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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere
eine Spinnmaschine oder eine Spulmaschine, mit einer Maschinensteuereinrichtung
zur Steuerung und Überwachung der Produktion der Textilmaschine,
mit einer Vielzahl gleichartiger Sektionen, wobei jede besagte Sektion
eine Sektionssteuereinrichtung umfasst, welche mit der Maschinensteuereinrichtung
zur Kommunikation verbunden ist und mit einer Vielzahl von gleichartigen Arbeitsstellen,
wobei jede besagte Arbeitsstelle einer der besagten Sektionen zugeordnet
und mit deren besagter Sektionssteuereinrichtung zur Kommunikation
verbunden ist.
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Unter
dem Begriff „gleichartige Arbeitsstellen" werden Einheiten
verstanden, welche gleichzeitig einen definierten Arbeitsprozess
ausführen können. Dabei versteht es sich von selbst,
dass es im Betrieb der Textilmaschine vorkommen kann, dass sich
einzelne oder mehrere der gleichartigen Arbeitsstellen in einer
anderen Phase des Arbeitsprozesses befinden, als sonstige Arbeitsstellen.
Beispielsweise können sich einige der Arbeitsstellen in
einer Produktionsphase, andere in einer Vorbereitungsphase der Produktionsphase
und wieder andere in einer Ruhephase befinden.
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Bei
Spinnmaschinen handelt es sich bei dem genannten Arbeitsprozess
typischerweise um einen Spinnprozess, also um einen Herstellungsprozess für
ein Garn, welcher die Aufwicklung des erzeugten Garnes auf eine
Spule, beispielsweise auf eine Kreuzspule, umfassen kann, bei Spulmaschinen
um einen Spulprozess, also um einen Prozess zur Herstellung einer
Spule aus vorgefertigtem Garn. Üblicherweise sind bei Textilmaschinen
die Arbeitsstellen an beiden Längsseiten jeweils nebeneinander
angeordnet.
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Dabei
weist jede Arbeitsstelle die wesentlichen Komponenten auf, welche
zur Durchführung des Arbeitsprozesses erforderlich sind.
Allerdings ist es nicht erforderlich, dass die Arbeitsstellen absolut identisch
sind. So können beispielsweise einzelne Arbeitsstellen
mit zusätzlichen Sensoren zur Erfassung bestimmter Größen
ausgerüstet sein, welche pro Gruppe oder Sektion nur einmal
erfasst werden müssen.
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Unter „Kommunikation"
soll allgemein der Austausch von Informationen verstanden werden, welche
der Steuerung und/oder der Überwachung der Produktion der
Textilmaschine dienen. Auf logischer Ebene bestehen Informationen
aus interpretierbaren Werten. Die entsprechenden Informationen werden
dabei auf physikalischer Ebene durch Signale, beispielsweise durch
elektrische Signale, übertragen.
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Bei
derartigen Signalen kann es sich insbesondere um Sensorsignale,
welche Informationen über den Produktionsprozess der Textilmaschine
enthalten, und um Steuersignale, welche Informationen zur Beeinflussung
des Produktionsprozesses enthalten, handeln. Auch kann es sich um
Bedienungssignale, welche Kommandos repräsentieren, die
durch einen Bediener über eine Bedieneinrichtung eingebbar
sind, sowie um Beobachtungssignale, die für die Überwachung
der Produktion durch einen Bediener vorgesehen sind, handeln.
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Derartige
Signale können als analoge Signale mit einem kontinuierlichen
Wertebereich, als digitale Signale, welche nur diskrete Werte annehmen
können, oder als binäre Signale mit nur zwei Wertzuständen
vorliegen.
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Unter
dem Begriff „Steuereinrichtung" wird jede Einheit verstanden,
welche Bediensignale und/oder Sensorsignale verarbeitet und Steuersignale
und/oder Beobachtungssignale erzeugt.
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Weiterhin
wird unter dem Begriff „Steuerung" die Beeinflussung des
Produktionsprozesses der Textilmaschine, beispielsweise durch Beeinflussung des
Arbeitsprozesses einer Arbeitsstelle verstanden. Er umfasst die
Begriffe „Steuerung im engeren Sinne", auch open-loop control
genannt, und „Regelung", auch closed-loop control genannt.
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Eine
aus der
DE 101 53
457 A1 bekannte Rotorspinnmaschine weist eine Maschinensteuereinrichtung
auf, welche über einen Maschinen-CAN-Bus mit den Sektionssteuereinrichtungen
einer Vielzahl gleichartiger Sektionen zur Kommunikation verbunden
ist. Sie weist weiterhin eine Vielzahl von gleichartigen als Spinnstellen
ausgebildeten Arbeitsstellen auf, wobei jede Spinnstelle einer der
Sektionen zugeordnet und mit deren Sektionssteuereinrichtung zum Zwecke
der Kommunikation über einen Sektions-CAN-Bus verbunden
ist.
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Ferner
weist jede Arbeitsstelle mehrere kommunikationsfähige Funktionseinheiten,
nämlich eine Spinnstellensteuerung, eine Faserbandauflöseeinrichtung,
einen Garnreiniger und einen Fadenwächter, auf. Jede dieser
kommunikationsfähigen Funktionseinheiten ist unmittelbar
an den Sektions-CAN-Bus angeschlossen.
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Wenngleich
das aus der
DE 101
53 457 A1 bekannte Steuerungskonzept einen wesentlichen Fortschritt
gegenüber seinen Vorgängern aufweist, so wird
es den heutigen, weitergestiegenen Anforderungen an Rotorspinnmaschinen
nicht mehr gerecht. So weisen moderne Rotorspinnmaschinen pro Spinnstelle
eine immer höhere Anzahl von kommunikationsfähigen
Funktionseinheiten auf. Zudem ist angestrebt, die Anzahl der Spinnstellen
pro Sektion zu erhöhen. Dies führt jedoch zu einer
Reihe von Problemen. So Weiterhin ist die maximale Teilnehmerzahl,
auch Knotenzahl genannt, eines CAN-Busses auf physikalischer Ebene
von den verwendeten Bustreiberbausteinen abhängig. Mit
gängigen Bausteinen sind beispielsweise 64 oder mit Einschränkungen
bis zu 128 Teilnehmer pro Bus möglich. Wegen dieser Beschränkung
ist das vorbekannte Steuerungskonzept ungeeignet, wenn je Spinnstelle
eine große Anzahl von kommunikationsfähigen Funktionseinheiten
und/oder eine große Anzahl von Spinnstellen je Sektion
vorgesehen ist.
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Aber
auch wenn die maximale Anzahl der Teilnehmer pro Bus nicht erreicht
wird, so führt eine große Anzahl von Busteilnehmern
in vielen Fällen zu Problemen. Zunächst führt
die Vergrößerung der Teilnehmerzahl in aller Regel
zu einer körperlichen Verlängerung des Busses,
der beispielsweise als Zweidraht- oder Dreidrahtleitung ausgeführt
sein kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn auf Stichleitungen verzichtet
werden soll, um hierdurch bedingte Veränderungen des Wellenwiderstandes
entlang der Busleitung zu vermeiden, da in diesem Fall die Busleitung
an jedem einzelnen Teilnehmer vorbeigeführt werden muss.
Bei einer Verlängerung der Busleitung sinkt jedoch prinzipiell
die maximale Bandbreite, also die maximale Geschwindigkeit der Informationsübertragung.
Die Kombination einer hohen Teilnehmerzahl mit einer geringen Bandbreite
erhöht jedoch die Gefahr eines Informationsstaus auf dem
Sektionsbus signifikant.
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Im
Falle eines Informationsstaus werden unter Umständen auch
zeitkritische Sensor- oder Steuerinformationen nur verzögert
bzw. verspätet übertragen. Bzgl. der Folgen sei
folgendes Beispiel genannt: Bei einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine
ist es im Falle eines Fadenbruchs sofort erforderlich, die Faserzufuhr
zum Spinnrotor zu unterbrechen. Daher weist jede Spinnstelle gemäß der
DE 101 53 457 A1 einen
Fadenwächter zum Detektieren eines Fadenbruches auf, der
mit einer Faserbandzuführeinrichtung über den
Sektions-CAN-Bus zum Informationsaustausch verbunden ist. Stellt
der Fadenwächter nun einen Fadenbruch fest, so wird eine
entsprechende Information an die Faserbandzuführeinrichtung übermittelt.
Sofern die Informationsübertragung jedoch verzögert
wird, wird die Faserbandzufuhr zum Spinnrotor zunächst
aufrechterhalten, ohne dass gleichzeitig ein gesponnener Faden aus
dem Spinnrotor abgezogen wird. Dies führt letztendlich
zu einer Verstopfung des Rotorgehäuses mit Fasermaterial. Vor
dem Wiederingangsetzen der Spinnstelle ist dann eine mitunter aufwendige
Reinigung der Spinnstelle erforderlich.
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Bei
dem aus der
DE 101
53 457 A1 bekannten Steuerungskonzept ist es weiterhin
von Nachteil, dass an jeder einzelnen Spinnstelle Einrichtungen zur
Generierung von Steuersignalen und Einrichtungen zur Auswertung
von Sensorsignalen in teils erheblichem Umfang erforderlich sind.
Eine Verlagerung der Steuer- und/oder Überwachungsfunktionen in
die Sektionsebene, welche es erlauben würde, auf die entsprechenden
Einrichtungen an der Spinnstelle zu verzichten oder die entsprechenden
Einrichtungen an der Spinnstelle wenigstens einfacher zu gestalten,
kommt nicht in Betracht, da hierdurch die zu übertragende
Informationsmenge auf dem Sektions-Bus noch einmal zunehmen würde.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Textilmaschine
der gattungsgemäßen Art weiter zu verbessern.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Arbeitsstellen einer Sektion in Gruppen zusammengefasst
sind, wobei jeder Gruppe eine Gruppensteuereinrichtung zugeordnet
ist, über welche die Arbeitsstellen der jeweiligen Gruppe mit
der jeweiligen Sektionssteuereinrichtung verbunden sind.
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Hierdurch
wird bewirkt, dass innerhalb einer Sektion lediglich die Gruppensteuereinrichtungen
mit der jeweiligen Sektionssteuereinrichtung verbunden sein müssen.
Die Arbeitsstellen sind mittelbar über die jeweilige Gruppensteuereinrichtung
mit der Sektionssteuereinrichtung verbunden. Letztendlich wird so
auf Sektionsebene eine zweistufige Kommunikations- bzw. Steuerungskonzeption
verwirklicht.
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Dies
ermöglicht es, einen Teil der erforderlichen Informationsströme
intern innerhalb einer Gruppe abzuwickeln. Hierdurch sinkt die Gefahr
eines Informationsstaus auf einem sektionsweiten Kommunikationsmittel
deutlich.
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Zudem
ist es möglich, Auswertefunktionen und/oder Steuerfunktionen,
welche bisher unmittelbar an den einzelnen Arbeitsstellen ausgeübt
wurden, nun in die Gruppensteuereinrichtungen zu verlagern. Dies
erlaubt es, die Funktionseinheiten der Arbeitsstellen zu vereinfachen.
So kann in vielen Fällen die Anzahl der elektronischen
Bauelemente an einer einzelnen Arbeitsstelle verringert werden.
Insbesondere kann die Zahl der an einer Arbeitsstelle erforderlichen
Mikroprozessoren im Regelfall vermindert werden.
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Die
Erfindung kann prinzipiell bei jeder Textilmaschine implementiert
werden, welche eine Vielzahl gleichartiger Arbeitsstellen aufweist,
wobei die Vorteile umso deutlicher in Erscheinung treten, je mehr
Arbeitsstellen vorgesehen sind. Da eine große Zahl gleichartiger
Arbeitsstellen, beispielsweise 400 bis 500 Arbeitsstellen, bei Spinn-
und Spulmaschinen häufig gegeben ist, kann die Erfindung
gerade dort mit besonderem Vorteil angewendet werden.
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Bevorzugt
weist eine besagte Arbeitsstelle mehrere kommunikationsfähige
Funktionseinheiten auf, welche mit der jeweiligen Gruppensteuereinrichtung
unmittelbar verbunden sind. Als kommunikationsfähige Funktionseinheiten
werden solche Funktionseinheiten bezeichnet, welche zum Empfangen und/oder
zum Senden von Informationen ausgebildet sind.
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In
diesem Fall kann an der Arbeitsstelle auf eine interne Kommunikationsverbindung
in vielen Fällen verzichtet werden. Die erforderliche Informationsübertragung
zwischen mehreren kommunikationsfähigen Funktionseinheiten
einer Arbeitsstelle kann problemlos auf Gruppenebene abgewickelt werden.
Bei einer Rotorspinnmaschine können beispielsweise Signale
eines Fadenwächters an eine Faserbandzuführeinrichtung
schnell und ohne Verzug auf Gruppenebene übertragen werden,
ohne dass sektionsweite Kommunikationsverbindungen mit diesen Informationen
belastet würden. Da die kommunikationsfähigen
Funktionseinheiten der Arbeitsstellen jeweils unmittelbar mit der
jeweiligen Gruppensteuereinrichtung verbunden sind, kann an der
Arbeitsstelle auf eine zentrale Kommunikationseinheit verzichtet
werden.
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Vorteilhafterweise
weist die nunmehr vorgesehene Gruppensteuereinrichtung einen Prozessor auf.
Dies erleichtert die Implementierung von Steuerfunktionen für
die Funktionseinheiten angeschlossener Arbeitsstellen. Weiterhin
erleichtert die Verwendung einer programmierbaren Gruppensteuereinrichtung
nachträgliche Modifikationen an den Arbeitsverfahren der
jeweiligen Arbeitsstellen.
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Analoges
gilt bzgl. der Auswertung von Sensordaten der angeschlossenen Arbeitsstellen durch
die Gruppensteuereinrichtung.
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Weiterhin
kann die Gruppensteuereinrichtung ein Leistungsteil zur Versorgung
einander entsprechender Aktoren von gleichartigen Funktionseinheiten
der Arbeitstellen der jeweiligen Gruppe mit Energie aufweisen. In
diesem Fall kann auf Leistungsteile an den jeweiligen Funktionseinheiten
verzichtet werden.
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Unter
einem Aktor wird dabei jedes Element verstanden, welches aktiv Einfluss
auf den Arbeitsprozess der entsprechenden Arbeitsstelle nehmen kann.
Ein Aktor wandelt dabei Informationen in physikalische Zustände
um. Dies ist beispielsweise ein Motor zum Antrieb einer Faserbandzuführeinrichtung einer
Rotorspinnmaschine.
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Leistungsteile
hingegen sind Baugruppen, welche der Bereitstellung der zum Betrieb
eines Aktors erforderlichen Energie dienen. Bei einem elektrischen
Aktor kann es sich beispielsweise um mit Thyristoren realisierte
Frequenzumrichter handeln. Leistungsteile sind immer dann erforderlich,
wenn der Energieinhalt der bereitstehenden Steuersignale nicht ausreichend
ist um den jeweiligen Aktor damit zu betreiben. Wenn das abgegebene
Leistungssignal gesteuert wird, so ist es gleichzeitig Träger
der zu übertragenden Steueriformation und der zu übertragenden
Steuerleistung. Alternativ kann das Leistungssignal separat von
dem informationstragenden Steuersignal übertragen werden.
Dann muss dem Aktor jedoch eine eigene Steuereinrichtung, welches
das separate Steuersignal auswertet, zugeordnet werden.
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Besonders
bevorzugt ist die Gruppensteuereinrichtung mit jeder der Arbeitsstellen
der jeweiligen Gruppe über jeweils einen unabhängigen
Kommunikationspfad verbunden. Hierdurch wird die Gefahr eines Informationsstaus
auf Gruppenebene vermieden. Der Informationsaustausch zwischen der
Gruppensteuereinrichtung und einer ausgewählten Arbeitsstelle
kann unabhängig vom Informationsaustausch zwischen der
Gruppensteuereinrichtung und den weiteren Arbeitsstellen erfolgen.
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Dabei
ist es von Vorteil, wenn ein besagter Kommunikationspfad mehrere
unabhängige Leitungen umfasst, wobei jede Leitung die jeweilige
Gruppensteuereinrichtung mit genau einer besagten kommunikationsfähigen
Funktionseinheit einer Arbeitsstelle verbindet. Hierdurch wird ermöglicht,
dass die Gruppensteuereinrichtung zeitgleich mit mehreren Funktionseinheiten
einer Arbeitsstelle kommunizieren kann. Dabei kann auf eine zentrale
Kommunikationseinrichtung an der Arbeitsstelle verzichtet werden.
Die unabhängigen Leitungen können ein- oder mehradrig
ausgeführt sein.
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Vorteilhafterweise
ist eine der besagten unabhängigen Leitungen zur Übertragung
eines Steuersignals, beispielsweise eines analogen, eines digitalen
oder eines binären Steuersignals, vorgesehen.
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Weiterhin
kann eine der besagten unabhängigen Leitungen zur Übertragung
eines Sensorsignals, beispielsweise eines analogen, eines digitalen oder
eines binären Sensorsignals, vorgesehen sein.
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Ebenso
kann eine der besagten unabhängigen Leitungen zur Versorgung
einer besagten Funktionseinheit mit Energie vorgesehen sein.
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Alternativ
könnte jedoch vorgesehen sein, dass ein Kommunikationspfad
zwischen der Gruppensteuereinrichtung und einer Arbeitsstelle einen Kommunikations-Bus
umfasst, an den mehrere besagte Funktionseinheiten einer Arbeitsstelle
angeschlossen sind. Die Verwendung eines derartigen Kommunikations-Busses
vereinfacht die Verkabelung. Auch in diesem Fall kann auf eine zentrale Kommunikationseinrichtung
an der Arbeitsstelle verzichtet werden.
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Als
Alternative oder Ergänzung zu den beschriebenen Varianten
der Verbindung der Gruppensteuereinrichtung mit den einzelnen Arbeitsstellen mittels
individueller Kommunikationspfade kann jedoch auch vorgesehen sein,
dass eine Gruppensteuereinrichtung mit jeder der Arbeitsstellen
der jeweiligen Gruppe über einen Gruppen-Bus verbunden
ist. Hierdurch wird der Verkabelungsaufwand innerhalb einer Gruppe
minimiert. Hierbei ist es von Vorteil, wenn an den Gruppen-Bus mehrere
besagte Funktionseinheiten einer Arbeitsstelle direkt angeschlossen
sind. Hierdurch kann ebenfalls auf eine zentrale Kommunikationseinrichtung
an der Arbeitsstelle verzichtet werden.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Gruppe zwei bis acht
Arbeitsstellen umfasst. Mit steigender Anzahl der zu einer Gruppe
zusammengefassten Arbeitsstellen steigt sowohl der Verkabelungsaufwand
auf der Gruppenebene als auch die Anforderungen an die jeweilige
Gruppensteuereinrichtung. Allerdings sinkt gleichzeitig die Anzahl
der je Sektion erforderlichen Gruppensteuereinrichtungen. Daher
werden besonders bevorzugt vier besagte Arbeitsstellen zu einer
Gruppe zusammengefasst.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, dass eine besagte Gruppe eine gerade Zahl besagter
Arbeitsstellen umfasst, wobei eine erste Hälfte der Arbeitsstelen
auf einer ersten Längsseite der Textilmaschine und eine
zweite Hälfte der Arbeitsstellen auf einer zweiten Längsseite
der Textilmaschine angeordnet ist. Dies ermöglicht vergleichsweise
kurze Kommunikationsverbindungen.
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Hierbei
sind die besagten Gruppensteuereinrichtungen bevorzugt in einem
mittleren Bereich zwischen der ersten Längsseite der Textilmaschine
und der zweiten Längsseite angeordnet. Dies ermöglicht einen
symmetrischen Aufbau der Textilmaschine.
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Vorteilhafterweise
ist eine Gruppensteuereinrichtung zur Steuerung einander entsprechender Aktoren
von gleichartigen Funktionseinheiten verschiedener Arbeitsstellen
der jeweiligen Gruppe ausgebildet. Hierdurch können Steuereinrichtungen
an den Arbeitsstellen zur individuellen Steuerung des jeweiligen
Aktors, auch Stellglied genannt, vermieden oder vereinfacht werden.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn eine Gruppensteuereinrichtung zur Auswertung
der Signale einander entsprechender Sensoren von gleichartigen Funktionseinheiten
mehrerer Arbeitsstellen der jeweiligen Gruppe ausgebildet ist. Hierdurch
können arbeitsstelleneigene Auswertevorrichtungen vermieden
werden. Unter einem Sensor wird dabei eine Einrichtung verstanden,
welche diskrete oder kontinuierliche Zustände an einer
Arbeitsstelle in Informationen umwandelt. Derartige Zustände
können beispielsweise das Vorhandensein oder die Eigenschaft
eines zugeführten Ausgangsproduktes oder des hergestellten Endproduktes
sein. Ebenso kann es sich um Betriebszustände handeln,
wie beispielsweise die Position oder die Geschwindigkeit eines Aktors.
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Besonders
bevorzugt ist eine Gruppensteuereinrichtung zur Steuerung des Informationsaustauschs
zwischen den damit verbundenen Funktionseinheiten der jeweils angeschlossenen
Arbeitsstellen und der jeweiligen Sektionssteuereinrichtung ausgebildet.
Unter Steuerung des Informationsaustauschs wird dabei die Festlegung
verstanden, welche Informationen in welcher Reihenfolge an wen übertragen werden.
So kann die Gruppensteuereinrichtung die Weiterleitung einer von
der Sektionssteuereinrichtung empfangenen Information verwerfen,
wenn sie feststellt, dass die Information für keine der
an sie angeschlossenen Arbeitsstellen von Bedeutung ist. Hierdurch
kann der erforderliche Informationsverkehr insgesamt verringert
werden. Wenn die Gruppensteuereinrichtung zeitgleich mehrere Informationen von
den Arbeitsstellen und/oder der Sektionssteuereinrichtung empfängt,
kann die Gruppensteuereinrichtung die Weiterleitung der Informationen
je nach ihrer Wichtigkeit in ihrer Reihenfolge festlegen. Hierdurch
kann sichergestellt werden, dass zeitkritische Steuer- oder Sensorinformationen
unverzüglich ihren jeweiligen Empfänger erreichen.
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Ebenso
vorteilhaft ist es, wenn die Gruppensteuereinrichtung zur Steuerung
des Informationsaustauschs zwischen verschiedenen damit verbundenen
Funktionseinheiten einer besagten Arbeitsstelle ausgebildet ist.
Auch hierdurch kann der Informationsaustausch auf Gruppenebene effizienter
abgewickelt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Gruppensteuereinrichtungen einer besagten
Sektion über einen Sektions-Bus mit der zugehörigen
Sektionssteuereinrichtung verbunden sind. Ebenso ist es von Vorteil,
wenn die Sektionssteuerungseinrichtungen der Textilmaschine über
einen Maschinen-Bus mit der Maschinensteuereinrichtung verbunden
sind. Hierdurch kann der Verkabelungsaufwand auf Sektions- bzw.
auf Maschinenebene geringgehalten werden.
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In
diesem Fall kann die Sektionssteuereinrichtung zur Steuerung des
Informationsaustauschs zwischen dem Maschinen-Bus und dem Sektions-Bus
der jeweiligen Sektion ausgebildet sein. Hierdurch kann die zu übertragende
Informationsmenge auf Sektionsebene verringert werden. Ebenfalls
können einzelne Informationen bevorzugt weitergeleitet
werden.
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Zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Sektionssteuereinrichtungen zur autonomen
Steuerung einer zentralen Komponente der jeweiligen Sektion ausgebildet
sind. Die zentrale Komponente kann beispielsweise eine sektionseigene
Störungsanzeige sein.
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Weiterhin
kann die Sektionssteuereinrichtung zur Steuerung des Informationsflusses
des Sektions-Busses der jeweiligen Sektion ausgebildet sein. Hierzu
kann im Falle eines Single-Master-Busses die Sektionssteuereinrichtung
als Master, im Falle eines Multi-Master-Busses als Bus-Arbiter ausgebildet sein.
Hierdurch kann ein geordneter und effizienter Informationsverkehr
auf dem Sektions-Bus sichergestellt werden.
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Unter
einem Bus wird generell ein Leitungssystem zum Austausch von Informationen
zwischen potenziell mehr als zwei Teilnehmern verstanden. Wenngleich
im Rahmen der vorliegenden Erfindung für den Maschinen-Bus
die besagten Sektions-Busse, die besagten Gruppen-Busse und/oder
die besagten Kommunikations-Busse verschiedene Bus-Systeme verwendet
werden könnten, so ist es dennoch von Vorteil, wenn einige
oder alle der genannten Busse als CAN-Busse ausgebildet sind. CAN-Busse
bieten eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit und -sicherheit.
Sie sind daher gerade für die Steuerung von Textilmaschinen
geeignet.
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Besonders
bevorzugt ist, dass einige oder alle der genannten Busse als lineare
Busse ausgebildet sind. Ein linearer Bus weist eine einzige zentrale Leitung
auf, an welche sämtliche Bus-Teilnehmer beispielsweise
mit einer Schneidklemme angeschlossen sind. Die zentrale Leitung
kann als Kupferleitung oder als Glasfaserleitung ausgeführt
sein. Prinzipiell bleibt ein linearer Bus funktionstüchtig, wenn
ein einzelner Teilnehmer ausfällt. Bevorzugt wird der jeweilige
Bus unmittelbar an jedem seiner Teilnehmer vorbeigeführt
und ohne Stichleitung angeschlossen. In diesem Fall können
Reflektionen auf der zentralen Leitung durch einfache Abschlusswiderstände
am Beginn und am Ende der Leitung verhindert werden. Die Abschlusswiderstände
entsprechen dem Wellenwiderstand der Leitung und betragen beispielsweise
120 Ω.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher
erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Teil einer Längsseite einer Rotorspinnmaschine;
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2 eine
schematisierte Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Rotorspinnmaschine;
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3 ein
Blockschaltbild der Kommunikations- und Steuerstruktur einer Rotorspinnmaschine gemäß dem
Stand der Technik;
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4 ein
Blockschaltbild einer Rotorspinnmaschine gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Gruppe von Arbeitsstellen der Rotorspinnmaschine mit einer erfindungsgemäßen Kommunikations-
und Steuerstruktur;
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6 eine
Gruppe von Arbeitsstellen mit abgewandelter Kommunikations- und
Steuerstruktur und
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7 ein
weiteres Beispiel mit einer erfindungsgemäßen
Kommunikations- und Steuerstruktur bei einer Gruppe von Arbeitsstellen.
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1 zeigt
einen Teil einer Längsseite einer Rotorspinnmaschine 1,
welche als Beispiel für eine erfindungsgemäße
Textilmaschine 1 dient. Gezeigt ist eine vollständige
Sektion 2a, welche beispielhaft 16 Spinnstellen umfasst.
Aufgrund der gewählten Perspektive sind von den 16 Spinnstellen
lediglich acht, nämlich die Spinnstellen 3a, 3c, 3e, 3g, 3i, 3k, 3m und 3o sichtbar.
Die weiteren acht Spinnstellen sind auf der anderen, nicht sichtbaren
Längsseite angeordnet.
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Von
einer weiteren Sektion 2b ist lediglich eine Spinnstelle 3q dargestellt.
Die Anzahl der Sektionen einer Rotorspinnmaschine 1 kann
variieren. Üblich sind beispielsweise 20 Sektionen.
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Sämtliche
gezeigten Spinnstellen 3a bis 3q sind gleichartig
aufgebaut. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind
lediglich die wesentlichen Komponenten der Spinnstelle 3q mit
Bezugszeichen versehen.
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Eine
Zuführvorrichtung 4 dient der Entnahme eines Faserbandes
FB aus einer der Spinnstelle 3q beigestellten Kanne KA
und dem Zuführen des Faserbandes FB zu einer Auflöseeinrichtung 5.
Mittels der Auflöseeinrichtung 5 wird der Zusammenhalt
der im Faserband FB befindlichen Fasern aufgelöst, so dass
mittels nicht gezeigter Mittel einzelne Fasern der Spinnvorrichtung 6 zugeführt
werden können. Diese einzelnen Fasern werden mit Hilfe
der Spinnvorrichtung 6 zu einem Faden F versponnen. Der
Begriff „Faden" ist gleichbedeutend mit dem Begriff „Garn".
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Der
gesponnene Faden F wird mit einer Abzugseinrichtung 7 aus
der Spinnvorrichtung 6 abgezogen. Stromabwärts
der Abzugseinrichtung 7 ist ein Fadenwächter 8 angeordnet.
Der Fadenwächter 8 ist zur Erkennung von Fadenbrüchen
ausgebildet, um im Falle eines Fadenbruches geeignete Maßnahmen zur
Behebung der Störung automatisch einleiten zu können.
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Eine
Paraffiniereinrichtung 9 dient dem Aufbringen von Paraffin
auf den gesponnenen Faden F. Dies erleichtert die weitere Handhabung
des Fadens F. Eine Spulvorrichtung 10 dient schließlich
dazu, den gesponnenen und paraffinierten Faden F derart aufzuwinden,
dass eine Kreuzspule KS entsteht.
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An
einem Ende der Textilmaschine 1 ist ein Endgestell 11 schematisch
dargestellt, welches in bekannter Weise eine Vielzahl von zentralen
Einrichtungen der Textilmaschine 1 enthält. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit ist davon lediglich
eine Maschinensteuereinrichtung 12 zur Steuerung und Überwachung
der Produktion der Textilmaschine 1 dargestellt.
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2 zeigt
eine Spinnstelle 3, welche im Vergleich zur 1 um
90° gedreht ist. Die Zuführvorrichtung 4 umfasst
eine rotierbare Zuführwalze 13, welche mittels
eines Zuführwalzenantriebes 14 angetrieben wird.
Der Zuführwalzenantrieb 14 ist derart ausgebildet,
dass die Zuführwalze 13 mittels von außen
zugeführten Steuerbefehlen gesteuert werden kann. Neben
Befehlen zum Ein- bzw. Ausschalten der Zuführwalze sind
auch Steuerbefehle zur Steuerung der Drehzahl der Zuführwalze 13 im
laufenden Betrieb vorgesehen. Um sicherzustellen, dass die Ist-Drehzahl
der Zuführwalze 13 dem Vorgabewert entspricht,
kann auch eine entsprechend ausgebildete Regeleinrichtung vorgesehen
sein.
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Die
Auflöseeinrichtung 5 umfasst im Wesentlichen eine
Auflösewalze 15, welche drehbar gelagert ist und
durch einen Auflösewalzenantrieb 16 angetrieben
ist. Der Auflösewalzenantrieb 16 kann, wie angedeutet,
einen Treibriemen 16 umfassen, der sich über eine
Vielzahl von Arbeitsstellen 3 erstreckt. Alternativ könnte
der Auflösewalzenantrieb 16 jedoch einen individuellen
und steuerbaren Motor aufweisen.
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Die
Spinneinrichtung 6 weist einen Faserleitkanal 17 auf,
durch den die von der Auflöseeinrichtung 5 gelieferten
Einzelfasern EF in das Innere eines Rotors 18 geleitet
werden. Der Transport der Einzelfasern wird dabei durch nicht gezeigte
pneumatische Mittel bewirkt. Dem Rotor 18 ist ein Rotorantrieb 19 zugeordnet,
so dass der Rotor 18 im Betrieb der Spinnstelle 3 mit
großer Drehzahl rotiert. Der Rotorantrieb 19 kann,
wie angedeutet, einen Riemen 19 umfassen, der sich über
eine Vielzahl von Arbeitsstellen 3 erstreckt, jedoch kann
auch ein arbeitsstelleneigener motorischer Antrieb vor gesehen sein.
Der im Inneren der Rotors 18 gebildete Faden F wird mittels
der Abzugseinrichtung 7 aus der Spinneinrichtung 6 aktiv
abgezogen. Die Abzugseinrichtung 7 weist hierzu mindestens
ein nicht näher erläutertes angetriebenes Element
auf. Der Antrieb erfolgt im Regelfall über eine Welle,
welche sich über mehrere Spinnstellen 3 erstreckt.
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Ein
Fadendetektor 20 des Fadenwächters 8 überprüft
im laufenden Betrieb der Spinnstelle 3, ob der Faden F
wie vorgesehen aus der Spinneinrichtung 6 abgezogen und
weiter zur Spulvorrichtung 10 transportiert wird. Der Fadendetektor 20 kann
beispielsweise nach einem Abtastverfahren oder nach einem optischen
Verfahren arbeiten. Die von dem Fadendetektor 20 erzeugten
Informationen werden insbesondere zum sofortigen Stillsetzen der
Spinnstelle 3 herangezogen, wenn ein Fadenbruch aufgetreten ist.
Insbesondere wird im Falle eines Fadenbruches sofort die Zuführwalze 13 gestoppt,
um zu verhindern, dass immer mehr Einzelfasern EF über
den Faserleitkanal 17 in das Innere des Spinnrotors 18 gelangen,
ohne dass ein Faden F aus der Spinnstelle 6 abgezogen wird.
Dies hätte nämlich zur Folge, dass sich Einzelfasern
EF in der Spinneinrichtung 6 in unerwünschter
Menge ansammeln und diese dann vor dem Wiederingangsetzen der Spinnstelle 3 mühsam entfernt
werden müssten. Gefordert ist folglich eine Kommunikations-
und Steuerungsstruktur, welche es ermöglicht, Messsignale
des Fadedetektors schnellstmöglich auszuwerten, in Steuerbefehle
für die Zuführwalze 13 umzuwandeln und
diese Steuerbefehle schnellstmöglich dem Zuführwalzenantrieb 14 zu übermitteln.
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Die
Paraffiniereinrichtung 9 umfasst einen Paraffinklotzhalter 21 für
einen Paraffinklotz PK. An dem Paraffinklotz PK gleitet der Faden
F entlang, so dass dieser paraffiniert wird. Der Paraffinklotzhalter 21 wird
mittels des Paraffinierantriebes 21 in Rotation versetzt,
um zu verhindern, dass der Faden F eine Kerbe in den Paraffinklotz
PK schneidet. Durch seine Rotation wird der Paraffinklotz PK gleichmäßig
an seiner dem Faden zugewandten Seite abgenutzt. Der Paraffinierantrieb 21 ist
dabei steuerbar. Wenn beispielsweise die Spinnstelle 3 stillgesetzt
wird, so wird ebenfalls der Paraffinierantrieb 21 angehalten, um
umnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.
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Die
Spulvorrichtung 10 weist zunächst einen Spulenträger 22 für
die zu erzeugende Kreuzspule KS auf. Die Kreuzspule KS ist an dem
Spulenträger 22 rotierbar festgelegt. Der Antrieb
erfolgt durch Reibschluss über eine Treibwalze 23.
Die Treibwalze 23 ist üblicherweise über
eine Welle angetrieben, welche sich über eine Vielzahl
von Arbeitsstellen erstreckt. Grundsätzlich könnte
sie aber auch einzelmotorisch angetrieben sein. Da sich der Durchmesser
der Kreuzspule KS im Betrieb der Spinnstelle 3 vergrößert,
ist der Spulenträger 22 schwenkbar gelagert, um
den Reibschluss zwischen der Treibwalze 23 und der Kreuzspule
KS unabhängig von deren aktuellen Durchmesser aufrechterhalten
zu können.
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Um
den Antrieb der Kreuzspule KS unterbrechen zu können, was
beispielsweise bei einem Fadenbruch gewünscht ist, ist
ein Spulenlift 24 vorgesehen. Der Spulenlift 24 ist
so ausgebildet, dass die Spule in Richtung des Pfeils P von der
Treibwalze 23 abgehoben werden kann. Der Spulenlift 24 umfasst üblicherweise
einen ansteuerbaren Pneumatikzylinder. Selbstverständlich
könnte der Spulenlift 24 jedoch auch mit einem
anderen Mittel zum Abheben der Kreuzspule KS ausgebildet sein. Beispielsweise könnte
ein Elektromotor vorgesehen sein.
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Wie
dargestellt weist die Spinnstelle 3 eine Vielzahl von Funktionseinheiten 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 auf,
von denen die Zuführvorrichtung 4, die Paraffiniereinrichtung 9 und
die Spulvorrichtung 10 individuell steuerbare Aktoren 14, 21a und 24 aufweisen.
Der Fadenwächter 8 weist weiterhin einen spinnstellenindividuellen
Sensor 20 auf. Andere steuerbare Elemente, beispielsweise
die Auflösewalze 15, der Spinnrotor 18,
die Abzugseinrichtung 7 sowie die Treibwalze 23,
sind nicht auf Spinnstellenebene steuerbar, da sie mit entsprechenden
Elementen benachbarter Spinnstellen gekoppelt sind. Ebenso weist
die Textilmaschine 1 nicht gezeigte Sensoren auf, welche
lediglich pro Sektion oder Maschine, nicht jedoch pro Spinnstelle
vorhanden sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Sensor
zur Erfassung der Drehzahl der Treibwalze 23 handeln. Die
anhand der 1 und 2 erläuterte
Spinnstelle 3 ist als Beispiel zu verstehen. So könnte
beispielsweise vorgesehen sein, dass auch der Rotor 18 auf
Spinnstellenebene mittels eines zugeordneten Aktors steuerbar ist.
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Wesentlich
ist jedoch, dass die Funktionseinheiten 4, 8, 9 und 10,
welche individuell steuerbare Aktoren 14, 21a, 24 bzw.
individuelle Sensoren 20 aufweisen, zum Informationsaustausch
mit weiteren Baugruppen der Textilmaschine vorgesehen sind. Je nach
Art der Funktionseinheit kann diese zum Informationsempfang, zum
Senden von Informationen oder zu beidem ausgebildet sein. Derartige
Funktionseinheiten werden auch als kommunikationsfähige Funktionseinheiten
bezeichnet. Während im dargestellten Ausführungsbeispiel
jede kommunikationsfähige Funktionseinheit genau einen
Aktor 4, 21a, 24 bzw. genau einen Sensor 20 aufweist,
sind auch Funktionseinheiten möglich, welche mehrere Aktoren,
mehrere Sensoren oder Sensoren und Aktoren aufweisen.
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3 zeigt
ein Blockschaltbid einer Kommunikations- und Steuerungsstruktur
einer Rotorspinnmaschine 1 gemäß dem
Stand der Technik. Die Rotorspinnmaschine 1 weist eine
Vielzahl von gleichartigen Sektionen 2a bis 2d auf,
von denen jede einzelne eine Sektionssteuereinrichtung 30a bis 30d aufweist.
Ebenso weist jede Sektion 2a bis 2d eine Vielzahl
von Spinnstellen auf, welch jedoch nur teilweise dargestellt sind.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist auf die
Darstellung weiterer Sektionen verzichtet worden. Aus demselben
Grund wird auch lediglich die Sektion 2a detaillierter
dargestellt.
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Die
Sektionssteuereinrichtungen 30a bis 30d sind über
einen Maschinen-Bus 31 mit der Maschinensteuereinrichtung 12 zum
Datenaustausch verbunden. Die Maschinensteuereinrichtung 12 der
Textilmaschine 1 kann mit einer ü bergeordneten
Anlagensteuerung AS verbindbar sein. Innerhalb der Sektion 2a ist
ein Sektions-Bus 32 vorgesehen.
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An
den Sektions-Bus 32 ist die Sektionssteuereinrichtung 30a angeschlossen.
Ebenso sind die Spinnstellen 3a bis 3p mit dem
Sektions-Bus 32 verbunden, wobei die Verbindungen 25a bis 25p vereinfacht
als einfache Doppelpfeile dargestellt sind. Jede der Verbindungen 25a bis 25p symbolisiert.
eine Vielzahl von Schneidklemmen, welche jeweils nicht dargestellte
kommunikationsfähige Funktionseinheiten der jeweiligen
Spinnstelle 3a bis 3p mit dem Sektionsbus 32 unmittelbar
verbinden.
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Die
Sektionssteuereinrichtung 30a ist unmittelbar mit einer
zentralen Komponente 33 der Sektion 2a zum Informationsaustausch
verbunden. Bei der zentralen Komponente 33 handelt es sich
beispielsweise um eine Anzeige sektionsbezogener Informationen.
Selbstverständlich kann die Sektionssteuereinrichtung 30a auch
mit mehreren verschiedenen zentralen Komponenten 33 verbunden
sein.
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Wenn,
wie beispielsweise in der
DE
101 53 457 A1 beschrieben, jede Spinnstelle
3a bis
3p vier kommunikationsfähige
Funktionseinheiten aufweist, so sind im dargestellten Beispiel insgesamt
65 Teilnehmer am Sektions-Bus
32 angeschlossen. Wegen dieser
großen Zahl ergeben sich die eingangs beschriebenen Probleme.
Insbesondere kann die Zahl der Sektion
2a zugeordneten
Spinnstellen kaum noch erhöht werden, da gängige
Bus-Treiberbausteine allenfalls 128 Teilnehmer pro Bus ermöglichen. Aus
demselben Grund auch die Anzahl der kommunikationsfähigen
Funktionseinheiten je Spinnstelle kaum noch erhöht werden.
Die große Zahl der Teilnehmer am Sektions-Bus
32 begünstigt
darüber hinaus Verzögerungen beim Informationstransfer.
Auch ist es kaum möglich, Steuer- und/oder Auswertefunktionen
durch die Sektionssteuereinrichtung
30a auszuüben,
da dies den Informationsstrom auf dem Sektions-Bus
32 noch
weiter erhöhen würde. Daher sind an jeder einzelnen
der Spinnstellen
3a bis
3p teils aufwendige Steuer-
und/oder Auswertevorrichtungen erforderlich.
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Dem
gegenüber zeigt 4 ein Blockschaltbild einer
Steuer- und Kommunikationsstruktur einer erfindungsgemäßen
Rotorspinnmaschine. Elemente, welche in der folgenden Darstellung
nicht näher beschrieben sind, stimmen mit den entsprechenden, anhand
der 3 beschriebenen Elementen überein.
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Die
Spinnstellen 3a bis 3p der Sektion 2a sind
erfindungsgemäß zu Gruppen 34a bis 34b zusammengefasst.
Jede der Gruppen 34a bis 34d umfasst vier Spinnstellen.
So umfasst beispielsweise die Gruppe 34a die Spinnstellen 3a bis 3d.
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Jede
der Spinnstellen 3a bis 3p einer der Gruppen 34a bis 34d ist über
einen unabhängigen Kommunikationspfad 36a bis 36p mit
der jeweils zugehörigen Gruppensteuereinrichtung 35a bis 35d verbunden.
Jede einzelne der Gruppensteuereinrichtungen 35a bis 35d wiederum
ist als Bus-Teilnehmer an den Sektions-Bus 32 angeschlossen
und steht darüber mit der Sektionssteuereinrichtung 30a in Verbindung.
Damit sind die Spinnstellen 3a bis 3p gruppenweise über
die jeweilige Gruppensteuereinrichtung 35a bis 35d mit
der Sektionssteuereinrichtung 30a verbunden.
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Im
vorliegenden Beispiel weist also der Sektions-Bus 32 nur
fünf Teilnehmer auf. Damit ist insbesondere die Gefahr
eines Informationsstaus auf dem Sektions-Bus 32 vermieden.
Dabei ist es ohne weiteres möglich, innerhalb der Sektion 2a eine
weitaus größere Anzahl von Gruppen 34 und
damit auch von Spinnstellen 3 vorzusehen.
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Die
Kommunikationspfade 36a bis 36p sind vereinfacht
als einfache Linien dargestellt. Tatsächlich verbinden
sie eine Vielzahl von Funktionseinheiten der jeweiligen Spinnstelle 3a bis 3p mit
der jeweils zugehörigen Gruppen steuereinrichtung 35a bis 35d.
Der Informationsaustausch zwischen verschiedenen kommunikationsfähigen
Funktionseinheiten einer Spinnstelle 3a bis 3q kann
damit auf Gruppenebene abgewickelt werden, ohne dass der Sektions-Bus 32 hierdurch
belastet würde.
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Die
Gruppensteuereinrichtungen 35a bis 35d weisen
jeweils mindestens einen Prozessor auf. Hierdurch können
die Arbeitsabläufe auf Gruppenebene durch Umprogrammierung
ohne Änderung der vorgesehenen Hardware verändert
werden. Zudem können in einfacher Weise Steuer- und/oder
Auswertefunktionen in die Gruppensteuereinrichtungen 35a bis 35d implementiert
werden, welche ansonsten unmittelbar an den Spinnstellen 3a bis 3p durchgeführt werden
müssten. Die spinnstelleneigene Elektronik der einzelnen
Spinnstellen 3a bis 3p kann hierdurch unter der
Annahme vergleichbarer Funktionalität im Vergleich zu anderen
Steuerungskonzepten stark vereinfacht werden.
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Der
Maschinen-Bus 31 und der Sektions-Bus 32 sind
jeweils als linearer CAN-Bus ausgebildet. Sie umfassen jeweils eine
zentrale Leitung, welche durch einen weiß ausgefüllten
Doppelpfeil symbolisiert ist. Der Anschluss der jeweiligen Bus-Teilnehmer
erfolgt über Schneidklemmen, welche durch schwarze Doppelpfeile
symbolisiert sind. Sowohl der Maschinen-Bus 31 als auch
der Sektions-Bus 32 weisen nicht gezeigte, endseitige Abschlusswiderstände
auf. Stichleitungen sind nicht vorgesehen, wären aber prinzipiell
möglich.
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5 zeigt
eine Aufsicht auf einen Teil der anhand der 4 beschriebenen
Rotorspinnmaschine. Gezeigt sind die Spinnstellen 3a bis 3d,
welche die Gruppe 34a der 4 bilden.
Jede der Spinnstellen 3a bis 3d weist eine Zufuhrvorrichtung 4,
eine Paraffiniereinrichtung 9, eine Spulvorrichtung 10 sowie einen
Fadenwächter 8 auf. Diese Funktionseinheiten wurden
bereits anhand der 2 näher beschrieben. Jede
dieser Funktionseinheiten 4, 9, 10, 8 ist
zum Informationsaustausch mit der Gruppensteuereinrichtung 35a ausgebildet.
Dabei ist die Zuführvorrichtung 4 über
eine unabhängige Leitung 36a1 mit der Gruppensteuereinrichtung 35a verbunden.
Weiterhin ist die Paraffiniereinrichtung 9 über
die unabhängige Leitung 36a2, die Spulvorrichtung 10 über
die unabhängige Leitung 36a3 und der Fadenwächter 8 über die
unabhängige Leitung 36a4 mit der Gruppensteuereinrichtung 35a verbunden.
Die unabhängigen Leitungen 36a1 bis 36a4 bilden
den Kommunikationspfad 36a. Die Verbindung der weiteren
Spinnstellen 3b bis 3d ist analog ausgeführt.
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Bei
der anhand der 5 dargestellten Kommunikationsstruktur
sind sämtliche kommunikationsfähige Funktionseinheiten 4, 9, 10 und 8 der
einzelnen Spinnstellen 3a bis 3d direkt mit der
Gruppensteuereinrichtung 35a verbunden. Hierdurch kann
die Gruppensteuereinrichtung 35a nicht nur mit mehreren
der Spinnstellen 3a bis 3d, sondern auch mit mehreren
Funktionseinheiten einer der Spinnstellen 3a bis 3d gleichzeitig
kommunizieren.
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Die
Gruppensteuereinrichtung 35a weist einen Prozessor 37 auf.
Der Prozessor 37 ist zur Generierung von Steuerinformationen
für die Aktoren 14, 21a und 24,
nämlich für den Motor 14 der Zuführwalze 13,
den Paraffinierantrieb 21a und den Spulenlift 24,
jeder der Spinnstellen 3a bis 3d ausgebildet. Derartige
Steuerinformationen werden über die Leitungen 36a1 bis 36a3 zur
Spinnstelle 3a, über die Leitungen 36b1 bis 36b3 zur
Spinnstelle 3b, über die Leitungen 36c1 bis 36c3 zur
Spinnstelle 3c und über die Leitungen 36d1 bis 36d3 zur
Spinnstelle 3d übertragen. Daher braucht an den
Funktionseinheiten 4, 9 und 10 der Spinnstellen 3a bis 3d nur
eine verhältnismäßig einfach aufgebaute
oder auch gar keine Elektronik vorgesehen sein.
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Die
mit den Motoren 14 verbundenen Leitungen 36a1, 36b1, 36c1 und 36d1 werden
jeweils von einem Leistungsteil 37' der Gruppensteuereinrichtung 35a mit
einem analogen Steuersignal beaufschlagt. Dabei ist das Leistungsteil
zum Steuern der Amplitude und/oder der Frequenz des Steuersignals ausgebildet.
Das Leistungsteil 37' kann zur einheitlichen oder zur indivi duellen
Steuerung der vier Motoren 14 ausgebildet sein. Die Leistung
des Steuersignals ist an den Leistungsbedarf der Motoren 14 angepasst,
so dass die Motoren 14 unmittelbar durch das Steuersignal
angetrieben werden können.
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An
den Motoren 14 selbst st daher kein Leistungsteil erforderlich.
Die zum jeweiligen Motor zu übertragende Steuerinformation,
welche die Zustände „Ein" und „Aus" sowie
die Vorgabe einer gewünschten Drehzahl umfassen, wird dabei
durch die Amplitude und/oder Frequenz des Steuersignals repräsentiert,
welche durch den jeweiligen Motor 14 in eine Drehzahl umgesetzt
wird. Daher ist an den Motoren 14 auch keine weitere Steuereinrichtung
vorgesehen.
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Über
die Leitungen 36a2, 36b2, 36c2 und 36d2 wird
jeweils ein durch den Prozessor 37 vorgegebenes binäres
Steuersignal übertragen, welches es ermöglicht,
die Paraffinierantriebe 21a ein- bzw. auszuschalten. Das
binäre Steuersignal kann beispielsweise eine elektrische
Kupplung betätigen, welche den Paraffinklotzhalter 21 (siehe 2)
mit einer maschinenlangen Antriebswelle verbindet bzw. von ihr trennt.
Die Energie zum Antreiben des Paraffinklotzhalters 21 braucht
daher nicht von der Gruppensteuereinrichtung 35a bereitgestellt
zu werden.
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Weiterhin
können die Spulenlifte 24 mittels über
die Leitungen 36a3, 36b3, 36c3 und 36d3 übertragene
binäre Steuersignale angehoben bzw. abgesenkt werden, indem
beispielsweise ein Pneumatikzylinder angesteuert wird. Die eigentliche
Antriebsenergie für die Spulenlifte 24 wird hierbei
durch eine Druckluftquelle bereitgestellt, so dass das binäre Steuersignal
nur eine geringe Leistung aufweisen muss.
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Der
Prozessor 37 ist weiterhin zur Auswertung von Signalen
der Sensoren 20, welche über die Leitungen 36a4, 34b4, 34c4 und 36d4 von
den Sensoren 20 der Spinnstellen 3a bis 3d zur
Gruppensteuereinrichtung 35a übertragen werden.
Daher kann auf eine Auswerteelektronik an den Spinnstellen 3a bis 3d verzichtet
werden. Da die Leitungen 36a4, 34b4, 34c4 und 36d4 Sensordaten übertragen,
können sie auch Datenleitungen genannt werden.
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Die
Spinnstellen 3a und 3c sind auf einer ersten Längsseite 38a der
Textilmaschine 1 angeordnet. Hingegen sind die Spinnstellen 3b und 3d auf der
gegenüberliegenden Längsseite 38b angeordnet.
Die Gruppensteuereinrichtung 35a ist dabei in einem mittleren
Bereich 39 vorgesehen, welcher sich zwischen der ersten
Längsseite 38a und der zweiten Längsseite 38b erstreckt.
Durch diese Anordnung der Spinnstellen 3a bis 3d und
der Gruppensteuereinrichtung 35a können die körperlichen
Längen der Leitungen 36a1 bis 36d4 verhältnismäßig
kurz gehalten werden. Zudem ergeben sich wegen der symmetrischen
Anordnung lediglich vier unterschiedliche Kabellängen,
was die Vorbereitung und Durchführung der Montage der Textilmaschine 1 vereinfacht.
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6 zeigt
eine Abwandlung des anhand der 5 erläuterten
Ausführungsbeispieles. Die Spinnstellen 3a bis 3d sind
ebenfalls über unabhängige Kommunikationspfade 36a bis 36d mit
der zugehörigen Gruppensteuereinrichtung 35a verbunden. Jeder
der Kommunikationspfade 36a bis 36d umfasst einen
Kommunikations-Bus 40a bis 40d. An die Kommunikations-Busse 36a bis 36d sind
die kommunikationsfähigen Funktionseinheiten 4, 9, 10 und 8 jeweils
einer der Spinnstellen 3a bis 3d sowie die Gruppensteuereinrichtung 35a angeschlossen.
Hierzu sind durch schwarze Doppelpfeile angedeutete Schneidklemmen
verwendet. Die Kommunikations-Busse 36a bis 36d übernehmen
jeweils den Datentransport zwischen der Gruppensteuereinrichtung 35a und
genau einer der Spinnstellen 3a bis 3d. Sie sind
vorzugsweise als lineare CAN-Busse mit beidseitigen Abschlusswiderständen
ausgeführt.
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Es
könnten jedoch auch Mischformen der anhand der 5 und 6 gezeigten
Ausführungsbeispiele vorgesehen sein. Beispielsweise könnten die
Aktoren 13, 21 und 24 einer bestimmten
Spinnstelle 3 über einen Kommunikati ons-Bus 40 mit
der Gruppensteuereinrichtung 35a und der Sensor 20 der
Spinnstelle 3 mit einer direkten unabhängigen Leitung
an die Gruppensteuereinrichtung 35a angeschlossen sein.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 7. Unabhängige
Kommunikationspfade, welche die Gruppensteuereinrichtung 35a mit
jeweils einer der Spinnstellen 3a bis 3d verbinden,
sind hier nicht vorgesehen. Vielmehr erfolgt die Kommunikation zwischen
den Funktionseinheiten 4, 9, 10 und 8 der Spinnstellen 3a bis 3d über
einen gruppenweiten Gruppen-Bus 41. Auch hierbei handelt
es sich bevorzugt um einen linearen CAN-Bus mit beidseitigen Abschlusswiderständen.
Die zentrale Leitung des CAN-Busses ist an jeder anzuschließenden
kommunikationsfähigen Funktionseinheit 4, 9, 10, 8 der Spinnstellen 3a bis 3d unmittelbar
entlanggeführt, so dass der Anschluss der kommunikationsfähigen Funktionseinheiten über
Schneidklemmen unmittelbar erfolgen kann. Schneidklemmen zum Anschließen
von Funktionseinheiten an den Gruppen-Bus sind hier ebenfalls durch
schwarze Doppelpfeile dargestellt. Deren unterschiedliche Länge
ergibt sich lediglich aus zeichnerischen Gründen.
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In
einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform könnten
beispielsweise die Sensoren 20 der Arbeitsstellen 3a bis 3d über
einen Gruppen-Bus 41 mit der Sektionssteuereinrichtung 35a und
die Aktoren 14, 21a, 24 mittels unabhängiger
Kommunikationspfade 36 (4 und 5)
mit der Gruppensteuereinrichtung 35a verbunden sein.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr können Abwandlungen im Rahmen
der Patentansprüche durchgeführt sein. Insbesondere könnten
weitere Funktionseinheiten der Spinnstellen, welche Aktoren und/oder
Sensoren aufweisen, an die Gruppensteuereinrichtungen angeschlossen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10153457
A1 [0010, 0012, 0014, 0015, 0077]