DE2432907A1 - Vorrichtung zur fernueberwachung einer maschine mittels des oeffentlichen fernsprech- oder fernschreibnetzes - Google Patents

Description

• Titel: Vorrichtung zur Fernüberwachung einer Maschine mittels des öffentlichen Ferusprech oder Fernschreibnetzes Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung bzw. Anordnung zur Fernüberwachung einer Funktionsteile aufweisenden Maschine mittels des öffentlichen Fernsprech- oder Fernschreibnetzes,bei dem jeweils eine von mehreren Sendestationen mit einer Empfangsstation verbindbar ist.
• Unter Funktionsteilen einer Maschine sind hier z.B. Elektromotoren, Pumpen, Schalter, Ventile, Schaltungsteile, Hydraulikkreise zu verstehen. Sendestation des Netzes sind Telefonhörer oder Fernschreibgerät mit Lochstreifenleser. Smpfangsstation des Netzes sind Telefon- oder Fernschreibgerät, ggf. mit Lochstreifenstanzer.
• Wenn Maschinen, insbesondere große Maschinen, wie z.B. Umformmaschinen wie Fressen und Hämmer, vom Hersteller verkauft werden, so ist der Hersteller zu einem Kundendienst verpflichtet, aufgrund dessen er Störungen oder Schäden an der verkauften Maschine beheben muß, wozu häufig die Entsendung eines Fachmonteurs erforderlich ist. Ein Fachmonteur ist insbesondere dann erforderlich, wenn nicht klar ist, wodurch die Störung verursacht wird, da dann die Fehlerquelle erst diagnostiziert werden muß. Andererseits ist es dem Betreiber einer Maschine bei genauer Kenntnis der Fehlerquelle sehr häufig möglich, die Störung selbst zu beheben. Zur Beurteilung und Einkreisung eines Fehlers einer Maschine ist eine genaue Kenntnis der Störungsursache erforderlich. Eine Ferndiagnose mittels des öffentlichen Fernsprech- oder Fernschreibnetzes ist bisher nur möglich durch eine mündliche Schilderung der Störung, die bekanntlich oft ungenau und unvollständig und dann auch irrefAhrend ist. Aufgrund solcher Schilderungen ist es schwierig und häufig unmöglich, den aufgetretenen Fehler einzukreisen. Auch das Erkennen eines nur zeitweise auftretenden Fehlers in umfangreichen Steuerungen ist recht schwierig.
• Au9 dem Gebiet des Kraftfahrzeugwesens ist in der Praxis ein sogenanntes Diagnosegerät bekannt, welches an ein graftfahrzeug anschließbar ist und dann nacheinander eine Vielzahl von Funktiongsteilen des Xraftfahrzeuges auf Funktionsfähigkeit überprüft und auf einer Liste, auf der die Funktionsteile nacheinander namentlich aufgeführt sind, angibt, ob die Punktiongsteile in Ordnung oder nicht in Ordnung sind. Ein derartiges liagnosegerät ist im vorliegenden Balinicht zufriedenstellend, weil keine fortlaufende Kontrolle der Schaltzustände möglich ist, die zu überwachenden Maschinen räumlich weit voneinander entfernt sind und man flir Jede Maschine ein vollständiges Diagnosegerät braucht. Auch läßt sich durch ein solches Diagnosegerät in den meisten Fällen eine Rückfrage beim Hersteller nicht vermeiden, weil es zwar das jeweils gestörte Funktionsteil feststellt, aber nicht angibt, wie der festgestellte Fehler zu beheben ist.
• Es ist auch bekannt (D-AS 2 202 110), bei einer Vielzahl von Funktionsteilen jedem Funktionsteil eine Meßstelle zuzuordnen, die jeweils einen von zwei Schaltzuständen einnehmen kann,die Schaltzustände der Meßstellen zu speichern, einen Meßstellenabfrager an die Meßstellen anzuschließen, die von Meßstellenabfrager ermittelte Information einem Ubertragunaweg auf zur geben und an der Empfangsseite des Übertragungsweges einen Fernschreiber vorzusehen. Allerdings ist hier der Meßstellenabfrager an den Übertragungsweg angeschlossen und pro Meßstelle mit einem Speicher versehen, der die Bezeichnung der Meßstelle enthält, die dann, wenn eine Fehlfunktion der Meßstelle vorliegt, an den Fernschreiber durchgegeben wird. Die große Zahl von Speichern und der Anschluß des Meßstellenabfragers an den Übertragungsweg werden als nachteilig empfunden. Eine fortlaufende Funktionskontrolle der Schaltzustände ist ebenfalls nicht möglich.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung der anfangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der bei der Maschine ansuordnende Vorrichtungsteil gering gehalten ist und eine kontinuierliche Sichtbarmachung der Zustandsmessung der Funktiongsteile auf der Empfangsseite des Fernsprech- oder Fernsohreibnetzes erfolgt, um von einer Zentrale her wahlweise eine von einer Vielzahl von Maschinen zu überwachen, wobei die Maschine bzw. deren Meßstellen von dem Ubertragungsweg getrennt sein sollen. Weitere Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und dem Unterschied zwischen Erfindungsgegenstand und Stand der Technik.
• Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus,daß in an sich bekannter Weise jedem Funktionsteil eine Meßstelle zugeordnet ist, die jeweils einen votzwei Sohaltzuetänden einnehmen kann, ein Meßstellenabfrager an die Meßstellen angeschlossen ist, eine fortlaufende Speicherung der Meßstellenabfrage und eine Einrichtung zur Sichtbarmachung nacheinander ankommender Signale vorgesehen ist, und daß an den Meßstellenabfrager nur ein Speicher anschließbar ist, dessen Ausgangssignale nacheinander in die Sendestation des Netzes gebbar sind, dessen Empfangsstation die Einrichtung zur Sichtbarmachung aufweist.
• Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Maschinen, wie z.B. Werkzeugmaschinen, mittels des öffentlichen Fernsprech-oder Fernschreibnetses ohne jede Änderung dieses Netzes bzw.
• dessen Sende- und Empfangsstationen überwacht. Die Meßstellen, welche fortlaufend jeweils einen von zwei Schaltzuständen einnehmen, d.h. Ja/Nein-Signale abgeben, werden bei laufender oder auch bei atillstehender Maschine einmal oder mehrmals je Sekunde nacheinander mittels des Meßstellenabfragers abgefragt, der die Ja/Nein-Signale dem nun angeschlossenen Ton-Speicher aufgibt. Der Speicher wird sodann der Maschine zu der mit der Empfangsstation verbundenen Sendestation gebracht, welcher die Ja/Nein-Signale aus dem Speicher aufgegeben werden. Die Ja/Nein-Signale werden an der Empfangsstation sichtbar gemacht, wobei jedes der einander zeitlich folgenden Signale einer bestimmten Meßstelle und damit einem bestimmten Funktionsteil zugeordnet ist. Der nahe der Empfangsstation befindliche Fachmonteur erkennt einen Fehler der Maschine und kann konkrete Anweisungen zur Fehlerbehebung über das öffentliche Fernsprech-oder Fernschreibnetz geben.
• Der Aufwand auf der Maschinenseite ist gering, weil nur die Meßstellen, der einzige Meßstellenabfrager und ir eine Speicher vorgesehen sind, die jeweils auf ja/Nein-Signale ausgelegt sind. Die Empfangsstation kann nacheinander mit beliebig vielen bei Maschinen angeordneten Sendestationen verbunden werden. Eine konstante Verbindung zwischen Maschine und Einrichtung zur Sichtbarmachung ist also nicht vorhanden. Die Meßstellen sind in an sich bekannter Weise ausgebildet. Desgleichen der Meßstellenabfrager, der z.B. ein motorisch angetriebener Schrittschalter oder ein über einen Taktgeber angesteuerter elektronischer Ringzähler ist und der am Ausgang pro Meßstelle einen von zwei möglichen Spannungswerten, d.h. ein ja/Nein-Signal abgibt.
• Da eine fortlaufende Abfrage der zeitlich genau festgelegten Meßstellen erfolgt, ist zu Beginn jeder neuen Meßstellenabfrage ein Anfangssignal erforderlich. Dieses Anfangssignal ist z ß. eine an einem Zweitausgang vorhandene Spannung oder ein am Hauptausgang vorhandener erhöhter Spannungswert. Es gibt auf der Empfangsseite den Beginn jeder neuen Meßstellenabfrage an und läßt sich auch bei der Kenntlichmachung der Meßstellenabfrage zweckmäßig als Triggersignal für die Zeilenschaltung verwenden.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Xeßstellenabfrager einen Lochstreifenstanzer, welcher ein Abfrageergebnis einem als Speicher dienenden Lochstreifen aufgibt. Dieser Lochstreifen wird dann dem Lochstreifenleser des senderseitig vorhandenen Fernschreibers aufgegeben. Bei dieser Ausführungsform muß in der Praxis eine kleine Signalfolge oder ein Schnell-Lochstanzer gewählt werden, der in der Anschaffung sehr teuer ist.
• Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn dem Speicher eine Einrichtung zur Abgabe von Tönen entsprechend den gespeicherten Signalen zugeordnet ist. Der Speicher ist z.B. ein Ringkernspeicher, der seinen Speicherinhalt nacheinander an die Einrichtung zur Abgabe von Tönen abgibt, wo-bei dann nacheinander für jede Meldestelle ein (oder kein) Ton anfällt, wobei aus dem Vorhandensein, der Signaldauer oder der Frequenz der Töne auf das Vorhandensein eines Ja/Nein-Zustandes des entsprechenden Fknktionsteiles geschlossen werden kann.
• Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn der Speicher ein Tonspeicher ist. Auch in diesem Fall werden die dem EeßstellenabBrager zugeführten Ja/Nein-Signale in entsprechende Tonsignale umgesetzt. Z.B. entspricht dem Ja-Zustand eines Funktionsteiles ein Ton niedriger Frequenz, dem Nein-Zustand des Punktionsteiis kein Ton und dem Anfangsignal des Jeweiligen Abfragebeginns ein Ton hoher Frequenz. Es ist auch möglich, dem Anfangs- oder Triggersignal eine andere Dauer zuzuordnen als dem Meßsignal. In jedem Fall wird über eine fortlaufende Meßstellenabfrage der erregte und/oder nicht erregte Zustand einer Meßstelle in ein entsprechendes Tonsignal ungesetzt, das auf einem Tonträger gespeichert wird. Der torträger ist z.B. eine Platte, jedoch vorzugsweise ein TOnband.
• Diesen Torträger läßt man unmittelbar vor dem Telefonhörer der Sendestation ablaufen, wobei die abgegebene Tonfolge zur Empfangsstation übertragen wird. Es ist allerdings auch möglich, auf der Sendeseite die Meß-Tonsignale bei kleiner onspeicher-Ablaufgeschwindigkeit, z.B. kleiner Bandgeschwindigkeit,mittels eines geeigneten Umsetzers in einen Lochstreifenstanzer zu geben und den so hergestellten Lochstreifen dem Lochetreifenleser eines Fernschreibers einzugeben.
• Ein Torträger als Speicher läßt sich nicht nur zwischen Maschine und Sendestation einfach transportieren und in auf dem Markt befindlichen Geräten einsetzen. Er ist auch für das Telefonnetz als Übertragungsweg bestens geeignet. Sodann ist es mittels nur eines kleinen Zusatzgerätes möglich, die Signale des Tontragers in einen Lochstreifen zu übertragen und somit auch den Lochstreifen, d.h. das Fernschreibnetz, bei relativ geringen Kosten und guter Arbeitsgeschwindigkeit im Sinne der Erfindung einzusetzen.
• Wird mit Lochstreifen und Fernschreibnetz gearbeitet, so dient das Anfangs- oder Triggersignal dazu, beim empfangsseitigen Fernschreiber Wagenrücklauf und Zeile zu schalten, wozu der Lochstreifen entsprechend gelocht ist. Das Arbeiten mit Fernsohreibnetz gibt auch die Möglichkeit, die übermittelten Signale empfangsseitig einfach zu speichern, da sie auf Papier aufgeschrieben werden.
• Beim Arbeiten mit Tonträger und Fernsprechnetz ergeben sich besondere Vorteile, wenn eine Neßfolge nacheinander gesendet wird, z.B. mittels eines Tonbandes, oder wenn eine Vielzahl von Meßfolgen, die unmittelbar nacheinander aufgenommen sind, auch unmittelbar nacheinander gesendet werden. Beim Arbeiten mit dem Bernsprechnetz werden die Signale vom Tonspeicher in Töne umgesetzt, die dann dem Mikrofon des Telefonhörers der Sendestation aufgegeben werden.
• Auf der Empfangsseite werden die onsignale zwecks Auswertung, d.b. zwecks Sichtbarmachung z.B. mittels selektiver Verstärker, in elektrische Spannungssignale umgesetzt. Diese Signaleserden der Einrichtung zur Sichtbarmachung aufgegeben, die z.B. ein Fernschreibgerät ist Bei Verwendung eines Oszillographen als Einrichtung zur Sichtbarmachung wird das Anfangssignal einem Zeilenkondensator zugeführt. Diese Einrichtung wird verwendet, wenn eine Vielzahl dicht aufeinanderfolgender Meßfolgen gespeichert ist und diese unmittelbar nacheinander wiedergegeben werden. Dabei werden die Meßfolgen auf dem Bildschirm des Oszillographen in untereinander angeordneten Zeilen wiedergegeben, da jedes Anfangssignal eine neue Zeile beginnen läßt.
• Das auf dem Bildschirm entstehende Bildwdrd fotografiert, wenn ein normaler Oszillograph vorliegt, wobei dann die Fotografie ausgewertet wird. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Ossillograph ein Speicher-Oszillograph ist.In diesem Fall entsteht auf dem Bildschirm ein stehendes Bild einer Vielzahl von Meßfolgen, das der Auswertung unmittelbar zur Verfügung steht.
• Das eigentliche Meßsignal steuert bei Verwendung eines Ossillographen z.B. die Helligkeit, d.h. es liegt Helligkeitsmodulation vor. Es ist aber auch möglich, mit dem Meßsignal ein Anheben der Zeilenspannung während der Signaldauer zu bewirken.
• In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt und zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung zur Fernüberwachung einer Maschine, Fig2 einen senderseitigen Teil einer Vorrichtung zur Fernüberwachung von Funktionsteilen, Fig. 3 einen empfängerseitigen Teil einer Vorrichtung zur Fernüberwachung von Funktionsteilen, Fig. 4 einen anders als in Fig. 3 ausgebildeten empfängerseitigen Teil einer Vorrichtung zur Fernüberwachung von Funktionsteilen, Fig. 5 einen anders als in Fig. 2 ausgebildeten senderseitigen Til einer Vorrichtung zur Fernübsrwachung von Funktionsteilen und Fig. 6 einen anders als in Fig. 3 und 4 ausgebildien empfängerseltigen Teil einer Vorrichtung zur Fernüberwadhung von Bunktionsteilen.
• Bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist als Maschine 1 ein Hammer oder eine Presse vorgesehen. Deren nicht näher gezeigten Funktionsteile sind mit nicht näher gezeigten Meßstellen versehen, die über Leitungen mit einem Meßstellenabfrager 2 verbunden ist, der die abgefragten Signale einem Tonbandgerät 3 zuführt, auf dem als Speicher 4 ein Tonband läuft. Dieser Speicher 4 wird dann auf ein weiteres Tonbandgerät 5 gesetzt, das die gespeicherten Signale über seine Lautsprechereinheit 6 an einen Telefonhörer 7 abgibt, der an das öffentliche Fernsprechnetz 8 angeschlossen ist. Dieses gibt die lonsignale über einen Telefonlautsprecher 9 an die Bufnahmeeinheit 10 eines Tonbandgerätes ii ab. Dessen lonband 12 wird sodann auf einem weiteren Tonbandgerät 13 abgespielt, dessen Ausgang an einen Oszillographen 14 geschaltet ist.
• Gemäß Fig. 2 sind drei Funktionsteile 15, 16, 17 vorgesehen. Das eine Eunktionsteil 15 ist ein Wechselspannungsverbrauoher, der über einen Schalter an Spannung legbar ist. Das zweite Funktionsteil 16 ist ein Gleichstromverbraucher, der über einen Schalter an Gleichspannung legbar ist. Das Funktionsteil 17 ist ein potentialfreier Funktionskontakt an einer Gleichspannungs quelle.
• Jedes Funktionsteil 15, 16, 17 ist über schaltungstechnisch zweckmäßige Bauelemente mit einer Meßstelle 18, 19, 20 verbunden, zu Den Meßstellen 18, 19, 20 wird jeweils eine Gleichspannung zugeführt, wenn die entsprechenden Funktionsteile 15, 16, 17 angeschaltet sind.
• Der Meßstellenabfrager 2 ist mit jeder dieser Meßstellen 18, 19, 20 verbunden, wobei jeder Meßstelle ein Kontakt 21, 22, 23 zugeordnet ist. Diese Kontakte werden mittels eines Motors 24 ein- oder mehrmals Je Sekunde nacheinander, in Abhängigkeit von der Motordrehzahl geschlossen. Es liegt ein motorisch angetriebener Meßstellenabfrager vor. Beim Schließen der Kontakte 21.
• 22, 23 wird jeweils ein Spannungssignal an einen Oszillator 24 gegeben, dessen Frequenz dem Tonband 4 zugeführt wird. Dies erfolgt aber nur dann, wenn die jeweilige Meßstelle 18, 19, 20 im Zeitpunkt der Abfrage gerade an Spannung liegt. Dagegen wird einem Kontakt 25 ständig Gleichspannung zugeführt. Dieser Kontakt steuert pro Umdrehung einmal einen Trigger-Oszillator 26 an, dessen Frequenz als Anfangssignal auf dem Tonband 4 gespeichert wird.
• Gemäß Fig. 3 werden von einem Tonband 13 her zwei selektive Verstärker 27, 28 angesteuert, die jeweils ein Tonsignal in ein Gleichstromsignal umsetzen, wobei der Verstärker 27 für das Meßsignal und der Verstärker 28 für das Triggersignal zuständig ist. Mit dem aus dem Verstärker 27 kommenden Meßsignal wird die Helligkeitsmodulation des Oszillographen 14 bewirkt, der hier vorzugsweise ein Speicherossillograph ist,dessen Zeilentriggerung mit dem aus dem Verstärker 28 kommenden Anfangssignal durchgeführt wird0 Gleichzeitig wird über einen Gleichrichter 29 und einen Vorwiderstand 30 ein Zeilenkondensator 31 aufgeladen. Mit jeder Triggerung wird der Zeilenkondensator auf eine höhere Spannung aufgeladen und damit die Zeilenlage geändert. Ein Schalter 32 dient zur Entladung des Zeilenkondensators 31 für eine neue Aufnahme.
• Bei Fig. 4 erfolgt im Gegensatz zur Fig. 3 keine Helligkeitsmodulation sondern wird mit den Meßsignalen des Verstärkers 27 ein Transistor 33 durchgesteuert, dessen Ausgangssignal dem Oszillographen 14 gemeinsam mit dem Triggersignal zugeführt wird. Die Triggerspannung des Oszillographen wird also im Takte der Meßsignale um einen vorgewählten Betrag angehoben. Der Transistor 33 liegt an einer Gleichspannungsquelle 34 und speist im Ausgang einen Spannungsteiler 35.
• Für eine Übertragung der Meßsignale mittels Fernschreiber werden drei verschiedene Tonsignale benötigt und zwar je eines für die Zustände 1 und 0 (Ja und nein) und eines für Rücklauf und Zeile. Hierfür ist die Schaltung gemäß Fig. 5 vorgesehen, die eine Variante der Schaltung gemäß Fig. 2 darstellt. Und zwar werden hier die Signale, die über die Kontakte 21, 22, 23 hereinkommen über zwei Transistoren 36, 37 je einem Oszillator 24a, 24b zugeführt. Der Trigger-Oszillator 26 erzeugt die Tonsignale für Rücklauf und Zeile des Fernschreibers. Der Oszillator 24b gibt das Vorhandensein des Meßsignales und der Oszillator 24a gibt das Nicht-Vorhandensein des Meßsignales an. Liegt an dem Kontakt 23 eine positive Spannung, so wird der Oszillator 24b über den Transistor 37 angesteuert. Ist der Kontakt 27 geöffnet, so liegt am Kontakt 23 eine negative Spannung und wird der Transistor 36 durchgesteuert und damit der Oszillator 24a angesteuert.
• Auf der Empfangsseite werden die drei Tonsignale vom Tonband 12 gemäß Fig. 6 mit einer kleinen Bandgeschwindigkeit über drei selektive Verstärker 27, 28a, 28b, die entsprechend der Bandgeschwindigkeit auf eine niedrige Frequenz abgestimmt sind, einer Lochstreifenstanze 38 zugeführt, die einen für den Fernschreiber üblichen Lochstreifen 39 herstellt.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Fernüberwachung einer Funktionsteile aufweisenden Maschine mittels des öffentlichen Fernsprech-oder Fernschreibnetzes, bei dem jeweils eine von mehreren Sendestationen mit einer Empfangsstation verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jedem Funktionsteil (15, 16, 17) eine Meßstelle (18, 19, 20) zugeordnet ist, die jeweils einen von zwei Schaitzuständen einnehmen kann, ein Meßstellenabfrager (2) an die Meßstellen angeschlossen ist, eine Speicherung (3, 4) der Meßstellenabfrage und eine Einrichtung (14) zur Sichtbarmachung nacheinander ankommender Signale vorgesehen ist, und an den Meßstellenabfrager (2) nur ein Speicher (4) anschließbar ist, dessen Ausgangssignale nacheinander in die Sendestation des Netzes (8) gebbar sind, dessen Empfangsstation (9) die Einrichtung (14) zur Sichtbarmachung aufweist oder speist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstellenabfrager (2) vor Beginn einer Meßstellenabfrage ein Anfangssignal (26) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet.

daß der Meßstellenabfrager einen Lochstreifenstanzer umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet.

net, daß dem Speicher (4) eine Einrichtung (5, 6) zur Abgabe von Tönen entsprechend den gespeicherten Signalen zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Speicher ein Tonspeicher (4) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonspeicher ein Tonband (4) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Empfangsstation (9) eine Einrichtung (13) zum Umsetzen von Tonsignalen in Gleich- oder Wechselstrom oder -spannungssignale vorhanden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Oszillographen (14) als Einrichtung zur Sichtbarmachung das Anfangssignal einem Zeilenkondensator (31) zugeführt wird.

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