DE2800874A1

DE2800874A1 - Schaltungsanordnung zum erfassen von stoerungen des garnlaufs einer textilmaschine

Info

Publication number: DE2800874A1
Application number: DE19782800874
Authority: DE
Inventors: Karl Curiger; Hermann Gasser
Original assignee: Luwa Ltd
Current assignee: Luwa Ltd
Priority date: 1977-01-20
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1978-07-27
Also published as: FR2378430A7; IT7819257A0; GB1595565A; CH610020A5; IT1091887B; US4140898A

Description

PATfc£N !"ANWÄLTE

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A. GRÜNECKER

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H. KINKELDEY

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K. SCHUMANN

UfI R£R CiAT OtPL-PHYS

P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

OR BERNAT DP!_ CHEM.

Luwa AG

Anemonenstr. 4-0
CH-8047 Zürich

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILlANSTFiASSE 4.3

10. Jan. 1978 P 12 332

Schaltungsanordnung zum Erfassen von Störungen des Garnlaufs einer Textilmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erfassen von Störungen des Garnlaufs einer Textilmaschine, mit einer auf das Vorhandensein solcher Störungen ein elektrisches Signal abgebenden Sonde, die über Diskriminatorstufen an einen Vorwahlzähler gekoppelt ist, der zum Einstellen der maximal zulässigen Anzahl von Störunen eingerichtet und an eine Kippschaltung gekoppelt ist, die ihrerseits beim Ueberschreiten dieser Anzahl ein Störsignal abgibt.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung dieser Art zu schaffen, die das Störsignal nicht nur dann abgibt, wenn die voreingestellte zulässige

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Anzahl von Störungen absolut erreicht oder überschritten wird, sondern immer dann, wenn diese Anzahl in einer bestimmten Zählperiode erreicht oder überschritten wird. Damit lässt sich eine zuverlässigere Information über den Garnlauf der überwachten Textilmaschine erzielen.

Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Schaltungsanordnung erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein Taktgeber vorgesehen ist, der einerseits an den einen Eingang der als bistabile Stufe ausgebildeten Kippschaltung und andererseits über ein Verzögerungsglied an einen Rückstelleingang des Vorwahlzählers gekoppelt ist.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltschema einer

Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 charakteristische Impulszüge, die beim

Betrieb an den mit A bis G im Schaltschema der Fig. 1 bezeichneten Stellen entstehen,

Fig. 3 eine zweckmässige Ausbildung des Takt

gebers , und

Fig. 4 eine Ausführungsvariante der bistabilen

Kippstufe, die gestattet, wahlweise das

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Störsignal beim erstmaligen Auftreten oder beim Auftreten in zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Zählperioden weiter zu verarbeiten und zwar über einen monostabilen Kippkreis mit einer ausreichend langen Rückkippzeit, damit z.B. Teile der Textilmaschine abgeschaltet oder andere Steuerfunktionen ausgeführt werden können.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 10 ist an eine Sonde 11 gekoppelt, die hier der Einfachheit halber als Plattenkondensator mit einer geerdeten Platte 12 und mit einer Platte 13 mit schwebendem Potential dargestellt ist. Die Sonde 11 ist beispielsweise einem Absaugkanal 14 einer nicht dargestellten Textilmaschine, z.B. einer Vorspinnmaschine, zugeordnet, in welchem Kanal in Richtung des Pfeiles 15'Faserflocken, Batzen oder Fadenbruchstücke, d.h. solche endliche textile Gebilde abgesaugt werden, die ihrerseits ein Indiz für Störungen im Garnlauf der Textilmaschine sind, so z.B. für Garn- oder Luntenbrüche. Da diese endlichen textlien Gebilde eine gegenüber Luft unterschiedliche Dielektrizitätskonstante aufweisen, hat deren Vorbeiflug an der Sonde 11 eine transiente Potentialveränderung an der Platte 13 zur Folge. Auch andere Umstände, so zum Beispiel angesaugter Staub, Faserflug oder Klimaveränderungen im Raum, in der die Textilmaschine steht, haben eine Potentialveränderung an der Platte 13 zur Folge. Es gilt daher, die einander überlagerten Signale zu analysieren/ damit nur jene Signale ausgewertet werden, die auf zu erfassende Störungen zurückgehen.

Die Platte 13 ist über ein abgeschirmtes Kabel 15 und 809830/0682

einen Schutzwiderstand 16 an als Ganzes mit 17 bezeichnete Diskriminatorstufen gekoppelt, deren Zweck darin besteht, Potentialveränderungen, die nicht auf Betriebstörungen zurückzuführen sind, zu unterdrücken bzw. auszuscheiden und die übrigen in eine digital auswertbare Form zu bringen. Diese Diskriminatorstufen 17 weisen zunächst zwei antiparallel an Masse geschaltete Dioden-Ketten 18, 19 sowie einen hochomigen Ableitwiderstand 20 (etwa 100 Meghom) auf, die einerseits dazu dienen, Spannungsspitzen von einem nachfolgenden Impedanzwandler 21 fern zu halten, bzw. eine Aufladung desselben zu verhindern. Der Impedanzwandler ist ein Operationsverstärker in Elektrometer-Schaltung, der die hochohmigen Spannungsschwankungen ohne wesentliche Spannungsverstärkung in niederohmige Stromschwankungen umwandelt.

Dem Impedanzwandler 21 ist ein aus einem Kodensator 22 und einem Ableitwiderstand 23 aufgebautes Hochpassfilter nachgeschaltet, das die Frequenzen unter ca. 5 Hz « praktisch unterdrückt. Solche extrem tiefen Frequenzen sind z.B. auf Klimaschwankungen zurückzuführen. Auf das Hochpassfilter 22, 23 folgt über einen Kopplungswiderstand 24 ein Spannungsverstärker 25 mit einem Verstärkungsfaktor zwischen 5 und 30, dessen Ausgang über ein einen Widerstand 26 und einen Kondensator 27 aufweisendes Tiefpassfilter an seinen Eingang zurückgekoppelt ist. Das Tiefpassfilter 26, 27 unterdrückt praktisch alle über etwa 1 kHz liegenden Frequenzen, so dass vom folgenden Kopplungswiderstand 28 praktisch nur Signale im Frequenzbereich zwischen etwa 5 Hz und 1000 Hz weitergeleitet werden.

Mittels eines zwischen einer positiven Spannungsquelle 809830/0682

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(z.B. 12 V) und Masse geschalteten Potentiometers 29 wird über einen Widerstand 30 dem mittels Dioden 31,

32 invertierten Eingang eines Vergleichsverstärkers

33 eine zwischen etwa 5 und 300 mV einstellbare Bezugs- oder Schwellwertspannung aufgedrückt. Der Vergleichsverstärker 33 ist dazu eingerichtet, an seinem Ausgang normalerweise ein negatives Ruhesignal konstanter Spannung und nur dann ein positives Signal konstanter Spannung zu erzeugen, wenn und solange an dessen Eingang ein über der Bezugs- oder Schwellwertspannung liegendes Signal ansteht. Er dient somit dazu, einen im verbleibenden Frequenzband noch vorhandenen Rauschpegel niedriger Amplitude zu unterdrücken und zugleich die über dem Rauschpegel liegenden Signale bezüglich Amplitude zu digitalisieren. Der Ausgang des Vergleichsverstärkers 33 ist über einen Widerstand 34 an seinen positiven Eingang zurückgekoppelt. Dadurch wird der Charakteristik des Verstärkers 33 eine gewisse Hystere in dem Sinne verliehen, dass zum Erzeugen eines positiven Ausgangssignals das Eingangssignal leicht über der Bezugs- oder Schwellwertspannung liegen muss, während umgekehrt die Rückkehr zum negativen Ruhesignal am Ausgang erst dann erfolgt, wenn das Eingangssignal etwas unter der Bezugs- oder Schwellwertspannung liegt.

Dem Ausgang des Vergleichsverstärkers 33 ist eine Diode 35 mit einem Ableitwiderstand 36 nachgeschaltet. Diese Diode unterdrückt den negativen Anteil des Ausgangssignals des Vergleichsverstärkers 33, so dass danach ein digitalisiertes, aus einer Folge von Impulsen konstanter Amplitude jedoch verschiedener Dauer mit dazwischen liegenden Pausen ebenfalls unterschiedlicher Dauer bestehendes Signal zur Verfügung steht. Eine solche, am Punkt A der Schaltung

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der Fig. 1 anstehende Impulsfolge ist in der Zeile A der Fig. 2 dargestellt, wobei zu bemrken ist, dass jeder einzelne dieser Impulse auf eine Störung, d.h. auf ein "interessierendes Ereignis" an der Sonde 11 zurückzuführen ist.

Das somit erzeugte digitalisierte Signal wird über ein Inversionsglied 37 einem rückstellbaren, an einen Vorwählschalter 39 gekoppelten Zähler 38 zugeführt. Der Zähler 38 kann beispielsweise zwei aufeinander folgend geschaltete binäre Zähldekaden aufweisen.

Der mit "Reset" bezeichnete Rückstelleingang des Zählers 38 ist über ein Verzögerungsglied 40 an einen Taktgeber 41 angeschlossen. Der Taktgeber 41 bestimmt die Dauer von Zählperioden, die im vorliegenden Beispiel eine Sekunde dauern und erzeugt zu diesem Zweck Impulse von z.B. 50 ms Dauer, mit einer Frequenz von 1 Hz, wie in Zeile B der Fig. 2 dargestellt. Das Verzögerungsglied 40 kann z.B. ein auf die abfallende Flanke der Taktimpulse ansprechender, monostabiler Multivibrator mit einer Ansprechzeit von 130 ns und einer festen Rückkippzeit von z.B. 2^s sein. Somit entsteht am Ausgang des Verzögerungsgliedes 40 jedes Mal, wenn dieses von einem Impuls des Taktgebers 41 angestossen wird, mit einer Verzögerung von 130 ns nach dem Ende des Taktimpulses (was im Vergleich zur Zählperiode von einer Sekunde verschwindend klein ist) ein Rückstellimpuls von 2/<is Dauer, wie dies auf Zeile D der Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn in einer Zählperiode die Zählung der "interessierenden Ereignisse" den am Vorwahlschalter 39 eingestellten Wert erreicht oder überschreitet, erzeugt dieser im Moment des Erreichens dieser Anzahl an seinem F bezeichneten

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Ausgang einen kurzen Impuls, der dem Schalteingang S eines RS Flip-Flops 42 zugeführt wird. Solche Impulse sind auf Zeile F der Fig. 2, nämlich in der dritten, vierten, sechsten, siebten und achten Zählperiode von links dargestellt.

Der RS Flip-Flop 42 ist ein logisches Schaltelement, das beim Eintreffen eines logischen "L"-Signals an seinem S-Eingang auf seinem mit G bezeichneten Ausgang praktisch unverzögert vom Schaltzustand "O" auf den Schaltzustand "L" kippt und beim Eintreffen eines inversen "L"-Signals an seinem R-Eingang ausgangsseitig auf den Schaltzustand "0" zurückkippt. Dementsprechend ist der R-Eingang des RS Flip-Flops über ein Inversionsglied 43 an das Verzögerungsglied 40 gekoppelt. Die entsprechenden, verzögerten Taktsignale sind auf der Zeile E der Fig. 2 dargestellt.

Daraus ergibt sich, dass wenn überhaupt an dem Ausgang G ein "L"-Signal entsteht, dieses stets am Anfang einer nächstfolgenden Zählperiode verschwindet. Dies ist deutlich aus der Zeile G der Fig. 2 zu entnehmen, wo jeder Impuls auf der Zeile F ein Kippen auf den Schaltzustand "L" auf Zeile G und jeder Impuls auf der Zeile E ein Zurückkippen auf den Schaltzustand "0" auf Zeile G zur Folge hat, sofern der Schaltzustand zuvor auf dem Pegel "L" war.

An den RS Flip-Flop 42 ist eine bistabile Kippschaltung 44 mit dem Verhalten eines UND-Gatters mit zwei Eingängen angeschlossen. Wie noch zu erläutern sein wird, kann diese Kippschaltung mehrere hintereinander geschaltete bistabile Flip-Flops aufweisen, von denen

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jedes das Verhalten eines UND-Gatters aufweist, auf welche Flip-Flops ein monostabiler Multivibrator folgen kann, der, durch den kurzen Ausgangsimpuls der vorangehenden Flip-Flops angestossen, einen Ausgangsimpuls ausreichender Länge, z.B. von 1,5 Sek. liefert, um damit Steuerfunktionen auszulösen.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der eine Eingang der Kippschaltung 44 direkt an den Ausgang des vorangehenden RS -Flip-Flops 42 angeschlossen, der andere dagegen direkt, oder, wie dargestellt, über ein auf die abfallende Flanke der vom Taktgeber 41 anfallenden Impulse unverzögert ansprechendes Differentialglied 45 mit dem Taktgeber 41 verbunden. Die aus diesem Differentialglied 45 als Folge der Taktimpulse (Zeile B der Fig. 2) anfallenden Impulse sind in Zeile C der Fig. 2 dargestellt und treffen auf alle Fälle vor dem Ende der allenfalls am Ausgang des RS Flip-Flops 42 erzeugten Signales ein, so dass dann und nur dann eine Durchschaltung der ersten Stufe der Kippschaltung 44 erfolgt, wenn gleichzeitig ein von Null verschiedenes Signal an beiden Eingängen ansteht.

Es kann nun bereits diese erste Durchschaltung dazu benützt werden, um Steuerfunktionen, z.B. das Schalten eines Relaiskontaktes 46 mittels einer Spule 67 zu bewirken, welcher Kontakt beispielsweise den Ausschalter der Textilmaschine betätigt. Es kann aber auch erwünscht sein, nicht jede erste, sondern nur jede zweite Durchschaltung zur Auslösung von Stuerfunktionen heranzuziehen. Darauf wird im Zusammenhang mit Fig. 4 zurückzukommen sein.

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Aus der Fig. 1 ist schliesslich zu entnehmen, dass an den Zähler 38 eine Anzeigeeinheit 50 angeschlossen ist, die beispielsweise dazu eingerichtet sein kann, den vom Zähler 38 in einer Zählperiode erreichten Zählstand ununterbrochen während der nächstfolgenden Zählperiode anzuzeigen. Dazu kann die Anzeigeeinheit 50 über die als gestrichelte Linie eingezeichnete Steuerleitung 51 vom Taktgeber 41 unverzögert angesteuert sein, um den vom Zähler 38 jeweils kurz vor seiner Rückstellung erreichten Zählstand anzuzeigen.

Andererseits kann die Anzeigeeinheit 50 auch dazu eingerichtet sein, dies ist mit der gestrichelten Linie 52 angedeutet, nur jenen Zählstand anzuzeigen, der zu einem Storsignal, d.h. zum Ansprechen des RS Flip-Flops 52 geführt hat. Dass zwischen einem binären Zähler und einer vorzugsweise dezimalen Anzeigeeinheit ein Binär-Dezimal-Codewandler erforderlich ist, versteht sich von selbst und ist daher nicht näher dargestellt.

Ein Beispiel für einen Taktgeber 41 ist in Fig. 3 schematisch angegeben. An einen Rechteckimpulse mit einer Dauer von 50 ms und einer Frequenz von 10 Hz erzeugenden RC-Oszillator 47 ist ein Frequenzteiler 48 mit dem Teilfaktor 10 angeschlossen. Der Frequenzteiler 48 kann z.B. ein binärer Dekadenzähler sein, der an seinem Ausgang nach jedem zehnten Impuls des Oszillators 47 ein Signal erzeugt. Der Ausgang des Oszillators 47 und jener des Frequenzteilers 48 sind an je einen der beiden Eingänge eines Koinzidenz oder UND-Gatters 49 geführt. Am Ausgang dieses Gatters erscheint somit nur jeder zehnte Impuls des Oszillators 47, wie auf Zeile B der Fig. 2 dargestellt.

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In Fig. 4 ist eine mögliche Ausführungsvariante der bistabilen Kippstufe 44 gezeigt. Die mit G bezeichnete Ausgangsleitung des RS Flip-Flops 42 ist an den einen Eingang eines ersten D Flip-Flops 53 geführt. Der andere Eingang ist über eine Leitung 54 an die mit C bezeichnete Ausgangsleitung des Dxfferentialgliedes angeschlossen. Diese Ausgangsleitung C ist auch über eine weitere Leitung 55 direkt an den einen von drei Eingängen eines UND-Gatters 46 geschaltet. Der Ausgang des ersten D Flip-Flops 53 ist einerseits über eine Leitung 58 an den zweiten Eingang des Gatters 46 und andererseits über eine Leitung 57 an den einen Eingang eines zweiten D Flip-Flops 59 geführt, dessen anderer Eingang über eine Leitung 60 mit der Ausgangsleitung C verbunden ist. Der Ausgang dieses zweiten D Flip-Flops 59 ist über einen Schalter 61 mit einer positiven Spannungsquelle verbunden, die ihrerseits über eine Leitung 63 mit dem dritten Eingang des UND-Gatters verbunden ist. Dem Ausgang des UND-Gatters 56 ist ein monostabiler Multivibrator 64 nachgeschaltet, dessen Rückkippzeit mittels eines Kondensators 65 und eines Widerstandes 66 auf z.B. 1,5 Sek. eingestellt ist. Sobald und solange also aus dem UND-Gatter 56 ein Signal anfällt, liefert der monostabile Multivibrator 64 an seinem Ausgang ein Signal, das, wie gezeigt, z.B. über die Spule 67 zur Betätigung des Relaiskontaktes 46 dienen kann.

Ist der Schalter 61 offen, steht am dritten Eingang des UND-Gatters 56 ununterbrochen ein von der Gleichspannungsquelle herrührendes "L"-Signal an. Wenn nun der erste D Flip-Flop 53 durchschaltet, steht an allen drei Eingängen des Gatters 56 ein "L"-Signal an und der monostabile MuIti-

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vibrator 64 wird angestossen.

Ist dagegen der Schalter 61 geschlossen, fliesst die Spannung aus der Quelle 62 über den Q-Ausgang des zweiten D Flip-Flops 59 niederohmig an Masse, so dass der dritte Eingang des UND-Gatters signalfrei bleibt. Erst wenn durch das Durchschalten des ersten D Flip-Flops 53 auch der zweite D Flip-Flop 59 durchgeschaltet wird, wird dadurch die Verbindung seines Q-Ausganges zu Masse unterbrochen und erst danach kann sich am dritten Eingang des Gatters 56 ein Signal aufbauen. Wenn in der unmittelbar nachfolgenden Zählperiode der D Flip-Flop 53 abermals durchschaltet, wird der monostabile Multivibrator 64 angestossen.

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Claims

PATENTANSPRÜECHE

1. Schaltungsanordnung zum Erfassen von Störungen des Garnlaufs einer Textilmaschine, mit einer auf das Vorhandensein solcher Störungen ein elektrisches Signal abgebenden Sonde (11), die über Diskriminatorstufen (17) an einen Vorwahlzähler (38, 39) gekoppelt ist, der zum Einstellen der maximal zulässigen Anzahl Störungen eingerichtet und an eine Kippschaltung (44) gekoppelt ist, die ihrerseits beim Ueberschreiten dieser Anzahl ein Störsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Taktgeber (41) vorgesehen ist, der einerseits an den einen Eingang der als bistabile Stufe ausgebildeten Kippschaltung (44) und andererseits über ein Verzögerungsglied (40) an einen Rückstelleingang des Vorwahlzählers (38, 39) gekoppelt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippschaltung (44) ein RS Flip-Flop (42) vorgeschaltet ist, dessen S-Eingang mit dem Ausgang des VorwahlZählers (38, 39) und dessen R-Eingang über das Verzögerungsglied (40) an den Taktgeber (41) gekoppelt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

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zeichnet, dass das Verzögerungsglied (40) ein monostabiler Multivibrator ist, dessen Durchschaltzeit der Verzögerungszeit entspricht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber einen Oszillator (47) mit einem nachgeschalteten Frequenzteiler (48) aufweist, wobei sowohl der Ausgang des Oszillators als auch jener des Frequenzteilers an je einen Eingang eines UND-Gliedes (49) angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippschaltung (44) wenigstens zwei hintereinander geschaltete D Flip-Flops (53, 39) aufweist, deren Rückstelleingänge an den Taktgeber (41) gekoppelt sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippschaltung (44) als letzte Stufe einen monostabilen Multivibrator (64) mit einer Rückkippzeit aufweist, die länger ist, als die Taktperiode des Taktgebers (41).

7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des monostabilen Multivibrators (64) mit dem Ausgang eines UND-Gliedes (56) mit drei Eingängen verbunden ist, von denen der erste an den Taktgeber (41) , der zweite an den Ausgang des ersten D Flip-Flops (53) und der dritte an eine Spannungsquelle (62) angeschlossen ist, die ihrerseits 809830/0682

über einen Schalter (61) an den Ausgang des zweiten D Flip-Flops (59) gekoppelt ist.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzogerungszeit des Verzögerungsgliedes (40) weniger als 1 % der Taktperiode des Taktgebers (41) ist.

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23.12.77
Sa: em