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Anordnung zur Erfassung von Betriebsdaten Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf die Betriebsdatenerfassung bei den verschiedenartigsten Fertigungsprozessen,
insbesondere auf die Überwachung einer Vielzahl von Produktionseinheiten (Maschinen).
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Zweck einer solchen Betriebsdatenerfassung ist e@ eine umfassende
Aussage über die Produktivität, den Ausnutzungsgrad, Zahl und Natur auftretender
Störungen usw. bezüglich Jeder einzelnen Produktions einheit sowohl aktuell, als
auch bezüglich eines interessierenden Zeitraums zu erhalten. Diese Daten sollen
an einer zentralen Überwachungsstation zur Verfügung stehen und es sollen von hier
aus auch Maßnahmen zur Weiterführung der Produktion, Z.c die Bereitstellung von
Nachschubmaterial usw., und zur Beseitigung von Störungen ergriffen wer können.
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Anlagen zur Betriebsdatenerfassung sind in verschiedenen Arten bekannt.
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Bei einer bekannten Anlage, von der die vorliegende Erfindung ausgeht,
werden die anfallenden Daten mit Hilfe von elektromechanisehen Zählern registriert.
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In Frage kommen z.B. der Ausstoß einer Werkzeugmaschine, wobei jedes
fertiggestellte Stück einen Impuls auslöst, der zu registrieren ist. Eine andere
Möglichkeit ist die Überwachung von kontinuierlichen Fertigungen, z.B. bei Spinnmaschinen,
bei der während der Dauer des ungestörten Fertigungsablaufs in regelmässigen Zeitabständen
ein Impuls erzeugt wird, dessen regelmässiges Eintreffen den einwandfreien Betrieb
der Fertigungseinheit bedeutet.
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Diese Impulse werden in eine. oder mehreren der erwähnten elektromechanischen
Zähler gezählt. Dabei stellt dieser Zählerstand jeweils die summierte produktive
Laufzeit dar. Die diese Impulse speichernden Zähler sind also Produktionszähler.
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Wenn eine Störung auftritt, so wird der oder die Produktionszähler
abgeschaltet. Dies geschieht durch automatische oder manuelle Auslösung eines Impulsgebers
für die jeweilige Störquelle. Es sind z.B. an der Produktionseinheit eine Reihe
von Tasten angebracht, deren jede einer bestimmten Störungsursache zugeordnet ist
und von der Bedienungsperson bei Eintritt dieser Störung zu drücken ist. Es gibt
z.B. jeweils eine Taste für "Stromausfall", "Materialmangel", "Fadenbruch", "Werkzeugwechsel",
"Werkzeugbruch" oder was immer bei der konkreten Fertigung an Störursachen möglich
ist.
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Statt jeder Störungsursache eine Taste und damit ein Leitungsweg zur
Zentrale zuzuordnen, ist es auch möglich, die Störungsieldung von einem Leitungspaar
codiert zu sigralisieren, z.B. mittels einer Wählscheibe an der Produktionseinheit.
Die Bedienungsperson hat dann für eine bestimmte Störung eine bestimmte Zahl oser
Zahlenkombination zu wählen.
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Durch die vorstehend beschriebenen Störungsmeldungsimpulse wird nun
nicht nur der Produktionszähier abgeschaltet, sondern auch ein Störungszahler mit
den in regelmässigen Zeitabständen erzeugten Impulsen beaufschlagt. Es ist eine
solche Anzahl von Störungszählern vorhanden, wie verschiedene Störungsursachen getrennt
erfasst werden sollen. Ein letzter Zähler registriert kollektiv die nicht sehr getrennt
zu erfassenden Störungsursachen als andere Störungsursache".
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Nachteile dieser bekannten Anlagen sind der relativ große Aufwand
für die elektronechanischen Zähler, wodurch gleichzeitig die Zahl der zu erfassenden
Meßstellen begrenzt wird, die Tatsache, daß die Zählerstände bei Schichtwechsel
durch das Bedienungspersonal abgelesen und manuell registriert werden müssen. Die
Ablesung kann bei umfangreichen Anlagen nicht genügend schnell vorgenommen werden,
so daß bei Schichtwechsel entweder Verzögerungen im Produktionsprozess auftreten
oder aber die Anlage mit einem doppelten Satz von elektromechanischen Zählern ausgerüstet
werden muss, die dann bei Schichtwechsel umzuschalten wären, was aber den Aufwand
unerträglich vergrössern müsse. Ausserdem können die so erfassten Daten nur schwer
automatisch weiterverarbeitet werden, so daß die Auswertung recht aufwendig ist.
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Es ist ansich auch bekannt, neben der Aufsu-ierung durch die elektromechanischen
Zähler eine Aufzeichnung mittels eines laufenden Papierbandes vorzunehmen, auf dem
Jeder Meßstelle ein Streifen zugeordnet ist, auf dem bei EintrEffen von Impulsen
Markierungen erzeugt werden, die sich bei regelmässigem Eintreffen der Impulse als
schwarzer Strich darstellen.
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Diese analoge graphische Aufzeichnung ist Jedoch nicht ausreichend
genau, um eine zuverlässige Auswertung zu gestatten, so daß auch hierdurch die oben
erwähnten Nachteile nicht beseitigt sind.
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Es sind schliesslich aueh Betriebsdatenerfassungsanlagen bekannt,
die als zentrale Verarbeitungseinheit einen frei programmierbaren Prozessrechner
enthalten. Diese Anlagen erfassen ähnlich der oben beschriebenen Art für elektromechanische
Anlagen Produktionszeiten bzw. Stillstandszeiten automatisch.
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Es wird ein Schichtprotokoll erstellt und die Werte können auf einem
Datenträger, z.B. Lochstreifen oder Magnetband zusätzlich automatisch zur späteren
Auswertung auf einer grösseren Datenverarbeitungsanlage aufgezeichnet werden. Die
mit einem frei programmierbaren Prozessrechner aufgebauten Anlagen erfüllen alle
vorstelibaren Anforderungen bezüglich des Bedienungskomforts und der FlExibilität;
jedoch wird ein grosser Aufwand an Geräten benötigt, um die gestellten Aufgaben
zu erfüllen.
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Neben dem für die spezielle Aufgabe zu aufwendigen zentralen Prozessrechner:
rmüssen die einzelnen Meßstellenanschlüsse in einem Multiplexer zusammengefasst
und an den Anschlusskanal des Rechners herangeführt werden. Der zentrale Rechner
hat dann nur noch die Aufgabe, die ankommenden Signale zu zählen, die Ergebnisse
im Kernspeicher abzulegen und auf Anfrage wieder auszugeben (Protokoll oder Einzelabfrage).
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Dabei wird der Rechner im wesentlichen nur als Steuergerät für die
Abfrage und als Zähler verwendet.
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Da ein Prozessrechner iIh dieser Funktion im wesentlichen mit der
Durchführung des Abfragezyklus ausgelastet ist, können kompliziertere Berechnungen
nicht durchgeführt werden und müssen einer nachträglichen Auswertung auf einer grösseren
Rechenanlage vorbehalten bleiben.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die vorstehend beschriebenen
Nachteile zu vermeiden und eine Anlage zur Erfassung und Registrierung vom Betriebsdaten
zu schaffen, die alle betrieblich gestellten Forderungen erfüllt und dabei einfach
aufgebaut ist, also kostengünstig hergestellt werden kann, und die in einem sehr
grossen Bereich jedem gewünschten Umfang der Überwachungsaufgaben aflgcpasst werden
kann, wobei diese Anpassung leicht erfolgen kann und das günstige Verhältnis von
Kostenaufwand zu Wirkung erhalten bleibt Ausgegangen wird hierbei von der oben beschriebenen
bekannten Anlage zur Erfassung und Registrierung der Betriebsdaten von Produktionsprozessen
mit an Jeder der zu überwachenden Produktionseinheiten vorgesehenen Gebern für die
Produktionsmenge und Gebern für Störungen und Art der Störung, die mit einer zentralen
Überwachungsstation verbunden sind, wo ihre Impulse gezählt werden, wobei erfindungsgemäss
jedem Impulskanal ein elektronischer Zähler zugeordnet ist und mittels eines Programmwerks
einzelne oder sämtliche Zählerstände abgerufen und auf einem Datenträger protokolliert
werden können, und wobei die einer Störung zugeordneten Impulse zusätzlich auf eine
optische und/ oder akustische Anzeigevorrichtung für die jeweilige Störung geführt
sind und an der Produktionseinheit eine von der zentralen Überwachungsstation
schaltbare
Anzeigevorrichtung zur Quittierung einer Störungsmeldung vorgesehen ist.
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Eine zweckiässige Ausgestaltung ist es hierbei daß die Anzeigevorrichtung
für Störungen eine Anzeigeeinheit darstellt, die durch den jeweiligen Impuls des
Störungsgebers so geschaltet wird, daß die der Störung zugeordnete Codeziffer erscheint.
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Es kann weiter zweckmässig sein, durch den Impuls eines oder mehrerer
der Störungsgeber eine Personenrufanlage selektiv so anzusteuern, daß automatisch
die zur Beseitigung der eingetretenen Störung zuständige Person angerufen wird.
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Ein Beispiel für eine erfindungsgemäss aufgebaute Anlage ist in der
beigegebenen Figur dargestellt.
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Diese stellt ein Blockschaltbild dar.
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Von der Vielzahl der zu überwachenden Produktionseinheiten 30 sind
der Einfachheit der Darstellung wegen nur zwei dargestellt. An jeder Produktionseinheit
30 befinden sich ein oder mehrere Produktionsgeber 1 a, die vorzugsweise automatisch
Signale erzeugen, deren Aussagegehalt sein kann "Maschine läuft" oder dergl., oder
die ein Haß für den Ausstoß in Stück, Meter, Kilogramm usw. sein können.
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Weiterhin befinden sich an jeder Produktionseinheit 30 eine Mehrzahl
von Störungsgebern 1 b, die manuell durch Drücken einer entsprechenden Taste oder
ggf. auch automatisch Signale erzeugen, die jeweils eine konkrete Störungsursache
signalisieren, wie z.B.
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Materialmangel, Stromausfall, Werkzeugbruch usw.
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Statt der Gesamtheit der Geber 1 b kann auch eine Wählscheibe Anwendung
finden, auf der eine der konkreten Störung entsprechende Codeziffer gewählt wird.
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Die von den Störungsgebern 1 b geschalteten Signale, desgleichen die
Signale der Produktionsgeber 1 a, wenn diese lediglich die Tatsache des einwandfreien
Betriebs Maschine läuft" signalisieren, enthalten ein Zeitnormal als Impulse. Die
Signale aller Geber 1 a und 1 b werden direkt auf jeweils eine zugehörige elektronische
Zähleinrichtung 2 gegeben, nachdem sie einen Impulsformer 4 passiert haben.
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Diese Impulsformer 4 normieren die ankommenden Impulse, die je nach
Leitungslänge verschiedene Spannungspegel und Flankensteilheiten aufweisen können.
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Die Impulse von den Störungsgebern 1 b werden g1cicazeitig der Störungsanzeigevorrichtung
3 zugeleitet. die ein optisches und/ oder akustisches Signal erzeugt. Als optisches
Signal ist eine Anzeigeröhre oder dergl. vorgesehen auf der die der jeweilige Störungsursache
zugeordnete Codezahl aufleuchtet oder blinkt.
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An jeder Produktionseinheit ist wenigstens eine an die Zentrale angeschlossene
Anzeigelampe 9 vorgesehen, die als Quittung für eine in der Zentrale eingegangene
Störungsmeldung leuchtet oder blinkt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeden Störungsgeber 1 b eine
Anzeigelampe 9 beigeordnet.
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Es ist vorgesehen, daß eine Störun-gsm.ldung zunächst sowohl, an der
Störungsanzeigevorrichtung 3 der Zentrale 20, als auch an der Anzeigelampe 9 an
der Produktionseinheit 30 ein blinkendes Signal ergibt.
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Ist die Störung durch die Bedienungsperson in der Zentrale erkannt,
wird sie mit dem Quittungsgeber 10 quittiert und die Störungsanzeige geht bis zur
endgültigen Beseitigung der Störung an der Produktionseinheit in Dauerleuchten über.
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Wahlweise kann durch das Auftreten einer besti;lgten Störungsieldung
abhängig von deren Kennzahl über die Einheit 16 zur Ansteuerung einer Personenrufanlage
automatisch die zuständige Person zur Beseitigung der Störung angerufen werden.
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Neben der sofortigen Signalisierung von Störungen an den Produktionseinheiten
kann während einer Arbeit.-schicht beliebig oft ein Protokoll, welches den Zustand
des gesamten Maschinenparks wiedergibt, durch betätigen der Auswahltaste 13 angefertigt
werden. Dabei werden entweder sämtliche Zählerstände vom Programmwerk 17 abgefragt
und über das Druckwerk 6 ausgegeben, wobei jeder Ausdruck durch die Digitaluhr 15
mit Datum und Uhrzeit zum Zeitpunkt des Ausdrucks versehen wird; es können aber
auch anstelle des Druckwerks 6 beliebige andere Datenaufzeichnungsgeräte wie Lochstreifenstanzer
oder Magnetbandeinheiten eingesetzt werden.
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Beim Ausdrucken eines Zwischenprotokoll. durch Betätigung der Taste
13 werden die Zählerstände nicht gelöscht. Wenn ein Schichtprotokoll erstellt werden
soll, ist dies Jedoch durch betätigen der Taste 14 möglich.
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Dann werden mit dem Ausdrucken die einzelnen Zähler wieder rückgesetzt
und stehen sofort zur Aufnahme neuer Daten bereit.
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Ist es nicht erwünscht, ein Gesamtprotokoll zu erhalten, sondern sollen
nur einzelne Zähler abgelesen werden, so kann über die Auswahleinheit 11 jeder beliebige
Zähler angewählt und sein Stand auf dem Druckwerk ausgegeben werden. Die Nummer
des Zählers wird dabei gleichzeitig nochmals auf der Anzeigeein heinz sichtbar.
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Einer der Geber 1 b ist nicht einer Störung zugeordnet, sondern dient
zur Signalisierung 'Beendigung des Auftrags", "Beendigung der Serie", "Wechsel der
Bedienungsperson" oder dergleichen. Einer solchen Meldung ist ane entsprechende
Zahl zugeordnet, die in der Störanzeigevorrichtung 3 erscheint. Daraufhin können
automatisch die zu dieser Maschine gehörenden Zähler für eine spätere Abrechnung
der Kosten ausgedruckt werden, oder aber der Druckvorgang wird von der Bedienungsperson
in der Zentrale ausgelöst und die Meldung wie eine Störung quittiert.
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Alle beschriebenen Funktionen werden von dem Programmwerk 17 gesteuert.
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Die beschriebene Anlage erfüllt sämtliche Anforderungen, die an eine
Betriebsdatenerfassungsanlage gestellt werden. Sie liefert die Daten in übersichtlicher
Form und jederzeit auf Anfrage. Die Daten sind so aufbe reitet, daß sie unmittelbar
ohne manuelle Tätigkeit einem Rechner zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden
können.
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Ii Unterschied zu einer Betriebsdatenerfassungsanlage mit integrierten
Prozesarechner ist die vorgeschlagene Anordnung wesentlich weniger aufwendig und
damit kostengünstiger und im Ausbau flexibler, da von einem kleinsten Ausbau aus
linear erweitert werden kann.
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Die Konzeption der beschriebenen Betriebsdatenerfassungsanlage ist
damit gleichermaßen für die Überwachung einer geringen Anzahl von Produktionseinheiten,
wie auch grosser Maschinenparks geeignet. Für eine Erweiterung der Anlage zum Anschluss
einer oder mehrerer weiterer zu überwachender Produktionseinheiten bedarf es lediglich
einer entsprechenden Anzahl zusätzlicher, leicht anfügbarer Einschübe. Auf diese
Weise ist ein Ausbau in kleinen Stufen nöglich und für den jeweiligen Anwendungsfall
kann die kostengünstigste Ausbaustufe angeboten werden.