DE3005746C2 - Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden in einer Textilmaschine - Google Patents

Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden in einer Textilmaschine

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DE3005746C2 DE19803005746 DE3005746A DE3005746C2 DE 3005746 C2 DE3005746 C2 DE 3005746C2 DE 19803005746 DE19803005746 DE 19803005746 DE 3005746 A DE3005746 A DE 3005746A DE 3005746 C2 DE3005746 C2 DE 3005746C2
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Description

b5
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden in einer Textilmaschine, z. B. Falschdrallkräuselmaschine, mit einer entsprechenden Vielzahl von den Fäden zugeordneten Fühlern für die zu überwachenden Parameter, z. B. die Fadenspannung, wobei die Gesamtzahl der Fühler in eine Anzahl von jeweils mehrere Fühler umfassenden Gruppen unterteilt ist und jeder Gn-ppe eine Abfrageeinrichtung zugeordnet ist, die die elektrischen Ausgangssignale der Fühler der Gruppe der Reihe nach ständig wiederholt abfragt und einer Anzeigeeinrichtung zuführt.
Eine derartige Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden ist durch die US-PS 23 04 645 bekannt. Hierbei wird jeweils eine Gruppe von Fühlern durch eine als mechanischer Schalter ausgebildete Abfrageeinrichtung zyklisch wiederholt abgefragt. Gleichzeitig wird eine dieser Gruppe zugeordnete Anzeige- bzw. Registriervorrichtung entsprechend zyklisch umgeschaltet. Falls mehrere solche Fühlergruppen mit Abfrageeinrichtung vorgesehen sind, ist auch für jede Fühlergruppe eine eigene Registriervorrichtung notwendig. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist es, daß die Fühler einer Gruppe nur relativ langsam nacheinander abgefragt werden können. Außerdem muß ein Fühler solange abgefragt werden, bis ein zuverlässiger Meßwert ermittelt worden ist. Erst dann kann zum nächsten Fühler weitergeschaltet werden. Hierdurch wird somit lediglich eine Überwachung d:-T einzelnen Fäden in relativ langen und unregelmäßigen Zeitabständen mit allen nachteiligen Folgen auf dengesamten Fertigungsablauf erzielt.
Eine Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden in einer Textilmaschine ist auch durch die DE-PS 4 91 189 bekannt, bei der die von den Fühlern abgefragten Meßwerte zwar an einer zentralen Anzeigeeinheit angezeigt werden, nicht aber zur Bildung eines Mittelwertes od. ugl. Zwischengespeichert werden können. Das heißt, daß die einzelnen Meßwerte ebenfalls einzeln übertragen werden und somit die Ermittlung der gewünschten Werte sehr zeitaufwendig wird.
Durch die DE-OS 25 19 653 ist eine Überwachungseinrichtung bekannt, bei der jeder einzelne Fühler die Maschine unmittelbar stillsetzen kann. Die Fühler dieser Maschine sind weder zu Gruppen geordnet, noch ist eine zyklische Abfragung der einzelnen Fühler oder eine zentrale Anzeigeeinrichtung für die Meßwerte vorgesehen, so daß mit dieser Einrichtung nicht nur die Überwachung zeitaufwendig, sondern auch in der Übersicht über die erforderlichen Meßdaten ungenügend ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden und deren Parameter zu schaffen, bei der die Meßwertermittlung und Übertragung sowie Anzeige schnell und übersichtlich erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Abfrageeinrichtung als Überwachungseinheit mit Mitteln zur elektrisch digitalen Datenverarbeitung und Speicherung der Signale der einzelnen Fühler der jeweiligen Gruppe ausgebildet ist, daß die Anzeigeeinrichtung als eine einzige Zentraleinheit ausgebildet ist, und daß eine Steuereinrichtung zum Steuern der Datenübertragung von den einzelnen Überwachungseinheiten zur Zentraleinheit vorgesehen ist.
Ein Vorteil dieser Einrichtung ist es, daß die Daten der einzelnen Fühlergruppen zentral angezeigt werden
können, und daß die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Signalerfassung von den einzelnen Fadenfühlern erhöht wird, da die einzelnen Abfrageeinrichtungen als datenverarbeitende Überwachungseinheiten ausgebildet sind. Auch ist es bei der erfindu igsgemäßen Einrichtung möglich, die abgefragten Signalwerte zunächst zwischenzuspeichern, sie dann beispielsweise zur Bildung eines Mittelwertes über eine Anzahl aufeinanderfolgender Abfragungen zu verarbeiten und erst diesen aufbereiteten Meßwert an die Zentraleinheit zuübermittKi.n.
Weitere erfindungsgemäße Merkmaie sind den Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehmen.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 ist eine Schemadarstellung einer Falschdrall-Texturiermaschine zum Erzeugen von fixiertem Garn.
Fig.2 zeigt das Blockdiagramm einer Überwachungseinrichtung für die Maschine nach F i g. 1.
F i g. 3 zeigt das Blockdiagramm einer einzelnen Überwachungseinheft für die Einrichtung gemäß Fi g. 2.
F i g. 4 zeigt ein Zeitschema für den Mikroprozessor einer Überwachungseinheit gemäß F i g. 3.
F i g. 5 zeigt ein Zeitschema für die Datenverbindung zwischen den Überwachungseinheiten und der gemeinsamen Anzeige- und Steuereinheit für die Einrichtung gemäß F i g. 2.
Die in F i g. 1 dargestellte Falschdrall-Texturiermaschine umfaßt eine Vielzahl von Behandlungsstationen, von denen jede eine Halterung 11 für eine Vorratsspule 13 zur Zuführung von unbehandeltem, teilweise orientiertem Faden 12 aufweist, wobei die Halterung 1? Teil eines freistehenden Spulengerüstes Cist. Der Faden 12 wird von der Spule 13 durch Zuführrollen 14 auf einer Welle 15 abgezogen. Der Faden 12 wird durch eine Heiz- und Falschdrallzone 16 durch weitere Zuführrollen 17 gezogen. Jede solche Zone 16 hat eine Kontaktheizung 18 mit gebogener Heizplatte, in der zwei Fäden 12 in getrennten Rillen behandelt werden, und zwei Falschdrallköpfe 20 vom Typ Positorq®, je *o einen für jeden Faden. Die Transportrollen 17 laufen im Verhältnis ca. 16:1 schneller als die Rollen 14, um den Faden gleichzeitig mit dem Falschzwirnen auch zu strecken.
Das Garn in Höhe der Transportrollen 17 ist ein "5 falschdrallgekräuseltes. schrumpffähiges Garn, dem jedoch noch keine Gelegenheit zum Schrumpfen gegeben wurde aufgrund der relativ hohen Spannung, der es unterliegt. Der Faden wird durch die Rollen 17 einer Relaxationszone 30 zugeführt, die eine zweite so Heizvorrichtung 19 umfaßt und aus der der Faden durch weitere Transportrollen 21 abgezogen wird, die um ca. 15% langsamer laufen als die Transportrollen 17, so daß sich der Faden zusammenziehen kann. Aufgrund der Wärmebehandlung in diesem entspannten Zustand wird das Garn weitgehend von seiner Neigung zum Längsschrumpfen durch die Kräuselbildung befreit. Das von den Transportrollen 21 abgegebene Garn wird aufgewickelt durch Wickelstationen 22, die gewöhnlich etwas schneller laufen als die Rollen 21, um eine stabile bo Garnspule aufzubauen.
Die Fäden werden auf den Wickeln hin- und hergelegt durch Querführungen 23 auf einer Querstange 24, die durch einen Nockenmechanismus 25 hin- und herbewegt werden. Der Nockenmechanismus 25 hat eine Störeinrichtung oder Musterverwirreinrichtung 26, um die Bildung von Rippen oder Bändern des Garnes beim Aufwickeln zu vermeiden.
Die Falschdrallköpfe 20 werde?; angetrieben durch einen Riemen 27, der über Rollen 28, 29 an den Maschinenenden läuft, wobei eine Rolle 28 mit dem Hauptantriebsmotor 31 verbunden ist, der auch alle Transportrolien und die Wickeleinrichtung über geeignete Getriebe antriebt.
Die Maschine ist mit zwei Kopfstücken 32, 33 versehen, in denen der Motor 31, die Rollen 28, 29, die Getriebe- und Hauptlager für die Wellen der Transportrollen und Aufwickelrollen und andere Einrichtungen, untergebracht sind, und zwischen denen eine Anzahl von Sektionen 34 mit Behandlungsstationen angeordnet sind. Beispielsweise kann eine Maschine mit 216 Behandlungsstationen unterteilt sein in 9 Sektionen mit je 24 Stationen, von denen 12 auf jeder Seite der Maschine angeordnet sind. Wie erwähnt behandelt jede Heizvorrichtung 18 zwei Fäden, so daß jede Sektion insgesamt 12 solche Heizvorrichtungen, 6 auf jeder Seite, aufweist. Die nachgeschaltete Heizvorrichtung 19 ist ein Heizrohr, welches zusammen mit 23 anderen Heizrohren in einer Heizkammer 25 angeordnet ist, die für die gesamte Sektion vorgesehen ist und einen einzigen Temperaturfühler 36 aufweist, der mit einer Temperatursteuereinrichtung 37 verbunden ist, von denen 9 Stück, je eine für jede Heizkammer 35, in einer Heizungssteuereinrichtung im Kopfstück 32 vorgesehen sind. Die Heizvorrichtungen 18 sind in gleicher Weise mit Temperaturfühlern 39 versehen, die mit Steuereinrichtungen 40 in der Steuereinheit 38 verbunden sind.
Die Spannung wird in einer solchen Maschine jeweils am Austritt aus dem Falschdrallkopf gemessen, und hierzu ist ein Fühler bzw. Spannungsfühler 41, bestehend im wesentlichen aus einem Kraftmesser, zwischen dem Falschdrallkopf 20 und den Abzugsrollen 21 in jeder Behandlungsstation angeordnet. Es sind somit insgesamt 216 Fühler 41, je 24 für jede Sektion 34, vorgesehen.
Fig.2 und 3 stellen eine Überwachungseinrichtung für die Spannungsfühler 41 in einer solchen Maschine dar. Die Einrichtung umfaßt neun Überwachungseinheiten M \,M 2.. .M 9, von denen jede mit den 24 Fühlern 41 in einer der neun Sektionen der Maschine verbunden ist, um die Information von deren elektrischen Ausgangssignalen der Reihe nach zu empfangen, zu verarbeiten und zu speichern, wobei jede Einheit ihre Gruppe von Fühlern 41 wiederholt abfragt. Die Überwachungseinheiten Ml, M2 ... W9 sind mit einer gemeinsamen Anzeige- und Steuereinheit, der Zentraleinheit 42 der Einrichtung verbunden. Diese ist in dem Kopfstück 32 (Fig. 1) untergebracht. Sie umfaßt einen Videomonitor VDU, der, wie noch erläutert wird, auch zur Darstellung anderer Informationen als der Fadenspannung eingerichtet ist.
Fig. 3 stellt eine der Überwachungseinheiten Ml, M2 ... M9 dar. Sie umfaßt einen quarzgesteuerten Mikroprozessor 43 (z. B. vom Typ Intel 8085), zusammen mit einem elektrisch programmierten Nurlesespeicher 44 und einem Speicher 45 mit Direktzugriff, wobei in Zusammenhang mit dem vorgenannten Prozessor ein 8755 EPROM (Kapazität 2 kbyte) und ein 8155 RAM (256 Wörter a 8 Bits) geeignet sind. Das 8155 RAM 45 und das 8755 EPROM 44 haben Anschlüsse für externe Datenübertragung. Die Einrichtung hat Steuer-, Daten und Adressenleitungen 48,49, 50.
Die Spannungssignale von den 24 Spannungsfühlern in der Sektion werden in einem 25-Weg-Multiplexer 51 multiplexverarbeitet (das 25ste Eingangssignal kommt von einem blinden Spannungsfühler 59, der als Referenz
für das Anregungsniveau der aktiven Fühler dient). Die Fühler werden durch eine Treiberschaltung 60 angetrieben. Die niultiplexvcrarbeitetcn Spannungssignale werden durch einen Analog-Digital-Umwandler 52 in Digiialsignalc für die Verarbeitung im Mikroprozessor umgewandelt.
Der Multiplexer 51 wird gesteuert über ein 6-Bit-Wort des RAM 45, welches ausreicht um die 25 Spannungsfühler zu adressieren.
Die Fadenspannung in einer Hochgeschwindigkeils- ι ο Falschdrall-Kräuselmaschine kann Frequenzkomponenten bis zu 30 Hz enthalten. Eine geeignete Sampling-Geschwindigkeit ist 80/Sek., wodurch man einen Gesamteingang von 80x25 = 2000 Spannungswerten/Sek. oder einen Wert pro 500 μ Sek. erhält. Dies ι r> kann erreicht werden unter Verwendung des in Fig. 4 gezeigten Zeitschemas wie folgt:
5 μ Sek.
J(I
20 μ Sek. 30 μ Sek.
5 μ Sek. 40 μ Sek.
A 1 Daten im Integrator gehalten
Λ 2 Multiplexer51 in die nächste
Stellung geschaltet
A 3 Datenumwandlung analog in digital
A 4 Integrator weitergeschaltet zum
Sampeln des nächsten Kanals
A 5 Umrechnen zur Mittelbildung und
Grenzwert vergleich
A 6 Integrator überwacht das Spannungssignal während 400 μ Sek.;
Mikroprozessor während dieser Zeit
frei zur Durchführung anderer
Aufgaben wie z. B. Fadenbruchalarm
und Steuerung der Datenverbindung
(vgl. unten) zum zentralen Prozessor 400 μ Sek.
Dieses Schema wird wiederholt für jeden der 25 Spannungssignalkanäle Cl, Cl ... C25, und jeder vollständige Abfragezyklus umfaßt demnach 12,5 ms. Das Spannungssignal wird in dem Mikroprozessor analysiert, um seinen Mittelwert zu bilden, und mit den Grenzwerten für den Spannungsmittelwert verglichen, Auch der Momentanwert wird mit den Grenzwerten verglichen, wobei jeder dieser Vergleiche gegebenenfalls zur Auslösung eines Alarms führen kann. Natürlich werden für die Mittelwertbildung einige Sekunden benötigt. 256 Einzelwerte von je 8 Bits ergeben bei ihrer Aufsummierung 16 Bits oder zwei Wörter von 8 Bit. Wenn somit der Mittelwert über 256 Einzelwerte gebildet wird, dann können die 24 Spannungsmittelwerte von einer Sektion dem zentralen Prozessor in Form 2x24 = 38 Wörtern mitgeteilt werden. Für 256 Einzelwerte werden 256 Abfragezyklen a 12,5ms, d.h. insgesamt 3,2 Sek. benötigt, was tür die Gewinnung eines Spannungsmittelwertes ausreichend ist (vergleiche F i g. 4).
Die Werte von den neun Sektionen werden per Multiplex auf der Datenverbindung der Zentraleinheit 42 übertragen, und dies erfolgt über eine Datenübertragungssteuerung (DLC) 54. Diese wandelt die Daten in serielle Form um, um sie auf einer einzelnen Übertragungsleitung übertragen zu können, und führt t>o Paritätsprüfungen durch. Auch die Fadenbruchüberwachung wird in dem Mikroprozessor überwacht, und hierzu sind 24 Fadenbruchdetektoren über Photokoppler 53 mit den Eingängen des EPROM 44 und RAM 45 verbunden. t>5
In F i g. 5 sind in der Zeile t, die tatsächlich für Datenabruf und -übertragung benötigten Zeiten und in der Zeile /., die theoretisch verfügbaren Zeiten angegeben. Für jede der neun Stationen, z. B. M1, stehen 3,2 Sek. : 9, d. h. 355,55 ms zur Verfügung. Datenabruf (A 11; 5 ms) und Datenübertragung (A 12; 97 ms) von der Überwachungseinheit M1 erfolgen innerhalb der ersten 150 ms, benötigen aber nur 102 ms; Datenabruf (A 13: 5 ms) und Datenübertragung (A 14; 30 ms) von einem der zugehörigen Spannungsfühler, z.B. 37, erfolgen innerhalb der zweiten 150 ms, benöligen aber nur 35 ms, und am Ende verbleiben weitere freie 55,55 ms. Somit zeigt F i g. 5, daß nur etwa die Hälfte der verfügbaren Gesamtzeit in jedem Datenübertragungszyklus zur Übertragung der Daten einer Sektion benutzt wird, so daß die andere Hälfte frei bleibt für die Übertragung anderer Daten der Maschine, z. B. die Temperatur der Heizzonen.
Die Einrichtung ermöglicht somit ein sehr schnelles Abtasten der Spannung — 80 Meßwerte/Sek. für jeden Einzelfaden — wie dies erforderlich ist zur Erfassung von kurzzeitigen Unter- oder Überspannungen, wobei noch Kapazität frei ist zur Berücksichtigung anderer Maschinenparameter, für welche erforderlichenfalls ein weiterer Speicher vorgesehen sein kann. Im Gegensatz dazu werden bei bekannten Spannungsüberwachungssystemen alle z. B. 200 Fäden der Reihe nach abgefragt, wobei für die Meßwerterfassung an jedem Einzelfaden mehrere Sekunden benötigt werden, so daß sogar relativ lang dauernde Grenzwertüberschreitungen der Spannung unbemerkt bleiben.
Die Verbindung des DLC 54 mit der Zentralheit 42 erfolgt vorzugsweise über eine Lichtleiterkopplung 55 und daran angeschlossene Eingangs- und Ausgangs-Lichtleiter 56, 57. Dies beseitigt den Einfluß von Störisignalen von Fadenschneidern, Temperatursteuerungen und anderen in der Nähe befindlichen Ausrüstungen der Maschine.
Die in Fig. 2 dargestellte Zentraleinheit 42 umfaßt den Videomonitor mit Tastatur 58 für die Eingabe von Steuerparametern und Befehlen in einen 8085 Mikroprozessor 61 und zugehörige Schaltungen mit einer Steuereinheit 62 mit direktem Speicherzugriff (DMA) sowie einem programmierbaren peripheren Interface (PPI) 63. Die Lichtleiter 56, 57 sind mit der DMA Steuereinheit 62 über eine Lichtleiterkopplung 64 und ein SDLC 65 ( = Synchrondatenübermittlungscontroller) verbunden. Der 8085 Mikroprozessor 61 hat ein zugehörigen RAM 66, welches als Pupffer die Daten empfängt und solange hält, bis sie von dem 8085 Mikroprozessor 61 abgerufen werden, sowie ein ROM 67, welches die erforderliche Information zur Ausführung weiterer Funktionen enthält, wie z. B. zum Empfang und zur Analyse von Daten von anderen Quellen wie z. B. Temperaturfühlern, Wellengeschwindigkeit, Quergeschwindigkeit. Streckverhältnis, Parameter der Faischdrallköpfe. Zufuhrüberschuß u. dgl. Die über das PPI 63 angeschlossene DMA-Steuereinheit 62 erlaubt einen raschen Zugriff zu den Speichern des Zentralprozessors und kann rasch Datenblöcke übertragen, ohne daß hierzu eine Programmtätigkeit vom Mikroprozessor erforderlich ist.
Die Einrichtung kann programmiert werden zur Durchführung der folgenden Funktionen:
1) Kommunikation mit und Steuerung der Überwachungseinheiten M 1,M2... M9.
2) Annahme und Analyse von Daten von diesen Einheiten.
3) Darstellung von gewünschten Daten über die Maschinenleistung, Spannungsmittelwerte, Faden-
bruch usw.
4) Eingabe von externen Befehlen (z. B. der Bedienungsperson) wie z. B. Spannungsparameter, Gren/werte, Abruf des Datendisplays usw.
Ein Magnetbandspeicher oder eine andere Dokumenlalionseinrichiung 68 kann zum Dokumentieren der Daten verwendet werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Grundprinzips, eine Einrichtung für die Hochgeschwindigkeilsabfrage von Spannungsfühlern zu schaffen, sind zahlreiche Abweichungen oder Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsform möglich. Zusätzlich zur Alarmaus-, lösung kann die Einrichtung auch das Abschalten einzelner Fadenbehandlungsstationen oder ganzer Maschinensektionen bewirken (wenn z. B. die Temperatur der zweiten Heizvorrichtung außerhalb der Sollwerte liegt) oder der gesamten Maschine beispielsweise bei Getriebeüberhtizung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur laufenden Überwachung einer Vielzahl von Fäden in einer Textilmaschine, z. B. Falschdrallkräuselmaschine, mit einer entsprechenden Vielzahl von den Fäden zugeordneten Fühlern für die zu überwachenden Parameter, z. B. die Fadenspannung, wobei die Gesamtzahl der Fühler in eine Anzahl von jeweils mehrere Fühler umfassen- to den Gruppen unterteilt ist und jeder Gruppe eine Abfrageeinrichtung zugeordnet ist, die die elektrischen Ausgangssignale der Fühler der Gruppe der Reihe nach ständig wiederholt abfragt und einer Anzeigeeinrichtung zuführt, dadurch ge kennzeichnet, daß jede Abfrageeinrichtung als Überwachungseinheit (M 1, Wi. bis M9) mit Mitteln zur elektrisch digitalen Datenverarbeitung und Speicherung der Signale der einzelnen Fühler (41) der jeweiligen Gruppe ausgebildet ist, daß die Anzeigeeinrichtung als eine einzige Zentraleinheit (42) ausgebildet ist, und daß eine Steuereinrichtung (61 bis 67) zum Steuern der Datenübertragung von den einzelnen Überwachungseinheiten (M 1 bis M9) zur Zentraleinheit (42) vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überwachungseinheit (MX bis M9) einen Alarm auslöst, wenn der überwachte Prozeßparameter außerhalb von Grenzwerten liegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Eingabe der Grenzwerte des Prozeßparameters vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Eingabe der Grenzwerte allen Überwachungseinheiten (MX bis M9)gemeinsam sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überwachungseinheit (MX bis M9) einen Mikroprozessor (43) aufweist, der so programmiert ist, daß er ausgewählte Informationen von den Fühlern (41) an eine gemeinsame Datenverarbeitungseinheit in der Zentraleinheit (42) weiterleitet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Datenverarbeitungseinheit auf gewünschte Werte und Grenzwerte des Parameters einstellbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Überwachungseinheiten (M X bis M9) mit der gemeinsamen Zentraleinheit (42) über Lichtleiter(56,57) erfolgt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Parameter überwacht wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Parameter während verschiedener Zeitinveralle überwacht werden.
10. Einrichtung nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Fühlern (41) zur Überwachung der Parameter der einzelnen &o Behandlungsstationen die gleiche Anzahl von Fühlern (41) umfaßt.
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