
der Erfindung, sowie allenfalls einen übergeordneten Rechner (eine "Zentrale"), umfasst.
-
Die
Maschinen können
stetig mit einer Zentrale mittels bidirektionaler Kommunikationsmittel
verbunden sein und die Zentrale kann mit einem Editiermittel für Sätze von
Betriebs- parameterwerte versehen sein.
-
Die
Zentrale bzw. ihre Software kann zum Aufrufen eines selektiv wählbaren
Satzes von Betriebsparameterwerte, und wenn notwendig auch die entsprechenden
Struktur-Informationen,
aus einer ausgewählten Maschine
der Anlage ausgelegt sein. Das Editiermittel kann den aufgerufenen
Satz, wenn notwendig anhand von den mitgelieferten Zusatzinformationen,
bearbeiten. Die Zentrale kann den editierten Datensatz zur Speicherung
an eine bzw. mehrere wählbaren
Stellen in der Anlage senden.
-
Die
Erfindung ist aber auch dann anwendbar, wenn die Anlage keine stetige
Verbindung zwischen den Maschinen und einer Zentrale aufweist. Da
mindestens eine Maschine kommunikationsfähig im Sinne der Erfindung
ist, kann sie mittels geeigneter Software dazu ausgelegt werden,
die vorerwähnten
Daten an einen ebenfalls kommunikationsfähigen Datenträger, beispielsweise
einem tragbaren Rechner („Laptop") zu übertragen,
wo das Editieren durchgeführt
werden kann. Die geänderten
Daten können
an die abgefragte Maschine zurückgesandt
werden und/oder an andere kommunikationsfähigen Einheiten in der Anlage
gesandt werden.
-
Das
bevorzugte Bedienungskonzept zur Verwendung in Kombination mit der
vorliegenden Erfindung sieht ein System vor, wonach sämtliche,
für eine
gegebene Maschine erforderliche, Bedienungsfunktionen an dieser
Maschine selbst prinzipiell möglich
sind. Es können
aber allenfalls ausgewählte
Funktionen auch an einer Zentrale ausgeführt werden. Die Bedienungsmöglichkeiten
an der Zentrale sind daher im Vergleich mit den Möglichkeiten
an den Maschinen sinnvollerweise (bewusst) begrenzt, insbesondere
diejenige Funktionen, welche für
die Sicherheit der Maschine bzw. des Personals relevant sind, (z.B.
Start bzw. Stop) können
nur an der Maschine selbst durchgeführt werden. Der Bedienungskomfort
kann aber an der Zentrale erheblich grösser sein, als dies an der
Maschine der Fall ist.
-
Damit
sind die Maschinen prinzipiell autonom (individuell voll funktionsfähig), aber
gewisse (komplexere) Einstellungsfunktionen können allenfalls effizienter
an einer Zentrale oder an einem anderen, dafür besser ausgerüsteten Rechner
ausgeübt
werden.
-
Die
Problematik des Editierens von Betriebsparameter ist natürlich auch
in der allgemeinen Netzwerk Praxis bekannt – siehe z.B.
DE 19854754 bzw.
US 5774667 . Die Prinzipien, die für die bekannten
Systeme erarbeitet worden sind, können unter Umständen auch
in einer Textilmaschinenanlage übernommen
werden. Die Komplexität
der Bedienung einer grossen Anzahl von einzelnen Steuerungen ist
aber meistens in einer Textilmaschinenanlage (wegen Wechselwirkungen
zwischen dem verarbeiteten Material, den Arbeitsweisen der Einzelelementen
und den Einstellcharakteristiken der Steuerungen) viel höher, so
dass nicht ohne weiteres angenommen werden kann, dass Lösungen,
die sich für
einen normalen Computer Netzwerk eignen, auch in einer Textilmaschinenanlage
ausreichen werden.
-
Ausführungen
der Erfindung werden nun als Beispiele anhand der Zeichnung näher erklärt. Es zeigt:
-
1 eine Kopie der
7 aus
EP-A-512442 zum Zweck der
Darstellung einer typischen vernetzten Anlage;
-
2 eine Kopie der ergänzenden 8 aus der gleichen Schrift;
-
3 eine schematische Darstellung
einzelner Elemente einer vernetzten Anlage zur Erklärung eines möglichen
Bedienungs- und Anzeigekonzepts für diese Anlage;
-
4 eine schematische Darstellung
der grundsätzlichen
Kommunikationsprinzipien einer Anlage nach dieser Erfindung;
-
5 eine ähnliche schematische Darstellung,
die näher
auf die Einzelheiten des Systems auf der Maschine eingeht;
-
6 eine Darstellung eines
Bildschirms an einer Zentrale, die mit einer Editierfunktion gemäss der Erfindung
versehen ist, und
-
7 eine schematische Darstellung
einer möglichen
Anwendung der Erfindung auch dann, wenn in der Anlage kein Netzwerk
vorhanden ist.
-
Eine
vernetzte Anlage (Beispiel aus dem Stand der Technik –
EP-A-512442 ) Der in der
1 schematisch dargestellte
Teil einer Ringspinnerei umfasst in der Reihenfolge der Prozessstufen,
d.h. der "Verkettung" der Maschinen:
- a) die Flyerstufe 300,
- b) eine Endspinnstufe 320, in diesem Fall durch Ringspinnmaschinen
gebildet,
- c) ein Vorgarntransportsystem 310, um Flyerspulen von
der Flyerstufe 300 an die Endspinnstufe 320 und leere
Hülsen
von der Endspinnstufe 320 zurück an die Flyerstufe 300 zu
tragen, und
- d) eine Umspulstufe 330, um die an den Ringspinnmaschinen
gebildeten Kopse in grössere
(zylindrische oder konische) Packungen umzuwandeln.
-
Jede
Verarbeitungsstufe
300,
320,
330 umfasst
eine Mehrzahl von Hauptarbeitseinheiten (Maschinen), die je mit
einer eigenen Steuerung versehen sind. Diese Steuerung ist in
1 nicht gezeigt, wird aber nachfolgend
etwas näher
erläutert.
An der jeweiligen Maschinensteuerung angehängt sind Robotikeinheiten (Bedienungsautomaten),
die dieser Maschine direkt zugeteilt werden. In
1 ist für jeden Flyer der Stufe
300 ein
eigener Doffer vorgesehen – die
Funktion Flyerdoffen ist in
1 mit
den Kasten
302 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in
EP-A1 0 360 149 bzw. in
DE-A1 37 02 265 gezeigt.
-
In
der
1 sind auch für jede Ringspinnmaschine
der Stufe
320 ein Bedienungsautomat pro Spinnstellenreihe
zur Bedienung der Spinnstellen und eine Aufsteckungsbedienung für die Vorgarnzufuhr
vorgesehen. Die Funktion Spinnstellenbedienung ist mit den Kasten
322,
324 (ein
Kasten pro Spinnstellenreihe) und die Funktion Vorgarnzufuhr mit
den Kasten
326 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in
EP 394708 und
392482 gezeigt.
-
Das
Vorgarntransportsystem
310 ist auch mit einer eigenen Steuerung
versehen, die hier nicht näher erläutert sind.
Das System
310 umfasst eine Einheit zum Reinigen von Vorgarnspulen,
bevor sie an die Flyerstufe
300 zurückgegeben werden. In der
1 ist die Funktion Vorgarnspulenreiniger
durch den Kasten
312 angedeutet. Eine mögliche Ausführung dieses Anlagenteiles
ist zum Teil in
EP-A1
392 482 gezeigt.
-
Die
Ringspinnmaschinen der Stufe 320 und Spulmaschinen der
Stufe 330 bilden zusammen einen Maschinenverbund, wodurch
der Transport der Kopse an die Spulmaschinen gewährleistet ist. Die Steuerung dieses
Verbundes erfolgt von der Spulmaschine.
-
Ein
Netzwerk 350 ist vorgesehen, wodurch alle Maschinen der
Stufen 300, 320, 330 und das System 310 für den Signalaustausch
(Datenübermittlung)
mit einem Prozessleitrechner 340 verbunden sind. Der Rechner 340 bedient
direkt ein Alarmsystem 342 und eine Bedienung 344 z.B.
in einer Leitstelle oder in einem Meisterbüro.
-
Eine
sehr wichtige Teilfunktion beim Umspulen von Ringspinngarn ist die
sogenannte Garnreinigung, die mit dem Kasten 360 angedeutet
ist. Der Garnreiniger ist über
das Netzwerk 350 mit dem Prozessleitrechner 340 verbunden.
Durch diese Vorrichtung werden Garndefekte eliminiert und gleichzeitig
Informationen in Form von Daten gewonnen, die Rückschlüsse auf die vorangehenden Verfahrensstufen
ermöglichen.
Die Garnreinigungsfunktion wird an der Spulmaschine ausgeführt.
-
Jede
Maschine ist auch mit einer Bedienungsoberfläche versehen, die mit der jeweiligen
Steuerung verbunden ist und Mensch-Maschine-Kommunikation unterstützt. Die
Bedienungsoberfläche
kann auch als "Bedienungskonsole" bezeichnet werden.
Ein Beispiel einer solchen Bedienungsoberfläche ist in
DE-A1 37 34 277 gezeigt,
allerdings nicht für
eine Ringspinnmaschine, sondern für eine Strecke. Ein anderer
Beispiel ist in
DE-A-19536670 gezeigt.
-
Eine
Anlage kann derart programmiert und ausgelegt sein, dass der Leitrechner 340 Bedienungsunterstützung über die
Bedienungsoberfläche
der jeweiligen Maschine leisten kann, d.h. der Leitrechner kann Steuerbefehle über das
Netz 350 senden und die Maschinensteuerungen können derartige
Steuerbefehle empfangen und befolgen, so dass der Zustand der Bedienungsoberfläche vom
Leitrechner 340 über
die jeweilige Steuerung bestimmt wird.
-
2 zeigt eine mögliche Variante
der Architektur für
eine Prozess-Steuerung nach 1. 2 zeigt nochmals den Leitrechner 340 und
das Netzwerk 350 zusammen mit einem Rechner 390 einer
Maschinensteuerung der Anlage, z.B. des Vorgarntransportsystems 310,
das zur Erläuterung
der Informatik einer "Maschine" gleichgesetzt werden
kann. Jeder Rechner 340, 390 hat ihm zugeordnete
Speicher 343, 345 bzw. 391 und Treiber 347, 349 bzw. 393, 394, 395, 396.
-
Die
Treiber 349 bzw. 394 bestimmen die notwendigen
Schnittstellen für
die Kommunikation der Rechner 340, 390 mit ihren
jeweiligen Bedienungsoberflächen,
hier als Anzeige, Bedienung und Drucker angedeutet. Der Treiber 347 bestimmt
die Schnittstelle zwischen dem Leitrechner 340 und dem
Netzwerk 350 und der Treiber 393 die Schnittstelle
zwischen dem Netzwerk 350 und der Maschinensteuerung bzw.
dem Rechner 390.
-
Der
Treiber 395 bestimmt die Schnittstellen zwischen der Maschinensteuerung 390 und
den dadurch gesteuerten Antrieben (Aktorik). Der Treiber 396 bestimmt
die Schnittstelle zwischen der Maschinensteuerung 390 der
ihr zugeordneten Sensorik.
-
Modernere Bedienungs-
und Anzeigekonzepte (Beispiel – 3)
-
Die
wesentlichen Hardware-Komponenten zur Realisierung eines Bedienungs-
und Anzeigekonzepts sind das Bedienungspanel und das Anzeigemittel.
Die Textilmaschinenelektronik ist sehr kostensensitiv. Einerseits
multiplizieren sich die Kosten der Bedienmittel pro Maschine mit
der Anzahl Maschinen in der Anlage, andererseits nimmt die Anzahl
Bediener in hochautomatisierten Anlagen laufend ab. Somit ist es
sinnvoll, die Aufwendungen direkt an der Maschine zu minimieren; – die Zentrale
kann dafür
mit komfortableren Bedienmitteln ausgestattet werden.
-
Ein
wichtiges Element ist das Anzeigemittel, weil sich dieses Element
als relativ teuer erweisen kann, z.B. wenn es in der Form eines
Bildschirmdisplays vorhanden ist. Normalerweise werden relativ teure
Anzeigemittel an einer Anlagezentrale vorgesehen, während die
vielen Maschinen mit einfacheren Anzeigen (Bsp. Zeilendisplays)
ausgerüstet
sind. Eine grössere
Anlage kann mehrere „Zentralen", z.B. je eine an
verschiedenen „Knotenpunkte", aufweisen. Die
dargestellte Anlage ist mit mindestens einem PC als Zentrale versehen, wobei
die Einzelmaschinen mit je einem kleineren Bildschirm ausgerüstet sind.
Derartige Anordnungen der Anzeigemittel sind heute aus naheliegenden
Gründen
schon weit verbreitet.
-
In
der 3 sind die Maschinen
mit je einem einheitlich gestalteten Panel versehen, d.h. es sind
die gleichen Bedienungselemente an jeder Maschine vorgesehen. Dies
ist kein wesentliches Merkmal der Erfindung, erleichtert aber die
Bedienung in der Anlage als ganzes.
-
Wichtiger
ist die Tatsache, dass alle Bedienungsfunktionen an jeder Einzelmaschine
ausgeführt
werden können.
Die Maschinen sind daher autonom lauffähig, d.h. sie können arbeiten
und bedient werden, ohne am Netzwerk angehängt zu werden. Ausgewählte Bedienungsfunktionen
sind aber zusätzlich
an der Zentrale durchführbar.
Dies gilt insbesondere auch für
das Editieren von Rezepten.
-
Ein
anderes Bedienungs- und Anzeigekonzept ist in
DE 10055025 gezeigt und wäre auch
in Kombination mit der vorliegenden Erfindung anwendbar. Auch in
dem Fall gilt die Aussage, dass gewisse Funktionen einfacher, oder
in dem Fall allenfalls sogar nur, an der Zentrale ausgeführt werden
können.
-
Parametermodul, Rezeptmanager
(4 und 5)
-
Die 4 zeigt schematisch vier
Ringspinnmaschinen X1, Xn, Y1 bzw. Y2 und den PC der Leitzentrale.
Das Bedienungspanel der einen Maschine ist ebenfalls schematisch
angedeutet, wobei gemäss
dem Konzept der 3 davon
ausgegangen wird, dass die anderen Maschinen je mit einem gleichgestalteten
Panel versehen sind. Jede Maschinensteuerung ist mit Software versehen,
welche ein sogenannten „Parameter-Modul" umfasst, wobei in
der 4 drei Parameter-Module
entsprechend der jeweiligen Maschinenbezeichnung kennzeichnet sind.
Beim Modul handelt es sich vorzugsweise um ein Produkt, das mittels
einer im Handel käufliche
Software Entwicklungs-Umgebung erzeugt werden kann. Eine derartige
Umgebung wird z.B. von der Fa. B&R
zur Verfügung
gestellt wird. Statt „Module" könnten sogenannte „Files" verwendet werden, die
Wirkung wäre
für die
vorliegende Erfindung gleich.
-
Das
Modul (oder File) unterstützt
das Programmieren, Abspeichern und Verwalten von Sätze von
Betriebsparameterwerte an jeder Maschine für sich. Die Strukturen der
gespeicherten Datensätze
werden jeweils in der Maschinensteuerung gemäss der vorhanden Version des
Parameter-Moduls, sowie gemäss
den Bestimmungen des Programmierers festgelegt.
-
Gemäss dieser
Erfindung kann nun die Leitzentrale (der PC) eine ausgewählte Maschine
dazu aufrufen, aus dem jeweiligen Modul einen ausgewählten Satz
von Betriebsparameterwerte an die Zentrale zu senden. Da kann aus
diesem Satz ein Rezept, z.B. durch Editieren, definiert werden,
das an die Module der Maschinen gesandt werden kann, wie in der 4 schematisch durch den
Pfeil mit der Bezeichnung Y2 angedeutet ist. Um dies zu ermöglichen
sollten die Sätze
der Betriebsparameterwerte in den Maschinen zumindest mit einfachen
Zuordnungsdaten, z.B. mit Kennzeichnungen (Namen) versehen werden,
die das Aufrufen aus der Zentrale unterstützen. Ausserdem enthält das Maschinenrezept
vorzugsweise auch andere Zuordnungsdaten wie z.B. Informationen über Maschinentyp,
Software-Release, Maschinen-Optionen, Maschinen-Varianten, Rezept-Version,
Rezept Datum/Zeit, Anzahl Daten im Datenmodul, Herkunft der Betriebsparameter,
Artikel, Auftrag, Los Anhand der einfachen Zuordnungsdaten (Namen)
und eines Verzeichnisses der vom übergeordneten Rechner verwalteten
Maschinen kann die Software der Zentrale jede Maschine dazu auffordern,
eine Liste der in ihrem jeweiligen Modul gespeicherten Wertsätze mit
den anderen Zuordnungsdaten zur Verfügung zu stellen.
-
Programmstruktur des Parametermoduls.
-
Gemäss der Figur
ist jedes Parameter-Modul in der Lage „Daten-Module" in dafür bestimmten
Parameter-Speicher abzulegen, wobei jedes Daten-Modul einem Satz
von Betriebsparameterwerte (Einstellwerte) entspricht. Im dargestellten
Beispiel besteht jeder Satz aus vier Parameterwerte für die gleichen
vier Betriebsparameter, die einfachheitshalber in der 5 jeweils als Parameter
1, Parameter 2, Parameter 3 und Parameter 4 bezeichnet sind. Es
wird in der 5 angenommen,
dass jede Einzelmaschine in der Lage ist, bis zu zwanzig Parametersätze im eigenen
Parameter-Modul
in je einem Parameter-Speicher 1.1 bis 1.20 zu verwalten. Das „Verwalten" umfasst auf Befehl
der Maschinensteuerung (nicht gezeigt)
- – das Laden
der Werte eines ausgewählten
Satzes in die Maschinen-Steuerung zur Verarbeitung durch die momentan
geltende Prozess-Software (Prozess-SW);
- – das
Speichern geänderter
Parameter an der Maschine im aktuellen Satz
- – das
wieder Speichern einer Kopie des gerade gebrauchten Satzes;
- – und
das Editieren des geltenden oder eines anderen Satzes, wie nachfolgend
näher erklärt wird.
-
Zum
Editieren an der Einzelmaschine werden die Einzelwerte individuell
bzw. sukzessiv aufgerufen und an der Anzeige der Maschine gezeigt.
Wenn ein Parameterwert (Einstellwert) aufgezeigt worden ist, kann es über das
Bedienungsfeld der Maschine geändert
und wieder abgespeichert werden. Dies bedeutet natürlich gleichzeitig
das Ändern
des Satzes als ganzes. Diese Editierfunktion gilt insbesondere für das geltende
Parametersatz, wozu die aktuelle Parameterwerte (Einstellwerte)
Online aus dem Arbeitsspeicher aufgerufen und geändert werden können, was
eine sofortige Änderung
der an der Maschine herrschenden Arbeitsbedingungen (Materialverarbeitung)
bedeutet. Wenn die geänderten
Werte als neuen Parametersatz gespeichert werden sollen, können sie
in dem alten Speicher als Ersatz für die da vorhandene Werte abgelegt
werden (im Beispiel gemäss
der 5, im Parameterspeicher
1.1 – keine Änderung
der Anzahl Parametersätze
an dieser Maschine), oder sie können
in einem anderen Speicherplatz (im Beispiel gemäss der 5, im Parameterspeicher 1.20) als einen
zusätzlichen
Parametersatz abgespeichert werden. Der aktuelle Parametersatz,
d.h. der Parametersatz, der gerade in der Maschine in Einsatz steht,
kann aber gegen das Überschreiben
mit anderen Parametersätzen
geschützt
werden.
-
Die
Editierfunktion gilt aber auch für
Parametersätze,
die im Parameter-Modul vorhanden sind aber momentan nicht aktuell
im Einsatz stehen. Wie schematisch in der 5 angedeutet ist, können die Parameterwerte im
Speicher 1.20 aufgerufen werden und in einem Anzeigefeld als sogenannte „Dummy-Parameter" gezeigt und wunschgemäss geändert werden,
wonach das neue Wert entweder im gleichen Speicherplatz wieder abgelegt
(Änderung
des vorhandenen Parametersatzes) oder in einem anderen Speicherplatz
als Element eines neuen Satzes abgelegt werden kann. Die Parameterwerte
des neuen Satzes müssen
daher individuell bestimmt und abgelegt werden. Die Prozedur ist
natürlich
durch die Anzahl Speicherplätze
begrenzt.
-
Die Anzeigefunktion an
der Zentrale (6)
-
Die 6 zeigt zum Vergleich eine
Maske, die an der Bedienungsoberfläche des Rezeptmanagers in der
Software vom PC (4)
erstellt werden kann, um Parametersätze aus der Anlage an die Zentrale
aufzurufen und da „komplett" (insgesamt als Rezept
mit Einstellwerte und Zuordnungsdaten) anzuzeigen. Die Zentrale
verfügt
zu diesem Zweck über
ein Verzeichnis der verwalteten Maschinen. Dieses Verzeichnis ist
im Feld aufgeführt,
das in der Form einer Spalte links in der Maske nach der 6 erscheint. Im Beispiel
gemäss
der 6 ist angenommen
worden, dass die Zentrale PC drei Maschinen 101, 102 und 112 des
zutreffenden Typs (hier, Ringspinnmaschinen) verwaltet. Für jede dieser
drei Maschinen kann die Zentrale eine Liste der an der jeweiligen
Maschine gespeicherten Sätze
von Betriebsparameterwerte erstellen lassen. Die jeweils erstellte Liste
erscheint im Feld rechts vom Verzeichnis der Maschinen. Mittels
dieser Liste kann ein Wertsatz gewählt und (z.B. durch „anklicken") aktiviert werde,
wie im Beispiel für
den ersten Satz der Liste (mit der Bezeichnung bzw. dem Namen G_CP_001_0101.br") gezeigt ist. Die
Form dieses Namens hat natürlich
mit der Erfindung als solche gar nichts zu tun – das dargestellte Beispiel
kann also den Bedürfnissen
angepasst, allenfalls sogar vom Endbenutzer selber bestimmt, werden.
-
Im
relativ grossen Feld rechts vom Feld, wo die Liste der Parametersätze aufgeführt wird,
erscheint dann eine Liste der Parameterwerte (Einstellwerte) für den ausgewählten Satz.
In anderen Feldern der Maske werden die vorerwähnten Zuordnungsdaten des ausgewählten Parametersatzes
angezeigt, so dass die Bedienung beim Betrachten bzw. Beurteilen
der Daten insgesamt unterstützt
wird. Eine derart detaillierte Darstellung des Satzes, mit allen
ihm zugeordneten Angaben, wie z.B. die Zuordnungsdaten, ist am relativ
einfachen Anzeigemittel an der Maschine (beispielsweise in einer
Anlage gemäss
der 3) nicht möglich.
-
Um
diese Funktionalität
an der Zentrale zu ermöglichen
muss jede verwaltete Maschine mit Software versehen sein, welche
die Erstellung einer zusammenhängenden
Datei (auch Datenmodul oder File genannt) aus den Betriebsparameterwerte
und den entsprechenden Zuordnungsdaten eines gegebenen Parametersatzes
ermöglicht.
Weiter muss diese Software in der Lage sein, Daten an die Zentrale
zu schicken, welche die Erstellung vom Verzeichnis der an der Maschine
selbst vorhandenen (gespeicherten) Parametersätze (Daten-Module) ermöglicht.
Weiter noch muss die Maschinensoftware ihre eigenen Parametersätze derart
kennzeichnen und die Kennzeichnungen der Zentrale mitteilen, dass
die Bedienung an der Zentrale in der Lage versetzt wird, aus der
Liste zu wählen
und von der Zentrale aus einen entsprechenden Aufruf senden zu lassen.
-
Die Editierfunktion
an der Zentrale
-
Wenn
der Parametersatz zusammen mit seiner Zuordnungsdaten geordnet dargestellt
ist, wie schon anhand der 6 erklärt wurde,
ist es dem Benutzer leicht gemacht worden, einzelne Einstellwerte
anzuklicken und zu ändern – die entsprechenden
Schritte müssen
dem geübten
PC-Benutzer nicht mehr speziell erklärt werden.
-
Die Übertragung
an die Zentrale
-
Die
Maschinensteuerung der ausgewählten
Maschine erstellt ein File („Parameter
Info File" genannt) gemäss eine
File-Erstellung-Funktion, die als Standard-Element von käuflichen
Software-Pakete mitgeliefert wird. Das erstellte File wird in einem
vorbestimmten Speicher (nicht gezeigt) abgelegt, wo das File zum
Abholen durch eine Abfragefunktion im Software der Zentrale bereit
steht. Der Inhalt des Files hängt
von der Gestaltung der Software in der Maschine ab, er umfasst aber
auf jeden Fall die Nutzdaten, welche die Parameterwerte für den ausgewählten Parametersatz
entsprechen. Sofern nun eine empfangende Einheit mit der gleichen
Software-Version ausgerüstet
ist, wird diese Einheit in der Lage sein, die von der Einzelmaschine
gelieferten Daten ohne weiteres auszulegen. Die Einheit wird z.B. „wissen", dass es bei bestimmten
Datenpakete um „Parameter
No. 1" handelt,
und sie wird aus den Daten ermitteln können, welche Wert momentan
für dieses Parameter
gilt. Dies bedeutet, dass sowohl die Software der empfangenden Einheit
wie auch diejenige der liefernde Maschine die gleiche Strukturregeln
zum auslegen bzw. speichern der Daten verwenden. Sofern die Anforderung
der gleichen Software-Version nicht mehr erfüllt ist, werden die von der
Einzelmaschine gelieferten Daten nicht ohne weiteres in anderen
Einheiten „verstanden" werden können. Um
die effektive Kommunikation trotzdem zu ermöglichen, müssen dann nicht nur die Nutzdaten
sondern auch die Strukturdaten geliefert werden.
-
Die Strukturdaten
-
a) Der Einzelmaschine
-
Die
Strukturdaten bestimmen im wesentlichen die herrschende Beziehung
zwischen den Parameterwerte (Menschensprache, resp. Semantik) und
den Daten (Maschinensprache), die in den Maschinensteuerungen verarbeitet
und gespeichert werden können.
Anhand der Strukturdaten ist die Zentrale in der Lage, die eintreffenden
Daten zu sortieren, so dass sie selbst für alle Maschinen des gleichen
Typs die Rezepte auf der Basis einer einheitlichen Datenbankstruktur
aufbauen kann. Gleichgültig
von welcher Quelle die Daten stammen, ist die Zentrale in der Lage,
z.B. immer den gleichen Parameter an der ersten Stelle einer Auflistung
aufzuführen,
wie sie in der 6 gezeigt
worden ist. Ausserdem ist die Zentrale in der Lage, die Nutzwerte
selber auszulegen, so dass die effektiv dargestellten Werte den
Werten in der liefernden Maschine entsprechen und je in einer Form
dargestellt werden, welche ihren jeweiligen Funktionen im Parametersatz
(d.h. ihren jeweiligen "Datentyp") entsprechen.
-
b) Der Zentrale
-
Die
gleichen Anforderungen werden grundsätzlich auch an die aus der
Zentrale gesandten Informationen gestellt – sie können nur dann von den Steuerungen
der Einzelmaschinen richtig ausgelegt und entsprechend gespeichert
werden, wenn die Strukturdaten bekannt sind. Im Zusammenhang mit
den Dateien, die aus der Zentrale stammen, ist das Problem aber
erheblich einfacher zu lösen,
da nur die eine Quelle am Entstehen der Daten beteiligt ist und
die Strukturdaten dieser Quelle allen verwalteten Maschinen entweder
mit der zutreffenden Datei oder gemäss einer allgemein gültigen Bestimmung
(Standardformat) mitgeteilt werden können. Parametersätze von
einer Maschine sind somit automatisch getestet.
-
c) Die Übertragung
der Strukturdaten
-
Dies
kann dadurch erledigt werden, dass die Strukturdaten im vorerwähnten Parameter
Info File miteingeschlossen werden, oder es kann einen separaten
File erstellt werden, der ebenfalls an die empfangende Einheit gesandt
werden muss. Innerhalb der einzelnen Maschinen können die Strukturdaten, z.B.
aus Speicherplatzgründen,
separat als Datenmodul oder File abgelegt werden und sie können dann
für alle
Parametermodule der betreffenden Maschine gelten.
-
In
einer anderen Ausführung,
die allerdings mehr Speicherplatz erfordert, könnten die Strukturdaten aus
Konsistenzgründen
zusammen mit den Parameterwerte (z.B. in einem sogenannten XML-Format)
abgelegt bzw. übertragen
werden. Gemäss
einem derartigen System wird z.B. jeder Parameterwert in einem "Datenpaket" eingebunden, das
nicht nur den Wert selbst sondern auch den entsprechenden Strukturdaten
umfasst.
-
Die
Parameterwerte könnten
im XML-Format folgendermassen dargestellt werden (Auszug aus File):
-
Aktivierung eines Parametersatz
(Anwendung an der Maschine)
-
Die
Aktivierung bedeutet das Laden aus einem Speicher in die Prozesssoftware
der Maschine, so dass die Einstellwerte effektiv zum Einstellen
der Maschine verwendet werden. Dies kann von der Zentrale aus erfolgen,
vorausgesetzt, dass keine Einstellungen enthalten sind, die der
Maschine vorenthalten sind, z.B. sicherheitsrelevante Einstellungen.
-
Die Übertragung mittels eines tragbaren
Rechners
-
Die
7 zeigt schematisch mehrere
Maschinen einer Anlage, die mit keinem Netzwerk versehen ist. Die
Einzelmaschinen sind trotzdem kommunikationsfähig indem jede mit einer Datenübertragungsvorrichtung versehen
ist. Die Funktion vom PC in
4 kann
dann von einem Laptop erfüllt
werden, die an den Einzelmaschinen herangetragen werden kann und
selektiv mit den Datenübertragungsvorrichtungen
der Einzelmaschinen verbunden werden kann. Das Grundprinzip einer
derartigen Anordnung ist in
DE-C-4340394 erklärt worden.
Da die Funktion sonst mit der Ausführung gemäss den
4 bis
6 identisch
ist, muss sie nicht nochmals für
die Laptop-Lösung
erklärt
werden.
