DE2513818C3

DE2513818C3 - Vorrichtung zum Überwachen von Betriebszuständen

Info

Publication number: DE2513818C3
Application number: DE19752513818
Authority: DE
Inventors: Masaji Matsumura; Katsuhide Morimoto; Nobuharu Yamauchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2513818B2; JPS511883A; DE2513818A1; JPS5515724B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Überwachen des Betrirbszustandes von Maschinen oder Maschinenteilen mit einer Anzahl von einen Betriebszustand wiedergebenden Signalgebern, wobei dem einen Zustand (/. B. AUS) eines jeden Signalgebers je eine erste Speichereinrichtung und dem anderen Zustand (z. B. EIN) je eine /weite Speichereinrichtung für die Speicherung der von einem Impulsgenerator erzeugten Zeittaktimpulse zugeordnet sind und wobei der Speicherinhalt der Spcichereinrichtungen zyklisch «bfragbar ist und an einer Anzeigeeinrichtung zusammen mit in einem Referenzspeicher gespeicherten Referen/betriebsdatcn in Form eines Zeitdiagramms anzeigbar ist.

Eine solche Vorrichtung wurde in der deutschen Patenianrricldung P 2513418 Vorgeschlagen,

Bei dieser Vorrichtung zur Überwachung Von Betriebszuständen Wird ein Satz; von Referenzbetriebszüstandsdaten für jeden einzelnen Betriebszustand rhit Hilfe digitaler Schalter eingespeichert, Dies erfordert jedoch einen erhebliehen Zeitaufwand,

Insbesondere bei einer Massenfertigung ist es erforderlich, die Betriebsdauer der einzelnen Betriebsstufen zu verkürzen und sei es nur um 1 Minute oder 1 Sekunde, um die Gesamteffizienz zu erhöhen. Daher ist es üblich, den Steuervorgang öfter zu ändern, um "i die Dauer des Arbeitszyklus zu verkürzen. Es ist daher erforderlich, die Betriebszustände in den einzelnen Stufen, z. B. die EIN-Stufe oder AUS-Zustände des Steuerelementes, z. B. eines Endlagenschalte,:s oder eines magnetischen Ventils od. dgl. zu ändern. Wenn

ίο nun eine große Zahl von Steuerelementen vorliegt, so ist es erforderlich, jedesmal die Einstellung des Digitalschalters zu ändern. In der Praxis macht dies große Schwierigkeiten.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

i) eine Vorrichtung zum Überwachen von Betriebszuständen zu schaffen, bei der die Referenzbetriebszustandsdaten ohne einen digitalen Schalter oder eine andere Einstellvorrichtung in den Referenzspeicher eingegeben werden können.

Jn Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einschreibe-Steuereinrichtung zur Einspeicherung der tatsächlichen von den Speichereinrichtungen erfaßten Betriebszustandsdaten oder eines ausgewählten Teils der tatsächlichen Betriebszustandsdaten

.'-, einer ausgewählten Betriebsperiode in den Referenzspeicher als Rrferenzbetriebszustandsdaten für die fortlaufende Überwachung der tatsächlichen Betriebs/ustandsdaten darauffolgender Betriebsperioden.

in Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden durch Änderungen des Steuerungsvorgangs bedingte neue Betriebszustandsdaten in einem Speicher aufgezeichnet und die aufgezeichneten Daten als neue Referenzbetriebszustandsdaten in einen Speicher für

r. Referenzbetriebszustandsdaten überfuhrt und die Verwendbarkeit der überführten Daten vor der Überfuhrung dieser Daten in den Speicher fur die Referenzbetriebszustandsdaten bestätigt, so daß im Ver gleich zu herkömmlichen Einrichtungen die Daten.

4Ii welchen eine hohe Zuverlässigkeit zukommt, rasch und leicht aufgezeichnet werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Fs zeigt

Hig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausfuhrungsform

r. der erfindungsgemaßen Vorrichtung.

Fig. 2 ein schematisches Diagramm der gespeicherten Daten des Eingangssignal/ustandes,

Fig 3 ein Diagramm einer Punktematrix, welche aus einem Symbolgencrator ausgelesen wurde,

,Ii Fig. 4 ein auf der Anzeigevorrichtung angezeigtes Zeitdiagramm, und

Fig. 5 und f> Blockschaltbilder weiterer Ausfuhrungsfoimen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 zeigt eine erste Ausfuhrungsform der erfin-

Vi dungsgemäßen Vorrichtung /ur Überwachung von Betricbszustanden Ein Eingangssignal 1 entspricht dem Betriebszustand eines Steuerelementes, z. B. eines magnetischen Ventils od. dgl. Hs liegen η Eingangssignal V₁. Y₁... Y_n vor. Hin Impulsgenerator 2

«ι dient /.ur Er^eugungeiner Impulsfolge mit vorgegebener Periode, Mit S ist ein Startsignali bezeichnetj das zu Beginn eines Arbeitszyklus angelegt wird. Ferner sind Zählschaltungen 4 und 8 und Tbrschältüngen 5, 6 und 10 sowie Register 7 vorgesehen sowie eine

μ Schaltung 9 zur Auswahl der Eingangsbitadressen, eine Adressenbeferiis'SehältUngll für das Einschreiben in einen Pufferspeicher 12₍ eine Einschrcibc-Steüereinrichtting 13 für: die Dätenüberführüng iri

einen Referenzspeicher 14 für die Referenzbetriebszustandsdaten gemäß einem Befehlssignal 15 für die Datenüberführung, eine Steuerschaltung 16, in welcher die Daten im Pufferspeicher 12 und im Referenzspeicher 14 entsprechend der Speicheradresse kombiniert werden. Wiederholungsspeicher 17, ein Symbolgenerator 18, eine Anzeigevorrichtung 19 und eine Anzeigesfeuerschaltung 20.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung soll der Fall beschrieben werden, daß dem EIN-Zustand eines jeden Eingangssignals während einer Betriebsstufe des Kontrollelements eine »1« zugeordnet wird und daß der EIN-Zustand des Eingangssignals als Betriebszustand überwacht wird.

Wenn vom Kontrollelcment das Startsignal S abgegeben wird, so werden die Zählschaltungen 4,8 und das Register 7 zurückgestellt und die Daten im Pufferspeicher 12 werden gelöscht. Dann zählt die Zählschaltung 4 der Reihe nach die Impulsfolgen des Impulsgenerators 2. Wenn das Eingangssignal V vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand urr geschaltet wird, so wird die Torschaltung 5, welche dem Eingangssignal V₁ zugeordnet ist, durchlassig und die Daten der Zählschaltung 4 werden in dem dem Eingangssignal V₁ zugeordneten Register 7 aufgezeichnet. Die Torschaltung 5 wird nur dann durchlässig, wenn das Eingangssignal vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet wird, wobei die Daten der Zählschaltung 4 im Register 7 gespeichert werden Die Speicherung im Register 7 geschieht nicht während der Periode des EIN-Zustandes oder des AUS-Zustandes des E:ngangssignals oder wenn das Eingangssignal vom FIN-Zustand in den Al'S-Zustanif umgeschaltet wird. Andererseits befindet sich die Torschaltung 6 wahrend der Periode des EIN-Zustandes des Eingangssignal V₁ im Durchlaß-Zustand und die von dem Impulsgenerator 2 abgegebenen Impulsfolgen werden in der Zahlschaltung 8 gezählt.

In gleicher Weise arbeiten die Torschallungen 5, 6 und das Register 7 und die Zahischaltung 8. welche den anderen F.ingangssignalen V₁-V_n zugeordnet sind. Aufgrund der beschriebenen Arbeitsweise stellen die Daten im Register 7 jeweils die Zeit dar. /u der das entsprechende Eingangssignal 1 nach dem Startsignal S in den EilN-Zustard geschaltet wird. Andcrerseiis sind die Daten in der Zahlschaltung 8 der Eiiischalt-Dauer des Signals äquivalent.

Die Schaltung 9 dient /ur Auswahl des Registers 7 und der Zählschaltung 8 wo Betriebszustandsdaten als Eingangssignale bei der zugeordneten Speicheradresse des Pufferspeichers 12 gespeichert werden. Nur dasjenige Register 7 und diejenige Zählschaltung 8, welche dem durch die Schaltung 9 ausgewählten Eingangssignal entsprechen, werden über die Torschaltung 10 abgefragt und über die Adrcssenbefehlsschaltung 11 eingegeben.

Ciemaß der Steuerung durch Jie Adressenbefehlsschaltung 11 werden die Eingangssignai-Einschaltda- »cn gemäß dem Zahlstand der Zählschaltungen 8 sowie die Daten der Register 7 im Pufferspeicher 12 bei der entsprechenden Speicheradresse aufgezeichnet, wobei die Speicheradresse durch eine Vörspannitngskonstantc gegeben wird. Diese Vorspannungskonstante ist für jedes durch die Eingangsadressen-Auswahlschaltungen 9 ausgewählte Eingaiigsadressenbil vorbestimmt. Nachdem die Aufzeichnung der Daten für ein Eingangssignal irt dem Pufferspeicher 12 beendet ist* wählt die Schaltung 9 die nächste Eingangsbit

adresse aus. Wenn die Aufzeichnung der Daten der Register 7 und der Zahischaltung 9 in dem Pufferspeicher 12 für alle Eingangsadressen beendet ist, wählt die Schaltung 9 wiederum die erste Eingangsbitadresse aus und der gleiche Vorgang wiederholt sich.

Im folgenden soll der Fall betrachtet werden, daß das Eingangssignal V₁ den Adressen 100-199 zugeordnet ist und daß das Eingangssignal Y₁ den Adressen 200-299 zugeordnet ist... und daß das Eingangssignal V den Adressen (100 x n)-(lUÜ x η + 99) zugeordnet ist. Es soll angenommen werden, daß der Datenwert im Register 7 für V₁ Null ist, daß der Datenwert in der Zahischaltung 8 für V₁ gleich 8 ist, daß der Datenwert im Register 7 für V, gleich 8 ist und daß der Datenwert in der Zahischaltung 8 V₂ gleich 4 ist. Zunächst wird der Code für den Speicherwert des Signals V₁ (für den Datenwert 8) bei den Adressen 100-107 aufgezeichnet, d. h. ein Code »1 Ferner wird der Code »1 ■· i\m die Speicherung des Signals V, bei den Adressen 2(H/ +8 = 2OK bis 21 1 aufgezeichnet.

In gleicher Weise werden die Codes fur di: Speicherung der Signale, welche den Daten der Register 7 und d^r Zählschaltungen 8 fur die Eingangssignale V₁-V_n entsprechen im Pufferspeicher 12 aufgezeichnet. Wenn die Frequenz des Impulsgenerators 2 je nach dem Speicherbereich des Pufferspeichers 12 ausgewählt wird, so kann man ein maximales Zeitintervall fur eine Betriebsstufe des Steuerelements und das Einschaltzeitintervall eines bestimmten Eingangssignals erhalten, so daß die Betrie'iszustandsdaten fur das Eingangssignal in dem Speicherbereich ohne Schwierigkeiten aufgezeichnet werden können, ohne daß die Betriebszustandsdaten anderer Eingangssignale gestört werden.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm der gespeicherten Daten der Eingangssignale in den Speicherbereichen des Pufferspeichers 12 fur die Eingangssignale In Fig. 2 bezeichnet »1 · den EIN-Zustanddes Eingangssignals und »<)<' den AL'S-Zustand oder den Ruckstellzustand des Eingangssignals

Andererseits hat der Speicher 14 fur die Referenz betriebszustandsdaten eine der Speicherkapazität des Pufferspeichers 12 ähnliche Speicherkapazität. Die Referenzbetriebszustandsdaten werden in diesem Speicher folgendermaßen gespeichert Wenn das Steuerelement die normale Stellung einer Betriebsstufe beendet, so werden die zu dieser Zeit im Pufferspeicher 12 gespeicherten tatsächlichen Betriebszustandsdaten als neue Referenzbetriebsdaten genommen Das Befehlssignal 15 für die Datenüberfuhrung •virc¹ d-jreh eine Tastatur oder eine andere nicht dargestellte Einrichtung erzeugt, falls erforderlich, manuell. Somit weruen die Daten des Pufferspeichers 12 über die Einschreibe-Steuereinrichtung 13 an die entsprechende Speicheradresse des Referenzspeichers überführt. Zur.i Beispiel werden die Daten in der !••Osten Adresse des Pufferspeichers 12 zur lOOsten Adresse des Referenzspeichers überführt und die Daten der 1 Olsten Adresse des Pufferspeichers 12 werden 2Ui 1 Olsten Adresse des Referenzspeichers überführt usw., so daß die tatsächlichen Betriebsdaten als Referertfbetriebsdaten dienen.

Das Datenüberführungsbefehlssignai 15 kann automatisch erzeugt wefdefl) und zwar durch ein dem Ende eines Betriebszykius zugeordnetes Signal. Die Daten im Pufferspeicher 12 und im Referenzspeicher

14 (bei den entsprechenden Speicheradressen) werden in der Steuerschaltung 16 kombiniert. Zum Beispiel werden die aus dem Pufferspeicher 12 ausgelesen nen Daten bei dieser Kombination an die Bits in der oberen Position der Ausgarigsdaten der Steuerschaltung 16 gegeben und die aus dem liefere nzbetriebszustands-Datenspeicher 14 ausgelesenen Daten werden an die Bits in der Unteren Position der Ausgangsdaten der Steuerschaltung 16 gegeben. Es soil der Fall betrachtet werden, daß der Ausgang des Pufferspeichers 12 gleich 1 und der Ausgang des Referenzspeichers 14 gleich 1 ist. In diesem Fall soll der Ausgang der Steuerschaltung 16 gleich 3 sein. Der Ausgang der Steuerschaltung 16 ist gleich 2, wenn der Ausgang des Pufferspeichers 12 gleich 1 ist und der Ausgang des Referenzspeichers 14 gleich 0 ist.

Der Ausgang der Steuerschaltung 16 ist gleich 1,

J A .-

uti /-Ausgang

\v[tiviujpti\ii·

Λ Λ glfw-U

1 und der Ausgang des Pufferspeichers 12 gleich Null ist. Der Ausgang der Steuerschaltung 16 ist gleich O, wenn die Ausgänge der beiden Speicher gleich 0 sind. Die Codes 3, 2, 1 und 0 werden jeweils bei den Speicheradressen des Wiederholungsspeichers 17 gespeichert, welche den Speicheradressen des Pufferspeichers 12 und des Referenzspeichers 14 entsprechen. Dieses Speichern und das Auslesen der Daten geschieht durch die Steuerschaltung 16 je nach den einzelnen Kombinationen. Die Speicherkapazität des Wiederholungsspeichers 17 ist im wesentlichen gleich der Kapazität der auf der Anzeigevorrichtung 19 darstellbaren Anzahl der Symbole. Der Wiederholungsspeicher 17 dient dem Aufzeichnen und Auslesen der Daten je nach Wunsch. Die im Wiederholungsspeicher aufgezeichneten Anzeigesymbolcodes werden in einer konstanten Periode ausgelesen und in den Symbolgenerator 18 eingegeben, wobei es sich um einen Festwertspeicher zur Umwandlung der Codes in Punktematrices handelt. Im Falle des Anzeigesymbolcodes »1« ergibt sich die 5 x 7-Punktematrix gemäß Fig. 3 a. Im Falle des Anzeigesymbolcodes »2« ergibt sich die Matrix gemäß Fig. 3b und im Falle des Anzeigesymbolcodes »3« ergibt sich die Matrix gemäßFig. 3c. Im Falle des Anzeigesymbolcodes »0« ergibt sich die Matrix gemäß Fig. 3d.

Zum Auslesen der Punktematrix werden alle Daten für jeweils 5 Punkte der 7 Rasterabtastungen (von oben) unter Synchronisierung der Rasterabtastungen ausgelesen, wobei die Symbole auf einer Anzeigevorrichtung 19, z. B. einer Kathodenstrahlröhre angezeigt werden.

Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm der auf der Anzeigevorrichtung 19 angezeigten Daten. Die dünnen Linien betreffen dabei die R'eferenzbetriebsdaten und die dicken Linien betreffen die tatsächlichen Betriebsdaten. Somit ist ein Vergleich des tatsächlichen Betriebszustandes mit dem Referenzbetriebszustand leicht möglich.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall erläutert, daß das Eingangssignal (1) nur einmal während einer Betriebsstufe eingeschaltet wird. Wenn das Eingangssignal jedoch wiederholt die EIN-AUS-Zustände während einer Betriebsstufe durchläuft, so kann man jedoch ebenfalls zu genauen Betriebsdaten des Steuerelements kommen. Dies geschieht durch Rückstellen des Registers 7 und der Zähisahaltung 8 und durch eine wesentlich höhere Tastgeschwindig·' keit für die Auswahl der Bitadressen durch die Aus-"' wahlschaltung 9 (wesentlich höher im Vergleich zur ßlN-A US-Wiederholungsperiode des Eirigangssignals 1).

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführurigsforrri der erfindungsgemäßen Vörrich-

Hi tung, wobei anstelle der Zählschaltung 8 (in Fig. I) ein Register 21 verwendet wird. Dabei werden die Daten der Zählschaltung 4 in dem Register 21 während des EIN-Zustandes des Eingangssignals 1 gespeichert. Die im Register 21 gespeicherten Daten

r> sind der Endzeit des EIN-Zustandcs des Eingangssignals 1 nach Beaufschlagung mit dem Startsignal (S) äquivalent, z. B. der Zeit des Umschaltens des Einnannccmnalt <Λ\ vnm F!N-/ii<:tanrl in <|pn ΑΙΝ·7ιι-

stand.

2(1 In diesem Falle bewirkt die Adrexsenbefehlsscha!- tung 11, daß die Betriebsdaten des Steuerelements im Pufferspeicher 12 in einem Bereich gespeichert werden, beginnend mit der Speicheradresse, welche im wesentlichen in Abhängigkeit von den Daten des

r, Registers 7 bestimmt wird und endend mit einer Speicheradresse, welche im wesentlichen in Abhängigkeit von den Daten im Register 21 bestimmt wird.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich-

iii tung, wobei die Daten des tatsächlichen Betriebszustandes des Steuerelementes direkt aus der Adressenbefehlsschaltung 11 für das Einschreiben in den Pufferspeicher 12 ausgelesen werden und wobei die Referenzzustandsdaten aus dem Referenzbetriebszu-Stands-Datenspeicher 14 ausgelesen werden und wobei beide Daten in eine Schaltung 22 zur Feststellung eines abnormalen Betriebszustandes eingegeben werden, in welcher beide Daten verglichen werden, wobei ein festgestellter abnormaler Betriebszustand des Steuerelements durch Betätigung einer Alarmanlage 23 durch ein bei Vorliegen eines abnormalen Zustandes abgegeoenes Signal der Schaiiung 22 angezeigt wird. Ein abnormaler Zustand liegt vor, wenn die beiden verglichenen Daten nicht übereinstimmen.

α-, Vorstehend wurde der Fall erläutert, daß der EIN-Zustand des Steuerelements überwacht wird. Man kann jedoch auch den AUS-Zustand des Steuerelements überwachen, indem man einen Kode-Inverter in den Signalkreis des Eingangssignals 1 einfügt, weleher während des EIN-Zustandes des Eingarjssignals 1 den AUS-Zustand ausgibt und welcher während des AUS-Zustandes des Eingangssignals 1 den EIN-Zustand ausgibt.

Bei den beschriebenen Ausf ührungsforrneh werden neue Daten des tatsächlichen Betriebszustandes, weiche bei Änderung der Steuerdaten des Steuerelements vorliegen, einmal in dem Pufferspeicher gespeichert und dann ausgelesen und als neue Referenzbetriebszustandsdaten in den Referenzspeicher überführt.

Man kann jedoch auch die tatsächlichen Betriebszustandsdaten ohne vorherige Speicherung in dem Pufferspeicher in den Referenzspeicher einspeichern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

25 13 818 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum ÜberwacSien des Betriebszustandes von Maschinen oder Maschinenteilen mit einer Anzahl von einen Betriebszustand wiedergebenden Signalgebern, wobei dem einen Zustand (z. B. AUS) eines jeden Signalgebers je eine erste Speichereinrichtung und dem anderen Zustand (z. B. EIN) je eine zweite Speichereinrichtung für die Speicherung der von einem Impulsgenerator erzeugten Zeittaktimpulse zugeordnet sind und wobei der Speicherinhalt der Speichereinrichtungen zyklisch abfragbar ist und an einer Anzeigeeinrichtungzusammenmit in einem Referenzspeicher gespeicherten Referenzbetriebsdaten in Form eines Zeitdiagramms anzeigbar ist, gekennzeichnet durch eine Einschreibe-Steuereinrichtung (13) zur Einspeicherung der tatsächlicheil von den Speichereinrichtungen (7, 8) erfaßten Betriebszustandsdaten oder eines ausgewählten Teils der tatsächlichen Betriebszustandsdaten einer ausgewählten Betriebsperiode in den Referenzspeicher (14) als Referenzbetriebs/ustandsdaten für die fortlaufende Überwachung der tatsächlichen Betriebszustandsdaten darauffolgender Betriebsperioden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung der tatsächlichen Betriebszustandsdaten einer ausgewählten BetriebspeiK)de in einem Pufferspeicher (12) erfolgt, und daß die Steuerein. ;htung (13) die Daten aus dem Pufferspeicher (12* als Referenzbetriebs-Zustandsdaten fur d tauffolgende Betriebsperioden in den Referenzspeicher (14) überführt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2, gekennzeichnet durch eine Schaltung (22) zum Vergleich der tatsächlichen Betriebszustandsdaten mit den Referen/betriebszustandsdaten und zur Ansteuerung einer Alarmanlage (23) bei fehlender Übereinstimmung.