DE19722701A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung von Fadenscharen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Vielzahl von einer Vielzahl von Garnträgern laufenden bzw. auf diese auflaufenden Fäden, insbesondere bei Wickel-, Schär-, Spul- oder Zwirnmaschinen.

Die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der modernen Textilindustrie führt dazu, daß ein übersehener Fadenfehler zu hohen Verlusten führt. Die Überwachung der einzelnen Fäden wird durch die große Anzahl der gleichzeitig zu verarbeitenden Fäden erschwert.

Bei dem Auf- bzw. Abwickeln von Fadenscharen von den jeweiligen Garnträgern ist es notwendig, das ordnungsgemäße Auf- bzw. Abwickeln der jeweiligen Fäden zu überwachen. Ein nicht detektierter Fadenbruch, d. h. ein übersehener abgerissener Faden oder ein Strammfaden, d. h. ein zu stark gespannter Faden, führen dazu, daß das mit den Wickel herzustellende Produkt fehlerhaft ist. Des weiteren treten Fehler bevorzugt dann auf, wenn die Musteraufsteckung und der Blatteinzug in der Etagenreihenfolge nicht übereinstimmen und es zu Fadenkreuzungen kommt. Dies geschieht besonders durch Unachtsamkeiten der Bedienpersonen.

Aus DE 195 06 205 ist eine Vorrichtung bekannt, die die einzelnen Fäden einer Fadenschar während ihres Aufwickelns auf einen Wickelbaum jeweils mittels eines Fadenwächters hinsichtlich Fadenbruchs überwacht, wobei eine Steuereinrichtung die Fadenwächter nacheinander in einem Serienabfrageverfahren auf ein Überwachungssignal abfragt, das die jeweiligen Fadenwächter bei den Auftreten eines Fadenbruches erzeugen. Auf einen erfaßten Fadenbruch hin wird die Wickelmaschine stillgesetzt, und es erfolgt eine den Fadenbruch lokalisierende Anzeige. In dieser herkömmlichen Vorrichtung werden die "aktiven" Fadenwächter, d. h. die Fadenwächter, an denen ein Faden anliegt, vor jedem Aufwickelvorgang bestimmt. Somit wird die Abfrage beschleunigt, da nur aktive Fadenwächter abgefragt werden.

Aus DE 78 24 603 ist bekannt, die Fadenwächter als Lichtschranke auszubilden und samt Impulsdetektor unmittelbar an der Fangöse für den während des Ablaufens bzw. Auflaufens einen Ballon bildenden Faden derart anzuordnen, daß das Hin- und Herschwingen des Fadens in der Fangöse erfaßt wird.

Des weiteren ist aus Melliand Textilberichte (S. 304) eine Vorrichtung bekannt, die durch kleine Anzeigeeinrichtungen an jedem Spulenträger der Gatterwagen einer Bedienperson signalisiert, an welcher Position und in welcher Reihenfolge die Gatter bestückt werden müssen. Die Programmdaten hierzu werden mittels eines handelsüblichen Rechensystems an die Vorrichtung übermittelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Vielzahl von unter Ballonbildung von einer Vielzahl von Garnträgern laufenden bzw. auf diese auflaufenden Fäden so auszubilden, daß eine schnelle Reaktionszeit bei Auftreten eines Fadenbruches und erhöhte Betriebszuverlässigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 bzw. im Patentanspruch 10 aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Steuereinrichtung, mindestens eine Detektoreinrichtung, die der Steuereinrichtung einen Fehlerzustand eines Fadens anzeigt, und eine Busleitung zwischen der mindestens einen Detektoreinrichtung und der Steuereinrichtung, um von der mindestens einen Detektoreinrichtung erfaßte Fehlerzustände an die Steuereinrichtung zu übertragen, wobei die Steuereinrichtung ausgestaltet ist, auf der Busleitung abwechselnd eine erste und eine zweite Signalphase zu erzeugen. In der ersten Signalphase wird eine Betriebsenergie an die mindestens eine an die Busleitung angeschlossene Detektoreinrichtung übertragen. Desweiteren ist die Steuereinrichtung dergestalt ausgestaltet, daß sie in der zweiten Signalphase für Daten von der zumindest einen Detektoreinrichtung empfangsbereit ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Detektoreinrichtung ausgestaltet, zumindest einen Teil der in der ersten Signalphase übertragenen Betriebsenergie in einem Energiespeicher zu speichern und während der zweiten Signalphase für den Betrieb benötigte Energie aus dem Energiespeicher zu schöpfen. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb der mindestens einen Detektoreinrichtung, ohne daß während der zweiten Signalphase Betriebsenergie von der Steuereinrichtung an die Detektoreinrichtung übertragen wird. Alternativ dazu kann während der zweiten Signalphase der Betrieb der Detektoreinrichtung auf die zur Signalübertragung erforderlichen Komponenten beschränkt werden, so daß in dieser Phase der Betriebsenergiebedarf der Detektoreinrichtung geringer ist und von der Steuereinrichtung gedeckt werden kann.

Die Erfindung kann vorteilhaft derart ausgestaltet werden, daß Betriebsenergie von einer Steuereinrichtung über dieselben Leiter der Busleitung an die mindestens eine Detektoreinrichtung übertragen wird, über die auch Daten zur Ansteuerung der mindestens einen Detektoreinrichtung übertragen werden, und/oder über die auch die Daten bezüglich eines von der mindestens einen Detektoreinrichtung erfaßten Fehlerzustandes an die Steuereinrichtung übertragen werden. Dies ermöglicht einen vereinfachten Aufbau und eine vereinfachte Montage einer Vorrichtung zum Überwachen einer Vielzahl von unter Ballonbildung von einer Vielzahl von Garnträgern laufenden bzw. auf diese auslaufenden Fäden und ermöglicht darüber hinaus durch die Reduzierung der im allgemeinen störanfälligen Verbindungsleitungen zu der Vielzahl von Detektoreinrichtungen eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit. Dies führt zu Kostenvorteilen gegenüber den herkömmlichen Vorrichtungen, da in der modernen Textilindustrie eine sehr hohe Anzahl von Fäden gleichzeitig verarbeitet wird, und somit eine große Anzahl von Detektoreinrichtungen benötigt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Steuereinrichtung bzw. die Detektoreinrichtungen derart ausgebildet, daß die Steuereinrichtung Abfolgen von ersten und zweiten Signalphasen mit variablen Dauern auf der Busleitung erzeugen kann, um Daten an die mindestens eine Detektoreinrichtung zu übertragen. Dies führt durch geeignete Wahl der jeweiligen Phasenlänge nicht nur zu einer quasi kontinuierlichen Überwachung der Detektoreinrichtungen, wenn die Zeitintervalle der beiden Phasen jeweils klein gegenüber der Reaktionszeit des Systems gewählt werden, sondern ermöglicht auch eine gezielte Abfrage und/oder Steuerung einzelner Detektoreinrichtungen mittels individueller Adressierung durch die Steuereinrichtung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung betreibbar ist, in der ersten Signalphase eine erste Spannung mit einer ersten Polarität auf der Busleitung zu erzeugen, und in der zweiten Signalphase eine zweite Spannung mit entgegengesetzter Polarität, wobei die mindestens eine Detektoreinrichtung ausgestaltet ist, einen Fehlerzustand an den Fäden mittels Kurzschließens der Busleitung in ausgewählten zweiten Signalphasen zu übertragen. Dies ist vorteilhaft darin, daß die Detektoreinrichtungen Quellen für Daten an die Steuereinrichtung sein können, ohne gleichzeitig Energiequelle für die Übertragung der Daten sein zu müssen. Selbst dann, wenn die Busleitung lang ist, kann somit die von der jeweiligen, Daten übertragenden Detektoreinrichtung benötigte Betriebsenergie gering gehalten werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Detektoreinrichtung betreibbar, einen Fehlerzustand mittels eines Schließkontaktes zu detektieren, wenn dieser über einen längeren von der Steuereinrichtung vorgegebenen Zeitraum geschlossen ist. Dieses ermöglicht es, über die Detektion eines Fadenbruchs hinaus einen Strammfaden, d. h. einen-zu stramm von dem Garnträger auf- bzw. von diesem ablaufenden Faden zu detektieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Detektoreinrichtung jeweils eine als Lichtschranke ausgebildete Abtasteinrichtung mit einem Pulsdetektor, die an dem jeweiligen Fadenträger unmittelbar an der Fangöse derart angeordnet ist, daß ein Hin- und Herschwingen der Fäden in den Fangösen erfaßt wird. Wenn die Fadendurchgänge signalisierenden Impulse, die von der oben genannten Abtasteinrichtung erfaßt werden, während eines vorgegebenen Zeitfensters, beispielsweise von mindestens 2 ms, ausbleiben, wird der Steuereinrichtung von der Detektoreinrichtung ein Fehlerzustand angezeigt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, um Fehler signalisierende Detektoreinrichtungen zu lokalisieren und anzugeben, und/oder um den Fortschritt auszuführender Wartungsarbeiten oder eine gewisse einzuhaltende Aufsteckreihenfolge der Garnträger gemäß Programmdaten, die über eine Eingabe und Ausgabeeinrichtung empfangen bzw. ausgegeben werden, anzugeben. Somit wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die es ermöglicht, einer Bedienperson Arbeitsschritte anzugeben und somit die Fehlerwahrscheinlichkeit von Bedienfehlern zu reduzieren.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Busleitung zwischen der mindestens einen Detektoreinrichtung und der Steuereinrichtung aus zwei Drähten.

Mehrere oder alle der vorangehenden Ausführungsformen der Erfindung lassen sich vorteilhaft miteinander kombinieren. Die vorliegende Erfindung stellt zur Lösung der obigen Aufgabe ebenfalls ein Verfahren zum Überwachen einer Vielzahl von einer Vielzahl von Garnträgern laufenden bzw. auf diese laufenden Fäden bereit, wonach Betriebsenergie von einer Steuereinrichtung an mindestens eine Detektoreinrichtung über eine Busleitung in einer ersten Signalphase übertragen wird. Desweiteren ist eine sich mit der ersten Signalphase abwechselnde zweite Signalphase vorgesehen, in der Fehlerzustandsdaten von der mindestens einen Detektoreinrichtung an die Steuereinrichtung übertragen werden können. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung geschieht die Übertragung von Daten von der Steuereinrichtung zu der mindestens einen Detektoreinrichtung mittels Variierung der Abfolgen von ersten und zweiten Signalphasen. Dies ermöglicht die Überwachung aller an die Busleitung angeschlossenen Detektoreinrichtungen und darüber hinaus die Steuerung einzelner oder aller Detektoreinrichtungen durch die Steuereinrichtung.

Desweiteren kann das Verfahren so ausgestaltet werden, daß die Steuereinrichtung in der ersten Signalphase eine erste Spannung mit einer ersten Polarität auf die Busleitung legt, und in der zweiten Signalphase eine zweite Spannung mit entgegengesetzter Polarität, um einen energiesparenden Betrieb der mindestens einen Detektoreinrichtung während der zweiten Signalphase zu erzielen. Die Datenübertragung von der Detektoreinrichtung an die Steuereinrichtung in ausgewählten zweiten Signalphasen geschieht dann beispielsweise dadurch, daß die Detektoreinrichtung die Busleitung kurzschließt.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Übertragung der Betriebsenergie von der Steuereinrichtung zu der mindestens einen Detektoreinrichtung und von Daten von der mindestens einen Detektoreinrichtung zu der Steuereinrichtung auf einer Busleitung stattfinden, die aus zwei Drähten besteht.

Die mindestens eine Detektoreinrichtung kann Betriebsenergie, die von der Steuereinrichtung in der ersten Signalphase an die mindestens eine Detektoreinrichtung übertragen wurde, zumindest zu einem Teil speichern, um in der zweiten Signalphase den Betrieb aus der gespeicherten Energie aufrechtzuerhalten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A zeigt einen unter Ballonbildung von einem Garnträger ablaufenden Faden;

Fig. 2B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Detektoreinrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2C zeigt eine schematische Ansicht der Detektion eines in der Fangöse umlaufenden Fadens;

Fig. 3A zeigt die Signalformen, die in einem Ausführungsbeispiel eines Übertragungsprotokolls zwischen der Steuereinrichtung und den Detektoreinrichtungen verwendet werden;

Fig. 3B zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Ermittlung der 24 Bitadresse einer Detektoreinrichtung;

Fig. 3C zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels zur Zuweisung einer Knotennummer mit Hilfe der 24 Bitadresse;

Fig. 3D zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Ein- und Ausschalten einer LED an einer Detektoreinrichtung;

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Fehlerdetektion einer Detektoreinheit;

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Betriebs der Steuereinrichtung;

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Busschnittstellenschaltung der Steuereinrichtung.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Busschnittstellenschaltung der Detektoreinrichtung.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet die Steuereinrichtung, die mittels einer aus zwei Drähten bestehenden Busleitung 3 mit einer Vielzahl von Detektoreinrichtungen 2 verbunden ist.

Fig. 2A zeigt einen unter Ballonbildung von einem Garnträger 10 abgleitenden Faden 11, der durch eine Fangöse 12 eingefangen wird.

Fig. 2B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer auf einem Fadenträger 9 angeordneten Detektoreinrichtung 2 mit einer Fangöse 12 und einer Lichtschranke 15. Die Lichtschranke 15 ist so angeordnet, daß der Überwachungsstrahl durch das Zentrum der Fangöse gerichtet ist. Die Detektoreinrichtung 2 ist mittels der Zweidraht-Busleitung 3 mit der Steuereinrichtung (1) verbunden.

Fig. 2C zeigt das Prinzip der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Fadenüberwachung. Der unter Ballonbildung von dem Garnträger 10 ablaufende Faden 11 läuft beim Abzug bzw. beim Auflaufen einer Fadenwicklung von dem Garnträger einmal am inneren Umfang der Fangöse 12 entlang und passiert die Lichtschranke 15. Dabei treten bei jedem Fadendurchgang elektrische Impulse auf, deren Frequenz proportional der Fadengeschwindigkeit und umgekehrt proportional dem jeweiligen Durchmesser der Spule aus dem Garnträger ist. Beim Reißen oder Hängenbleiben des Fadens bleiben die durch die Bewegung des Fadens hervorgerufenen Impulse am Ausgang des Impulsdetektors aus, was von der Detektoreinrichtung 2 zu erkennen ist und weiterverarbeitet wird. Die Lichtschranke 15 ist zweckmäßigerweise eine übliche Miniaturlichtschranke mit kleinem Lichtaustrittswinkel. Sie besteht vorteilhaft aus einer Sendediode und einem Empfangselement und ist auf einer Durchmesserlinie beiderseits der Fangöse angeordnet, wobei das Empfangselement zweckmäßig ein Fototransistor ist.

Fig. 3A zeigt Spannungsverläufe auf der Busleitung 3 gemäß einem Übertragungsprotokoll, das zur Stromversorgung der Detektoreinrichtungen 2 und zur Signalübermittlung zwischen den Detektoreinrichtungen 2 und der Steuereinrichtung 1 in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die Übertragung von Daten und die Stromversorgung der Detektoreinrichtungen erfolgt in bevorzugter Art und Weise über eine aus zwei Drähten bestehende Busleitung. Je nach Polarität der Spannung auf der Busleitung zwischen der Steuereinrichtung und den Detektoreinrichtungen kann die Steuereinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel Daten an die Detektoreinrichtungen senden oder die Detektoreinrichtungen Informationen an die Steuereinrichtung übermitteln. Während der positiven Phasen versorgt die Steuereinrichtung die Detektoreinrichtungen mit Strom. In ausgewählten negativen Phasen, hier in jeder zweiten negativen Phase, können die Detektoreinrichtungen Daten mittels Kurzschließen der Busleitung an die Steuereinrichtung übertragen und somit Informationen an die Steuereinrichtung übermitteln. Der Kurzschlußstrom wird von der Steuereinrichtung begrenzt, beispielsweise auf maximal 120 mA. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Detektoreinrichtungen sowohl in der positiven als auch in der negativen Signalphase Stromsenken, wobei die Steuereinrichtung als Quelle dient. Dadurch kann die in den Detektoreinrichtungen benötigte Betriebsenergie minimiert werden, so daß ein in den jeweiligen Detektoreinrichtungen vorgesehener Energiespeicher zur Versorgung der jeweiligen Detektoreinrichtung während der negativen Phase, kleingehalten werden kann, und/oder die positive Phase zur Aufladung des Energiespeichers kurzgehalten werden kann, selbst wenn die Kapazität der Busleitung, etwa aufgrund beträchtlicher Länge, groß ist.

Die in diesem Ausführungsbeispiel zur Datenübertragung von den Detektoreinrichtungen an die Steuereinrichtung vorgesehenen, negativen Signalphasen sind durchkreuzt dargestellt, um anzudeuten, daß in dieser Phase die Spannung auf der Busleitung zwischen einem negativen, von der Steuereinrichtung vorgegebenen Wert und 0 Volt wechselt.

Gemäß dem in Fig. 3A gezeigten Übertragungsprotokoll werden vier verschiedene Abfolgen von positiven und negativen Signalphasen C, D, L, H zur Übertragung von Befehlen und Daten von der Steuereinheit an jeweilige Detektoreinrichtungen verwendet. Diese sind: Code = C, Daten = D, Low = L und High = H.

In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die vier Signal formen ein konstantes Puls zu Pauseverhältnis aufweisen. Bei einem konstanten Verhältnis ist der Stromfluß in der Leitung unabhängig von den gerade übertragenen Daten. Somit wird es einfacher, die benötigte Leistungsfähigkeit eines Netzteils und von Ladungskondensatoren in den Detektoreinrichtungen zu bestimmen.

Die Übertragung eines C-Signals von der Steuereinrichtung löscht sofort einen zuletzt gesendeten Steuerbefehl, d. h. die Detektoreinrichtungen werden in einen Ruhezustand versetzt. Hinter einem C-Signal folgen 8 L/H Signale gemäß 8 bit, die von den Detektoreinrichtungen als Befehle decodiert werden. Hinter einem D-Signal folgt je nach Befehl eine bestimmte Anzahl von L/H Signalen gemäß Datenbits, die den zuvor gesendeten Befehl weiterspezifizieren. In Abhängigkeit von dem gewählten Steuerbefehl antworten eine oder mehrere Detektoreinrichtungen mit der Übertragung einer 0 oder einer 1 in den jeweiligen, zur Datenübertragung von den Detektoreinrichtungen zur Steuereinrichtung vorgesehenen, negativen Signalphasen. Bei bestimmten Befehlen wird nur diejenige Detektoreinrichtung angesprochen, deren Knoten mittels einer Folge von L und H Signalen nach dem D-Signal adressiert worden ist. Die Funktionsweise einer Adressierung wird im folgenden am Beispiel des Ein- und Ausschaltens einer LED einer Detektoreinrichtung beschrieben: Zuerst wird an alle Detektoreinrichtungen gleichzeitig der Befehl LED-Schalten mittels Senden eines C-Signals und 8 Datenbits (L oder H) gesendet. Dann wird ein D-Signal an alle Detektoreinrichtungen gesendet, wodurch ein Adreßzähler in den Detektoreinrichtungen zurückgesetzt wird. Im folgenden wird eine Folge von L und H Signalen gesendet, die jeweils die Adreßzähler der Detektoreinrichtungen inkrementieren. Wenn nun ein Adreßzähler einer Detektoreinrichtung gleich einer der Detektoreinrichtung zugewiesenen ersten Adresse (Knotennummer) ist, wird die LED bei einem H-Signal eingeschaltet und bei einem L-Signal ausgeschaltet. Somit wird eine Detektoreinrichtung adressiert, ohne daß jemals eine Adresse explizit übertragen worden ist. Die Adresse wird von der Detektoreinrichtung durch Abzählen der L oder H Signale nach einem D-Signal abgeleitet.

Die Abfolge mehrerer C/D Signale direkt hintereinander, oder unvollständige C/L/H Sequenzen, haben keinerlei Wirkung.

Die Reaktionszeit des in der beschriebenen Ausführung realisierten Systems der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Länge eines Signals und der Zahl der benötigten Signale: In dem vorliegenden Beispiel mit der in Fig. 3 skizzierten Signalstruktur läßt sich im Überwachungszustand innerhalb von 1,8 ms ein möglicher Fehlerzustand detektieren.

Gemäß dem in Fig. 3A gezeigten Ausführungsbeispiel eines Übertragungsprotokolls wird aus der Länge des ersten positiven Impulses von der Detektoreinrichtung die Art des Signals ermittelt. Die Abfolge von kurzer und langer negativer Phase wird zur Synchronisation der Detektoreinrichtungen verwendet. Die Antwort einer oder mehrerer Detektoreinrichtungen erfolgt ausschließlich in der langen negativen Phase. Eine Detektoreinrichtung antwortet in diesem Ausführungsbeispiel nur mit 0 (kein Stromfluß) oder 1 (Stromfluß).

Da die Stromversorgung nur während der positiven Phasen vorgenommen wird, darf der negative Puls eine gewisse Zeitspanne nicht überschreiten. In der vorliegenden Anordnung beträgt diese Zeitspanne 750 µsec. Jede der in Fig. 4 gezeigten Signal formen gewährleistet die Stromversorgung der Detektoreinrichtungen über 50% der Zeit.

Die verschiedenen Signalformen ermöglichen eine sehr flexible Gestaltung des Übertragungsprotokolls. Durch die Verwendung der beiden Synchronisationszeichen D = Daten und C = Code und der binären Werten entsprechenden Zeichen L, H können beliebig lange Datenfolgen generiert werden. Insbesondere hinsichtlich der eigentlichen Detektion von Fehlerzuständen ist dabei vorteilhaft, daß die Reaktionszeit von der Länge der Datenfolge unabhängig sein kann, da in jedem Zeichen eine Phase vorgesehen ist, die eine Meldung der Detektoreinrichtung an die Steuereinrichtung erlaubt. Dadurch kann ferner die Anzahl von wenig Polaritätswechseln pro Zeiteinheit auf der Busleitung gering gehalten werden, ohne daß dieses die Reaktionsgeschwindigkeit lähmt. Die Minimierung der Polaritätswechsel ist wünschenswert, denn jeder Polaritätswechsel bedeutet Leistungsverluste in der Steuereinrichtung.

Jede Detektoreinheit speichert in diesem Ausführungsbeispiel in einer Speichereinrichtung zwei Adressen. Diese Speichereinrichtung kann als EEprom oder RAM oder Flash- Memory ausgebildet sein. Die erste Adresse hat eine Länge von 1 Byte und wird im folgenden als Knotennummer bezeichnet. Die zweite Adresse hat eine Länge von 24 Bit. Jede 24 Bit Adresse wird bei der Produktion der Meßstelle nur einmal an eine einzige Detektoreinrichtung vergeben, womit diese immer eindeutig identifiziert werden kann. Da im Normalbetrieb der Detektoreinrichtungen eine Adressierung über 24 Bit zu langsam wäre, werden die Detektoreinrichtungen über ihre Knotennummer angesprochen. Die Knotennummer wird der Detektoreinrichtung nach der ersten Installation im Gatter von der Steuereinrichtung zugewiesen, soweit diese von der Speichereinrichtung dauerhaft gespeichert werden kann, oder bei jedem erneuten Einschalten des Systems, soweit die Knotennummer nur in einem RAM Speicher gehalten wird. Die 8 Bit Knotennummer begrenzt die Zahl der an einem Buskabel gleichzeitig angeschlossenen Detektoreinrichtungen auf 256. Die Knotennummer 0 wird in einem Gatter nicht vergeben, da sich unter dieser Nummer Detektoreinrichtungen mit Speicherfehlern in den Speichereinrichtungen melden.

Die Befehle gemäß dem in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Übertragungsprotokoll werden im folgenden anhand der Funktionsweise einer Ausführungsform der Erfindung detailliert beschrieben.

Signal "Ruhezustand" (Signalfolge: C LLLL LLLx)

Durch jeden fehlerhaften oder abgebrochenen Steuerbefehl wird dieser Befehl aktiviert. Die Detektoreinrichtung reagiert auf kein L/H/D mehr und wartet bis auf das nächste folgende C-Signal.

Signal "LED schalten" (Signalfolge: C LLLL LLHx D x(256))

Mit diesem Befehl kann die Anzeigeeinrichtung jeder Detektoreinrichtung einzeln ein- oder ausgeschaltet werden. Um übermäßige Stromspitzen zu vermeiden, wird in einer Ausführungsform der Erfindung eine IR-Diode der Detektoreinrichtung abgeschaltet, wenn eine rote LED, die eine mögliche Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtungen der Detektoreinrichtung ist, in einer Detektoreinrichtung eingeschaltet wird und umgekehrt.

Nach dem Befehl folgt ein D-Signal, das die internen Adreßzähler aller Detektoreinrichtungen auf 0 setzt. Mit dem ersten folgenden L/H-Signal wird die rote LED der Meßstelle mit der Nummer 0 eingeschaltet (H-Signal) oder ausgeschaltet (L-Signal). Die Detektoreinrichtung meldet eine eingeschaltete LED mit "1" zurück. Jedes weitere L/H-Signal schaltet die LED der Detektoreinrichtung ein oder aus, deren Knotennummer gleich der Zahl der L/H-Signale seit dem letzten D-Signal ist. Mit jedem D-Signal wird ein interner Zähler in den jeweiligen Detektoreinrichtungen dieser Ausführungsform der Erfindung wieder auf 0 gesetzt.

Signal "Meßstelle Schalten" (Signalfolge: C LLLL LHLx Dx (256))

Da in einem Gatter nicht immer alle Detektoreinrichtungen benötigt werden, kann jede einzeln abgeschaltet werden. Eine abgeschaltete Detektoreinrichtung nimmt an der Überwachung des Fadenabzugs bzw. der Strammfadenüberwachung nicht mehr teil. Nach dem Befehl folgt ein D-Signal, das die internen Adreßzähler aller Detektoreinrichtungen auf 0 setzt. Mit dem ersten folgenden L/H-Signal wird die Detektoreinrichtung mit der Nummer 0 eingeschaltet (H-Signal) oder ausgeschaltet (L-Signal). Die Detektoreinrichtung meldet eine 1 zurück, wenn sie eingeschaltet wurde. Jedes weitere L/H-Signal schaltet die Detektoreinrichtung ein oder aus, deren Knotennummer gleich der Zahl der L/H-Signale seit dem letzten D-Signal ist. Mit jedem D-Signal wird der interne Zähler wieder auf 0 gesetzt.

Signal "24 Bit Selektion" (Signalfolge: C LLLL LHHx Dx (beliebig))

Während des Produktionsprozesses wird an jede Detektoreinrichtung eine 24 Bit Adresse vergeben, wobei jede 24 Bit Adresse nur ein einziges Mal vergeben wird. Diese Adresse ist in der Speichereinrichtung der Detektoreinrichtung abgelegt. Üblicherweise werden die Detektoreinrichtungen in einem Netzwerk über das Abzählen der L/H Signale adressiert. Dies würde allerdings bei einer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewählten Signallänge von etwa 2 msec. und einer Adreßbreite von 24 Bit dazu führen, daß die Adressierung ca. 9 Stunden benötigen würde. Da bei der Inbetriebnahme oder im Servicefall einer Anlage schon alle Detektoreinrichtungen montiert sind, wird eine 24 Bit Selektion ausgeführt, um eine Detektoreinrichtung über die 24 Bit Adresse zu selektieren, um ihr eine Kurzadresse bzw. Knotennummer zuzuweisen, ohne dabei unmäßig lang auf ein Ergebnis warten zu müssen. Mit der 24 Bit Selektion kann die 24 Bit Adresse einer oder aller Detektoreinrichtungen an der Busleitung bitweise ermittelt werden. Dies wird im folgenden anhand einer detaillierten Ausführungsform in Fig. 3B beschrieben.

Zuerst wird ein Startwert für die 24 Bit Adresse auf A = 000000 Hex festgelegt, ein Bitzähler auf n = 24, und ein Wiederholungszähler auf W = 0. Dann wird ein Reset-Befehl und der Befehl zur 24 Bit Selektion gesendet. In Schritt S­ 102 wird ein D-Signal gesendet. In Schritt S103 wird das Bit n der 24 Bit Adresse gesendet. Wenn in Schritt S104 festgestellt wird, daß eine Detektoreinrichtung mit 1 antwortet, wird in Schritt S105 der Bitzähler n dekrementiert und der Wiederholungszähler W auf Null gesetzt. Im folgenden Schritt S106 wird überprüft, ob der Bitzähler n = 0 ist. Wenn n noch nicht 0 ist, geht das Verfahren zurück zu Schritt S103, in dem nun das n-1te Bit der 24 Bit Adresse gesendet wird. Wenn in Schritt S106 festgestellt wird, daß n = 0 ist, liegt im Schritt S107 die ermittelte Adresse in A vor, und die 24 Bit Selektion war somit erfolgreich. Wenn in Schritt S104 erfaßt wird, daß eine Detektoreinrichtung nicht mit einer 1 geantwortet hat, muß die gesamte 24 Bit Adresse ab dem Zeichen D wiederholt werden, um ein mögliches falsch übertragenes Datenbit zu korrigieren. Hierzu wird in Schritt S108 geprüft, ob der Wiederholungszähler W = 1 ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in Schritt S109 das nte Bit der 24 Bit Adresse invertiert, der Bitzähler n wird auf 24 gesetzt, und der Wiederholungszähler W wird auf 1 gesetzt. Dann geht das Verfahren weiter zu Schritt S102. Wird in Schritt S108 festgestellt, daß der Wiederholungszähler schon 1 ist, bricht das Verfahren in Schritt S110 ab.

Anhand von Fig. 3C wird nun eine Möglichkeit zur Zuweisung einer Knotennummer an eine Detektoreinrichtung mit Hilfe der 24 Bit Adresse beschrieben. In Schritt S151 wird der Bitzähler n der Detektoreinrichtungen auf n = 0 gesetzt. In Schritt S152 wird die 24 Bit Selektion, wie anhand von Fig. 3B beschrieben, ausgeführt, um eine 24 Bit Adresse B zu ermitteln. Wenn in Schritt S153 festgestellt wird, daß die Detektoreinrichtung gefunden worden ist, wird A [n] = B gesetzt, und der Bitzähler n wird inkrementiert. Dann geht das Verfahren zurück zu Schritt S152. Wurde in Schritt S153 eine Detektoreinrichtung nicht gefunden, wird in Schritt S­ 155 überprüft, ob 0 < n < 255. Wenn dies nicht zutrifft, geht das Verfahren in Schritt S156 zu einem fehlerhaften Abbruch. Wenn n innerhalb dieses Intervalls liegt, wird die 24 Bit Selektion mit der Startadresse A [n] in Schritt S157 durchgeführt. In dem folgenden Schritt S158 wird der Code "Byte schreiben" gesendet, n und das Komplement von n werden bitweise an eine Detektoreinrichtung gesendet, und n wird inkrementiert. In Schritt S159 wird überprüft, ob n < als 0 ist, wenn dies zutrifft, springt das Verfahren zurück zu Schritt S157, wenn n < 0 ist, endet das Verfahren und die Knotennummer wurde zugewiesen.

Signal "Fadenzählen 1" (Signalfolge: C LLLL HLLL Dx(1-256))

Die rote LED wird bei allen Detektoreinrichtungen ausgeschaltet. Auf den Befehl folgt ein D und danach L/H-Signale. Das D-Signal setzt den internen Zähler der Detektoreinrichtungen auf 0. Die Zahl der L/H-Signale bestimmt, welche Detektoreinrichtung angesprochen wird. Der Zähler in der jeweiligen Detektoreinrichtung zählt bei diesem Befehl somit eine Adresse. Bei der angesprochenen Detektoreinrichtung wird ein Flag in der Detektoreinrichtung, das den Fadendurchgang signalisiert, gelöscht. Je nach Stellung dieses Flag antwortet die Detektoreinrichtung mit einer 0 oder einer 1.

Signal "Fadenzählen 2" (Signalfolge: C LLLL HLLH Dx(1-256))

Die rote LED wird bei allen Detektoreinrichtungen ausgeschaltet. Auf den Befehl folgt ein D und danach L/H-Signale. Das D-Signal setzt den internen Adreßzähler auf 0. Die Zahl der L/H-Signale bestimmen, welche Detektoreinrichtung angesprochen wird. Je nach Stellung des Flags, das den Fadendurchgang signalisiert, antwortet die Detektoreinrichtung mit einer 0 oder einer 1. Das Flag wird nicht gelöscht.

Signal "Fadenzählen 3" (Signalfolge: C LLLL HLHL Dx(1-256))

Wie Fadenzählen 1, jedoch wird der Zustand der LED nicht beeinflußt.

Signal "Fadenzählen 4" (Signalfolge: C LLLL HLHH Dx(1-256))

Wie Fadenzählen 2, jedoch wird der Zustand der LED nicht beeinflußt.

Signal "Checksummen-Test" (Signalfolge: C LLLL HHLL Dx(1-256))

Bei der Initialisierung der Detektoreinrichtungen an den Fadenträgern nach dem Einschalten einer Stromversorgung wird die Checksumme der 24 Bit Adresse in der Speichereinrichtung der Detektoreinrichtung ermittelt. Mit diesem Befehl kann das Ergebnis des Tests abgefragt werden. Auf den Befehl folgt ein D und danach L/H-Signale. Das D-Signal setzt den internen Adreßzähler auf 0. Die Zahl der L/H-Signale bestimmt, welcher Knoten angesprochen wird. Je nach Ergebnis des Checksummen- Tests der 24 Bit Adresse der Detektoreinrichtung antwortet die Detektoreinrichtung mit einer 0 oder einer 1 (Fehler = 1).

Signal "Anwesenheits-Test" (Signalfolge: C LLLL HHLH Dx(1-256))

Dieser Befehl dient dazu, die Zahl der angeschlossenen Detektoreinrichtungen zu ermitteln. Auf den Befehl folgt ein D-Signal und danach maximal 256 L/H-Signale. Das D-Signal setzt den internen Adreßzähler auf 0. Die Zahl der L/H-Signale bestimmt, welche Detektoreinrichtung angesprochen wird. Jede angesprochene Detektoreinrichtung antwortet mit einer 1.

Signal "KFD-Test 1" (Signalfolge: C LLLL HHHL D x(1-256))

Auf diesen Befehl folgt ein D und danach L/H-Signale. Das D-Signal setzt den internen Adreßzähler auf 0. Die Zahl der L/H-Signale bestimmt, welche Detektoreinrichtung angesprochen wird. Jede angesprochene Detektoreinrichtung antwortet mit einer 1, wenn deren Schalteingang geschlossen ist. Wenn der Schalteingang der jeweiligen Detektoreinrichtung geschlossen ist, wird die rote LED sofort eingeschaltet. Das Senden weiterer L oder H-Signale hat keine Wirkung.

Signal "KFD-Test 2" (Signalfolge C LLLL HHHH D x(1-256))

Auf diesen Befehl folgt ein D-Signal und danach L/H Signale. Das D-Signal setzt den internen Adreßzähler auf Null. Die Zahl der L/H Signale bestimmen, welche Detektoreinrichtung angesprochen wird. Jede angesprochene Detektoreinrichtung antwortet mit einer 1, wenn deren Schalteingang geschlossen ist. Die rote LED der jeweiligen Detektoreinrichtung wird nicht beeinflußt. Das Senden weiterer L oder H-Signale hat keine Wirkung.

Signal "Messung Start" (Signalfolge C LLLH LLLL D x(1-256))

Die rote LED wird abgeschaltet und ein Überwachungszustand bei allen aktivierten Detektoreinrichtungen ausgelöst. Auf den Befehl folgt ein D-Signal und danach ausschließlich L/H-Signale. Auf L-Signale folgt nur eine Fehlermeldung der Detektoreinrichtungen, wenn der von der Steuereinrichtung vorgegebene Zeitraum zur Detektierung eines Fehlerzustandes überschritten wurde. Wird ein H-Signal gesendet, melden alle Detektoreinrichtungen, die seit dem letzten H-Signal keinen Fadendurchgang registriert haben, einen Fehlerzustand. Der Fehlerzustand wird durch eine dauernd gesendete 1 von der Detektoreinrichtung an die Steuereinrichtung gemeldet. Der Fehlerzustand wird erst nach dem Befehl "Messung Stop" gelöscht.

Signal "Messung Stop" (Signalfolge C LLLH LLLH D x(1-256))

Der Fehlerzustand wird gelöscht. Der Überwachungszustand aller Detektoreinrichtungen wird aufgehoben. Der Zustand der roten LED wird nicht geändert.

Signal "Reset 24 Bit" (Signalfolge C LLLH LLHL)

Alle Detektoreinrichtungen, die über die 24-Bit Selektion ausgewählt worden sind, werden in einen Normalzustand versetzt.

Signal "KFD-Verzögerung" (Signalfolge D x(8) C LLLH LLHH)

Der zu schreibende Verzögerungswert wird nach einem D-Signal mit 8 L/H Signalen übergeben. Das MSB folgt direkt hinter dem D-Signal. Nach der Übergabe des Wertes wird durch Senden des Befehls der Wert gleichzeitig in allen an der Verbindung angeschlossenen Detektoreinrichtungen gespeichert.

Signal "Byte Lesen" (Signalfolge C LLLH LHHL D x(8))

Eine Detektoreinrichtung muß vor diesem Befehl durch die 24-Bit Selektion adressiert worden sein, um die Schreib/Leseberechtigung zu erhalten. Dieser Befehl liest ein Byte aus der Speichereinrichtung der Detektoreinrichtung aus und schreibt dieses in einen Ausgangspuffer. Ein Adreßzeiger wird dabei um 1 erhöht. Dieser Zeiger wird durch die 24-Bit Selektion auf Null gesetzt. Nach dem Befehl folgt ein D-Signal und 8 L/H Signale. Mit jedem L/H Signal wird ein Bit aus der Speichereinrichtung der Detektoreinrichtung gelesen und durch eine 0 oder eine 1 zur Steuereinrichtung gesendet.

Signal "Byte Schreiben" (Signalfolge D x(8) C LLLH HHLx)

Eine Detektoreinrichtung muß vor diesem Befehl durch die 24-Bit Selektion adressiert worden sein, um eine Schreib/Leseberechtigung zu erhalten. Dieser Befehl liest ein Byte aus einem Eingangspuffer und schreibt dieses in die Speichereinrichtung. Der Adreßzeiger wird dabei um 1 erhöht, wobei anzumerken ist, daß der Zeiger nicht durch diesen Befehl, sondern durch die 24 Bit Selektion auf 0 gesetzt wird. Vor diesem Befehl muß der Eingangspuffer mit dem zu schreibenden Byte beschrieben worden sein. Dies geschieht durch eine Sequenz von einem D und 8 L/H Bytes, wobei die Übertragung des Wertes entfallen kann, wenn der gleiche Wert mehrfach hintereinander programmiert wird. Jedes H-Signal wird von der Detektoreinrichtung mit einer 1 quittiert.

Im folgenden wird anhand einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Ein- und Ausschalten der LED an einer Detektoreinrichtung und eine gleichzeitige Kontrolle der Rückmeldung von den Detektoreinrichtungen beschrieben. In Schritt S201 wird der Steuercode C xxxx xxxx D gesendet. Der Adreßzähler n wird auf 0 gesetzt. Wenn das nte LED eingeschaltet werden soll, wird in Schritt S207 ein H gesendet, das von der Detektoreinrichtung mit der Sendung einer 1 beantwortet wird. Die Detektoreinrichtung schaltet in Schritt S208 das LED ein. Dann wird in Schritt S206 in der Steuereinrichtung überprüft, welcher Wert von der Meßstelle zurückgesendet worden ist. Wird in Schritt S203 bestimmt, daß das nte LED nicht eingeschaltet werden soll, wird in Schritt S204 ein L gesendet. Daraufhin antwortet die Detektoreinrichtung mit einer 0 und schaltet das LED aus. Dann geht das Verfahren weiter zu Schritt S206. In Schritt S­ 209 wird nun überprüft, ob der Adreßzähler n = 255 ist, wenn n < 255 ist, wird der Adreßzähler = n in Schritt S201 inkrementiert, und das Verfahren geht zurück zu Schritt S203. Wenn n = 255 ist, ist das Verfahren zu Ende.

Voranstehend ist nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen eines Übertragungsprotokolls zwischen der Steuereinrichtung und den Detektoreinrichtungen beschrieben. Viele Modifikationen, wie z. B. die Verwendung der zweiten Hälfte eines Datensignals zur Kontrolle des korrekten Empfangs bzw. die Reduzierung des Befehlssatzes auf 16, um die redundante Übertragung eines jeweiligen Befehls zu ermöglichen, sind denkbar. Ferner kann die Detektoreinrichtung so ausgestaltet werden, daß diese bei dem Empfang fehlerhafter Daten eine Rückmeldung an die Steuereinrichtung schickt. Des weiteren können statt einem Bit pro negativer Signalphase mehrere Informationseinheiten, die den jeweiligen Zustand der Detektoreinrichtung charakterisieren, an die Steuereinheit zurückgegeben werden. Auch eine zeitliche Verlagerung dieser Meldungen in die kurze Synchronisationslücke ist möglich.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Fehlerdetektion an einer Detektoreinrichtung. Nach Erhalt des Codes "Messung Start", wird in Schritt S300 ein "Fehler Flag" und ein "Flag" zurückgesetzt. In Schritt S301 findet eine Abfrage statt, ob die Detektoreinrichtung aktiviert ist. Ist dies nicht der Fall, geht die Detektoreinrichtung in Schritt S302 in einen Zustand über, in dem sie auf neue Befehle wartet. Wenn die Detektoreinrichtung aktiv ist, wird in Schritt S303 abgefragt, ob schon ein C-Signal empfangen wurde. Wenn ein C-Signal empfangen wurde, springt die Detektoreinrichtung in den Zustand S302. Wenn kein C-Signal empfangen wurde, findet in Schritt S304 die Abfrage statt, ob ein L oder H Signal empfangen wurde. Bei dem Empfang eines L Signals wird in Schritt S305 der "Flag" Status abgefragt. Ist dieses zurückgesetzt, wird in Schritt S308 das "Fehler Flag" gesetzt. In Schritt S310 wird das "Fehler Flag" abgefragt. Bei gesetztem "Fehler Flag" wird im Schritt S312 ein Fehlerzustand signalisiert, d. h. die Busleitung wird zu gegebener Zeit mittels Kurzschließens auf 0 Volt gezogen und dann zurück zu Schritt S301 gesprungen. Ist das -"Fehler Flag" nicht gesetzt, schließt die Detektoreinrichtung die Busleitung nicht kurz, und es findet ein Rücksprung zu Schritt S301 statt. Hat die Abfrage in Schritt S305 ergeben, daß "Flag" gesetzt ist, wird dieses in Schritt S307 zurückgesetzt und weiter zu Schritt S306 gesprungen. Wurde in Schritt S304 ein H Signal empfangen, wird zu Schritt S306 gesprungen, in welchem die Abfrage des Fadendurchgangs stattfindet. Wenn ein Fadendurchgang erfolgt ist, wird in Schritt S309 "Flag" gesetzt und weiter zu Schritt S313 gesprungen. Ist kein Fadendurchgang erfolgt, wird zu S313 gesprungen, in dem die Abfrage des Schließkontakts zur Detektion des zweiten Fehlerzustandes stattfindet. Ist dieser Schließkontakt geschlossen, wird in Schritt S314 ein Zähler initiiert, der in Schritt S316 mit einem Schwellwert verglichen wird. Wird dieser Schwellwert überschritten, wird das "Fehler Flag" gesetzt und die Detektoreinrichtung springt in den Zustand S310. Wird der Schwellwert nicht überschritten, wird zu S315 gesprungen. Ist in Schritt S313 der Schließkontakt nicht geschlossen, wird der Zähler in S315 auf Null gesetzt und die Detektoreinrichtung springt zu Schritt S310.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Betriebs der Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung sendet nach Anlauf der Maschine den Code "Messung Start" an die Detektoreinrichtungen. In Schritt S402 wird abgefragt, ob ein Zeitintervall entsprechend einem Fadenumlauf verstrichen ist. Die Fadenumlaufzeit berechnet sich aus dem Spulenumfang der Spule von der die jeweiligen Fäden ab- oder aufgezogen werden, dividiert durch die Abzugsgeschwindigkeit bzw. Auflaufgeschwindigkeit. Die Umlaufzeit bezeichnet die Zeit, die für ordnungsgemäßen Umlauf eines unter Ballonbildung von einem Garnträger ablaufenden bzw. auf diesen auflaufenden Fadens in der Fangöse benötigt wird. Ist diese Zeit abgelaufen, wird ein H Signal gesendet, ist diese Zeit nicht abgelaufen, wird ein L Signal gesendet. In dem folgenden Schritt S405 wird ein möglicher Fehlerzustand der Detektoreinrichtungen abgefragt. Die Erfassung eines Fehlerzustandes bewirkt, daß die Detektoreinrichtung in der zur Datenübertagung an die Steuereinrichtung vorgesehenen zweiten Signalphase die Busleitung kurzschließt. Ist kein Fehlerzustand vorhanden und die Maschine stoppt nicht, findet ein Rücksprung zu Schritt S403 statt. Wenn die Maschine stoppt, sendet das Steuergerät den Befehl "Messung Stop" an die Detektoreinrichtung. In Schritt S409 steht die Maschine. Wird in Schritt S405 ein Fehlerzustand detektiert, wird in Schritt S406 die Maschine gestoppt und es findet ein Sprung zu Schritt S408 statt.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer in der Steuereinrichtung vorgesehenen Busschnittstellenschaltung. In dieser Figur bezeichnen WL1 und WL2 die zwei Leiter der Busleitung zu der Vielzahl von Detektoreinrichtungen. T1 bezeichnet einen n-Kanal Leistungs-MOSFET vom Anreicherungstyp, der im leitenden Zustand einen sehr geringen Kanalwiderstand aufweist. Der Drain des Transistors T1 ist mit dem positiven Anschluß einer Spannungsquelle U verbunden. Gate und Source des Transistors T1 sind über eine Schottky Diode SD und einen Widerstand R4 miteinander verbunden. LED bezeichnet eine Leuchtdiode, die mit ihrer Anode mit der Source des Transistors T1 verbunden ist, und mit ihrer Kathode mit einem Widerstand R7. Das andere Ende des Widerstandes R7 ist mit dem Kollektor eines Transistors T2 verbunden. Dessen Emitter empfängt ein negatives Versorgungsspannungspotential. Die Basis des Transistors T2 ist durch einen Widerstand R8 mit dem Kollektor eines Transistors T3 verbunden. Der Kollektor des Transistors T3 ist ferner über einen Widerstand R9 mit dem negativen Spannungsversorgungsanschluß verbunden. Der Emitter des Transistors T3 ist mit einem positiven Spannungsversorgungsanschluß verbunden.

T6 bezeichnet einen Phototransistor, dessen lichtempfindliche Basis von der Leuchtdiode LED beleuchtet werden kann. Der Emitter des Phototransistors T6 ist mit Masse GND verbunden, während der Kollektor des Transistors T6 über einen Widerstand R7 mit dem positiven Spannungsversorgungsanschluß verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T6 stellt ein über die Busleitung BL von den Detektoreinrichtungen empfangenes Datensignal Rx bereit.

Der Kollektor des Transistors T4 ist über dem Widerstand R1 mit dem positiven Spannungsversorgungsanschluß verbunden. Der Kollektor des Transistors T4 ist außerdem über einen Widerstand R2 mit der Basis des Transistors T5 verbunden. Dessen Emitter ist mit dem positiven Spannungsversorgungsanschluß verbunden. Der Kollektor des Transistors T5 ist über einen Widerstand R3 mit dem Gate des Transistors T1 verbunden. Die Basis des Transistors T4 empfängt über einen Widerstand R5 ein Signal Tx entsprechend Daten, die über die Busleitung BL an die Detektoreinrichtungen zu senden sind. Das Signal Tx wird außerdem über den Widerstand R6 an die Basis des Transistors T3 gelegt.

Im Betrieb der in Fig. 6 gezeigten Schaltung bestimmt das Signal Tx die Signalphase auf der Busleitung BL. Ist das Signal Tx auf positivem Potential, wird der Transistor T4 eingeschaltet, was zur Absenkung des Kollektorpotentials des Transistors T4 führt. Der dadurch über den Widerstand R2 fließende Basisstrom schaltet den Transistor T5 leitend, wodurch der Transistor T1 über den Widerstand R3 positives Gatepotential erhält und in den eingeschalteten Zustand übergeht, wodurch der Leiter BL1 der Busleitung BL gegenüber der Leitung BL2 auf positives Potential angehoben wird. Dieser Zustand der Busleitung BL entspricht der ersten, positiven Signalphase.

Gleichzeitig empfängt die Basis des Transistors T3 über den Widerstand R6 positives Potential, so daß der PNP Transistor T3 in den nicht leitenden Zustand übergeht und auch der Transistor T2 abgeschaltet ist.

Wechselt nun das Potential des Signals Tx auf 0 oder negative Werte, führt dieses zur Abschaltung des Transistors T4 und des Transistors T5. Der Widerstand R4 sorgt für die Entladung der Gate-Source-Kapazität des Leistungs-MOSFET T1, so daß dieser in den nicht leitenden Zustand eintritt. Gleichzeitig erhält der Transistor T3 über den Widerstand R6 einen Basisstrom, so daß der Transistor T3 leitet. Somit fließt über den Widerstand R8 ein Basisstrom in den Transistor T2, und dieser geht in den leitenden Zustand über, so daß die Busleitung BL1 gegenüber der Leitung BL2 negatives Spannungspotential aufweist. Dieser Zustand entspricht der negativen Signalphase des in Fig. 3 gezeigten Übertragungsprotokolls.

Wird nun in einer negativen Signalphase die Busleitung BL von einer der Detektoreinrichtungen kurzgeschlossen, so fließt ein Strom über den Transistor T2, den Widerstand R7, die Leuchtdiode LED über die Busleitung und durch die Detektoreinrichtung. Die Stärke des fließenden Stroms wird durch den Widerstand R7 begrenzt. Der fließende Strom bewirkt, daß die Leuchtdiode LED Licht aussendet, welches auf die Basis des Phototransistors T6 fällt und diesen einschaltet. Dadurch fällt das Kollektorpotential des Transistors ab, wodurch Daten von den Detektoreinrichtungen an die Steuereinrichtung signalisiert werden können.

Das Signal Tx wird in der Steuereinrichtung beispielsweise mittels eines geeignet programmierten, nicht dargestellten Microcontrollers erzeugt. Dieser Microcontroller überwacht den Zustand des Signals Rx und verarbeitet die von den Detektoreinrichtungen auf diese Weise empfangenen Daten in der bereits beschriebenen Weise.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Busschnittstellenschaltung in einer Detektoreinrichtung. In dieser Figur bezeichnet BL1 und BL2 die beiden Leiter der Busleitung BL. Der Leiter BL1 der Busleitung ist mit der Anode einer Diode D2 verbunden. Die Kathode der Diode D2 ist mit einem Anschluß eines Elektrolyt-Kondensators C1 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators C1 ist mit der Busleitung BL2 verbunden. SR bezeichnet einen Spannungsregler, dessen Eingang mit dem mit der Diode D2 verbundenen Anschluß des Kondensators C1 verbunden ist, und dessen Masseanschluß mit dem Busleiter BL2 verbunden ist. Der Ausgang des Spannungsreglers SR ist mit einem Anschluß eines Kondensators C2 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators C2 ist mit der Busleitung BL2 verbunden. Der Ausgang des Spannungsreglers SR ist ferner mit dem Betriebsspannungseingang V⁺ einer Steuerschaltung CD der Detektoreinrichtung verbunden. Der Busleiter BL2 ist mit dem Masseversorgungsanschluß GND der Steuerschaltung CD verbunden.

Der Busleiter BL1 ist über eine Diode D1 mit einem Dateneingangsanschluß RDx der Steuerschaltung CD verbunden. Ein Widerstand R12 ist zwischen dem Dateneingang RDx und dem Masseanschluß GND vorgesehen. Eine Diode D4 ist mit ihrer Anode mit dem Dateneingang RDx und mit ihrer Kathode mit dem Betriebsspannungseingang V⁺ verbunden. Eine Diode D5 ist mit ihrer Kathode mit dem Dateneingang RDx und mit ihrer Anode mit dem Masseanschluß GND verbunden.

Der Busleiter BL1 ist ferner mit der Kathode einer Diode D3 verbunden. Die Anode der Diode D3 ist mit dem Emitter eines NPN Transistors T11 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand R13 mit Masse GND verbunden ist. Basis und Emitter des Transistors T11 sind über einen Widerstand R10 miteinander verbunden. Die Basis des Transistors T11 ist über einen Widerstand R11 mit dem Kollektor eines PNP Transistors T10 verbunden. Der Emitter des Transistors T10 ist mit dem geregelten Spannungsausgang V⁺ des Spannungsreglers R verbunden. Die Basis des Transistors T10 ist mit einem Sendedaten-Ausgangsanschluß TDx der Steuerschaltung CD verbunden.

LED2 bezeichnet eine Leuchtdiode, und PD bezeichnet eine Photodiode, die räumlich so zueinander angeordnet sind, daß sie eine Lichtschranke zur Überwachung des in der Fangöse umlaufenden Fadens bilden. LED3 bezeichnet eine Leuchtdiode zur Visualisierung etwa von Fehlerzuständen unter Steuerung der Steuerschaltung CD. SW symbolisiert einen Sensor zur Erfassung weiterer Betriebszustände der Textilmaschine, die über die Busleitung BL an die Steuereinrichtung signalisiert werden sollen. Der Sensor SW ist als Schalter dargestellt, kann jedoch selbstverständlich als Lichtschranke oder anderes Sensorelement je nach Bedarf ausgebildet sein.

Im Betrieb der Busschnittstellenschaltung auf der Seite der Detektoreinrichtung ist der Leiter BL1 der Busleitung in den positiven Signalphasen gegenüber dem Leiter BL2 auf positivem Potential, so daß die Diode D2 in Durchlaßrichtung geschaltet ist und der Kondensator C2 aufgeladen werden kann, um Energie zu speichern für den Betrieb der Detektoreinrichtung, insbesondere der Steuerschaltung CD, während der negativen Signalphase. Der Spannungsregler SR empfängt an seinem Eingang die Spannung über dem Kondensator C1 und regelt diese Spannung ausgangsseitig auf einen konstanten Wert aus. Der Kondensator C2 glättet die geregelte Ausgangsspannung des Spannungsreglers SR und stellt diese zwischen den Anschlüssen V⁺ und GND der Steuerschaltung CD bereit, und zwar aufgrund der Wirkung des ausreichend groß dimensionierten Kondensators C1 nicht nur während der positiven Signalphasen, sondern auch während der negativen Signalphasen.

Die Diode D1 in Reihe mit dem Widerstand R12 ist während der positiven Signalphasen in Durchlaßrichtung geschaltet, was zu einer positiven Eingangsspannung am Dateneingangsanschluß RDx der Steuerschaltung CD führt. Die Dioden D4 und D5 dienen dazu, zu vermeiden, daß die Spannung am Dateneingangsanschluß RDx der Steuerschaltung CD zulässige Grenzwerte überschreitet, etwa durch Störspannungsspitzen auf der Busleitung BL. Der Widerstand R15 dient zur Strom-Begrenzung.

Während einer negativen Signalphase auf der Busleitung BL sperrt die Diode D1, so daß der Widerstand R12 den Dateneingangsanschluß RDx der Steuerschaltung CD auf Masse zieht. Ebenso sperrt die Diode D2 und verhindert so, daß in dem Kondensator C1 gespeicherte Ladung über die Busleitung BL abfließt. In dieser negativen Signalphase kann die Steuerschaltung CD der Detektoreinrichtung über dem Transistor T11, die Diode D3 und den Widerstand R13 die Busleitung kurzschließen, um dadurch Daten an die Steuereinrichtung über die Busleitung BL zu übertragen. Schaltet die Steuerschaltung CD während einer negativen Signalphase den Datenausgangsanschluß TDx beispielsweise auf Masse, führt dieses zu einem Basisstrom des Transistors T10 über den zwischen die Basis des Transistors T10 und den Anschluß TDx geschalteten Widerstand R14, so daß der Transistor T10 leitend wird. Auch in der negativen Signalphase ist eine positive Spannung über dem Kondensator C2 gegenüber Masse vorhanden, so daß über den Transistor T10 und durch den Widerstand R11 ein Basisstrom in den Transistor T11 fließt und diesen einschaltet, so daß die Leiter BL1 und BL2 der Busleitung über die Reihenschaltung des Widerstandes R13, der Diode D3 und des leitenden Transistors T11 kurzgeschlossen werden.

Schaltet die Steuerschaltung CD der Detektoreinrichtung den Datenübertragungsanschluß TDx in einer negativen Signalphase andererseits auf das Potential V⁺, führt dieses dazu, daß der Transistor T10 sperrt, und der Widerstand R10 einen schnellen Ausgleich des Basisemitterpotentials auf Null herbei führt, so daß auch der Transistor T11 sperrt. In diesem Zustand während der negativen Signalphase erscheint die Busschnittstellenschaltung der Busleitung hochohmig.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Überwachen einer Vielzahl von von einer Vielzahl von Garnträgern (10) laufenden bzw. auf diese auflaufenden Fäden (11), umfassend

• - eine Steuereinrichtung (1);
• - mindestens eine Detektoreinrichtung (2), die der Steuereinrichtung einen Fehlerzustand eines Fadens (11) anzeigt;
• - eine Busleitung (3) zwischen der mindestens einen Detektoreinrichtung (2) und der Steuereinrichtung (1), um von der mindestens einen Detektoreinrichtung (2) erfaßte Fehlerzustände an die Steuereinrichtung (1) zu übertragen;
• - wobei die Steuereinrichtung (1) ausgestaltet ist, auf der Busleitung (3) abwechselnd eine erste und eine zweite Signalphase zu erzeugen, um in der ersten Signalphase Betriebsenergie an die mindestens eine an die Busleitung (3) angeschlossene Detektoreinrichtung (2) zu übertragen; und in der zweiten Signalphase für über die Busleitung übertragene Daten von der zumindest einen Detektoreinrichtung (2) empfangsbereit zu sein.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ausgestaltet ist, Daten mittels Variierung der Abfolgen von ersten und zweiten Signalphasen an die mindestens eine Detektoreinrichtung (2) zu übertragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Detektoreinrichtung (2) ausgestaltet ist, zumindestens einen Teil einer in der ersten Signalphase übertragene Betriebsenergie in einem Energiespeicher zu speichern; und während der zweiten Signalphase für den Betrieb benötigte Energie aus dem Energiespeicher zu schöpfen.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1) betreibbar ist, auf der Busleitung in der ersten Signalphase eine erste Spannung zu erzeugen und in der zweiten Signalphase eine zweite Spannung, die gegenpolig zu der ersten Spannung ist, wobei die mindestens eine Detektoreinrichtung ausgestaltet ist, einen Fehlerzustand an den Fäden (11) mittels Kurzschließen der Busleitung (3) während der zweiten Signalphase (3) zu übertragen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Detektoreinrichtung (2) betreibbar ist, einen Fehlerzustand mittels eines Schließkontaktes zu detektieren, wenn dieser über einen längeren von der Steuereinrichtung vorgegebenen Zeitraum geschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Detektoreinrichtung (2) jeweils als Lichtschranken (15) ausgebildete Abtasteinrichtungen (16) mit jeweils einem Impulsdetektor umfaßt, die derart angeordnet sind, daß ein Hin- und Herschwingen der Fäden (11) in den Fangösen (12) erfaßt wird und ein Fehlerzustand detektiert wird, wenn die Fadendurchgänge signalisierenden Impulse während eines vorgegebenen Zeitfensters ausbleiben.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung

• - betreibbar ist, mittels einer Anzeigeeinrichtung fehlersignalisierende Detektoreinrichtungen anzugeben;
• - eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung umfaßt;
• - ein Speichermittel umfaßt; und
• - betreibbar ist, den Fortschritt auszuführender Wartungsarbeiten gemäß Programmdaten anzugeben.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1) betreibbar ist, Programmdaten über die Eingabe- und Ausgabeeinrichtung zu empfangen und aus zugeben.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitung (2) aus zwei Drähten besteht.

10. Verfahren zum Überwachen einer Vielzahl von von einer Vielzahl von Garnträgern (10) laufenden bzw. auf diese auflaufenden Fäden (11), mit den Schritten:

• - Überwachung eines Zustandes eines Fadens mittels einer Detektoreinrichtung;
• - Vorsehen einer ersten Signalphase zur Übertragung von Betriebsenergie von einer Steuereinrichtung über eine Busleitung an die Detektoreinrichtung (2); und
• - Vorsehen einer sich mit der ersten Signalphase abwechselnden zweiten Signalphase, in der Fehlerzustandsdaten von der mindestens einen Detektoreinrichtung (2) an die Steuereinrichtung (1) übertragen werden können.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch

• - Übertragung von Daten von der Steuereinrichtung zu der mindestens einen Detektoreinrichtung (2) mittels Variation der Abfolgen von ersten und zweiten Signalphasen.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Steuervorrichtung in der ersten Signalphase eine erste Spannung auf die Busleitung legt und während der zweiten Signalphase eine zweite Spannung mit zur ersten Spannung entgegengesetzter Polarität auf die Busleitung legt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung die während der ersten Signalphase übertragene Energie zumindest zu einem Teil speichert und während der zweiten Signalphase die Betriebsenergie aus der gespeicherten Energie schöpft.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Detektoreinrichtung (2) in einer zweiten Signalphase einen Fehlerzustand an die Steuereinrichtung (1) mittels Kurzschließen der Busleitung überträgt.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Betriebsenergie von der Steuereinrichtung (1) zu der mindestens einen Detektoreinrichtung (2), und von Daten von der mindestens einen Detektoreinrichtung (2) zu der Steuereinrichtung (1) auf einer aus zwei Drähten bestehenden Busleitung (3) stattfindet.