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Elektronische Maschinensteuerung
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Die Erfindung betrifft eine elektronische Maschinensteuerung, insbesondere
für eine Karde oder Krempel bei der die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials
gesteuert und kontrolliert werden, wobei z. 8. die Ist-Drehzahlen der Speisewalze
und des Abnehmers mit'vorgegebenen, in einem Speicher vorhandenen Soll-Drehzahlen
verglichen und aus der Abweichung Stellwerte gebildet und der Speisewalze bzw. dem
Abnehmer zugeführt werden, um eine vorgewählte Liefergeschwindigkeit bzw. einen
vorgewählten Verzug einzustellen.
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Bei einer bekannten Karde erfolgen Steuerung und Kontrolle derart
und Menqe der Verarbeitung des Fasermaterials durch mehrere getrennte Einrichtungen.
So werden z. B. die Liefergeschwindigkeit und der Verzug über je eine elektronische
Motorregelung für den Antrieb der Speisewalze und des Abnehmers verwirklicht.
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Die Banddickenregelung des die Karde verlassenden Faserbandes erfolgt
z. B. unabhängig davon über ein pneumatisches Signal, das einem elektrischen Dreipunktregler
zugeführt wird, den ein elektrisches Signal verläßt, durch das das der Karde zuzuführende
Fasermaterial geregelt wird. Das alles ist anlagemäßig sehr aufwendig. Hinzu kommt,
daß verschiedene Komponenten, wie der elektronische Motorregler oder der Dreipunktregler,
störanfällig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der bekannten
Gattung zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine
zentrale Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials
erlaubt und die anlagemäßig weniger aufwendig und störanfällig ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1.
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Der Mikroprozessor bildet in Verbindung mit dem Speicher und dem Interface
einen Mikrocomputer, wobei der zwischen dem Speicher und dem Interface arbeitende
Mikroprozessor zur Entwicklung der erforderlichen Rechenoperationen, logischen Entscheidungen,
Befehls--signale u. dgl. dient, während über das Interface externe Eingabesignale,
wie Tastatursignale und Daten über den jeweiligen Maschinenzustand, umgesetzt und
an den Mikroprozessor weitergegeben werden und im Mikrocomputer entwickelte oder
vorhandene Befehlssignale an die externen Einrichtungen und Steuerlogiken weitergeleitet
werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der Drehzahl z. B der Speisewalze
und des Abnehmers durch den Mikrocomputer in Verbindung mit Leistungsumsetzern,
z. B.
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Thyristoren. Eine aufwendige und anfällige elektronische Motorregelung
entfällt. Hierbei werden zugleich d-ie nötigen Zusammehänge, d. h. die Drehzahlabstimmung
zwischen Speisewalze, Abnehmer und Trommel der Karde realisiert.
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Die Verarbeitung der Meß- und Stellsignale für die Bandregulierung
des Faserbandes erfolgt ebenfalls durch den Mikrocomputer. Durch die ständige Oberwachung
aller wesentlichen Meßwerte können Fehler frühzeitig erkannt und lokalisiert werden.
In vorteilhafter Weise kann durch den Mikrocomputer zugleich eine direkte'Drehzahlregelung
des Antriebes für die Speisewalze, den Abnehmer, die vorgeschaltete Flockenbeschickung
o. ä. verwirklicht werden. Dabei entfällt die Anwendung eines elektronischen Dreipunktreglers.
Durch die Lernfähigkeit des Mikroprozessors ist es möglich, für bestimmte Partien
einmalig ermittelte optimale Werte, z. B. für Verzug, Liefergeschwindigkeit u. dgl.,
zu speichern und zur Verarbeitung einer gleichen Partie bei Bedarf ohne neue Einstellung
wieder zu benutzen, so daß zusätzlicher Einstellaufwand bei Wechsel der Partie entfällt.
Das Regelverhalten für die Antriebsmotoren wird durch das Programm festgelegt und
ist beliebig variierbar (PI-Verhalten, Hochlaufintegrator u. ä.).
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Durch den Einsatz eines Leitrechners können diverse Aufgaben übernommen
werden.
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a) Fehlermeldung- und -lokalisierung (Klartext) für Karderiemeister
u. ä.
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b) Betriebsdatenerfassung (Stillstandszeiten, Produktion, Bandbrüche,
Fehler).
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c) Hinweise auf Wartungs-, Reinigungs- und -Reparaturarbeiten (Betriebsstundenzähler).
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d) Für eine vom Leitrechner vorgegebene Kardengruppe können alle
Karden auf eine entsprechende Partie programmiert bzw. umgestellt werden.
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e) Jede einzelne Karde kann vom Leitrechner aus korrigiert bzw. beeinflußt
werden (Produktionsgeschwindigkeit u. ä.).
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Durch die "Intelligenz" des Systems ist es möglich, bei auftretenden
Störungen sofort einzugreifen und mögliche nachteilige Auswirkungen nicht erst zuzulassen,
wie folgende Beispiele zeigen: Durch Kabel bruch, Fehlbedienung o. ä. kann für eine
Kannenfüllung ein Wert von 50000 m/Kanne vorgegeben werden, wobei in dem System
gespeichert ist, daß nur 9000 m/Kanne zutreffend sind. Bevor die unzutreffende Kannenfüllung
von 50000 m/Kanne angegangen werden, wird beim Leitrechner oder durch eine andere
Meldung beim Bediener angefragt, ob dieser Wert unzutreffend ist.
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Erst wenn die Richtigkeit ausdrücklich bestätigt wird, z. B. durch
Kannenstockwechsel, > wird der Befehl ausgeführt.
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ist gespeichert, daß zu einer bestimmten Produktionsgeschwindigkeit eine bestimmte
Drehzahl der Speisewalze gehört. Wird festgestellt, daß der Antriebs tor für die
Speisewalze plötzlich eine die vorgege ene Grenze überschreitete Drehzahl aufweist,
wird die Maschine sofort abgestellt und der Fehler gemeldet, lokalisiert und ggf.
werden automatisch Hinweise für Abhilfe gegeben. - Auch wenn z. 8.
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bei Schwergängigkeit die Drehzahl der Trommel absinkt, kann dies ebenfalls
sofort erkannt, gemeldet Ind ausgewertet werden.
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Erfindungswesentlich ist die zentrale Steuerung bzw.
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Regelung und Kontrolle aller Meß-, Befehls- und Stellsignale bei
der Verarbeitung des Fasermaterials durch den Mikrocomputer (Mikroprozessorsystem).
Der Mikro compu er wird also für Regel funktionen eingesetzt, z.
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B. Drehzahlregelung der Speisewalze, des Abnehmers .
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dgl. er Mikrocomputer wird außerdem für Steuerfunktionen eingesetzt,
z. B. Ein-/Aus-Schaltung der Karde oder Krempel, Steuerung der Geschwindigkeitsstufen
der Walze , z. B. des Vorreißers, der Trommel, des Abnehmers für Anlagegang, Schnellgang
und Langsamgang u. dgl.
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Das 5 stem enthält die Anweisung, den Mikrocomputer auf eine neue,
bisher nicht übliche und auch nicht naheliegende Art und Weise zu benutzen, nmli
zur Verknüpfung technischer Merkmale. Durch die Erfindung erfolgt eine neue und
erfinderische Verwendung des Mikrocomputers zur Beeinflussung des Produktionsvbrganges.
Wichtig ist die Verknüpfung des Mikrocomputers mit technischen Merkmalen, wobei
eine neue erfinder sche Brauchbarkeit der Anlage gelehrt wird.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, durch die Anwendung eines elektronischen
Microcomputer-Steuer- und Regelgerätes in sehr erheblichem Umfang apparativen Aufwand
zu vermeiden. Insbesondere wird vermieden, daß für jede zu regelnde Größe ein eigener
Regelkreis mit eigenem Regelgerät eingesetzt werden muß. (Es ist beispielsweise
darauf hinzuweisen, daß die Leistungsumsetzer 27 keine Regelgeräte, sondern beispielsweise
nur Leistungstransistoren sind, die durch entsprechende Impulse des Steuergerätes
angesteuert werden.) Die Regelung maschinenbezogener und fasertechnologischer Kenndaten
erfolgt nicht mehr getrennt, sondern zusammen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der besondere Vorteil besteht darin, daß dadurch die maschinenbezogenen und fasertechnologischen
Kenndaten miteinander verknüpft und wechselweise aufeinander einwirken können.
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Beispielsweise können die Ist-Werte der Banddickenmessung (fasertechnologisch)
im Steuergerät verarbeitet und als (maschinenbezogene) Regelgrößen für die Drehzahl
der Einzugswalze und/oder des Abnehmers der Karde ausgegeben werden. Weiterhin können
beispielsweise die für eine bestimmte Faserpartie optimalen fasertechnologischen
Kenndaten wie Verzug, Produktionsgeschwindigkeit u. dgl.
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gemessen und im Steuergerät gespeichert werden, so daß bei späterer
Verarbeitung der gleichen Partie die gleichen maschinenbezogenen Regel größen der
Walzen der Karde eingestellt werden. Schließlich können erforderliche fasertechnologische
Kenndaten auf die möglichen Maschinenleistungen abgestimmt und dadurch die Beziehung
Kardiertechnologie zur Kardenkonstruktion optimiert werden. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß für andere Funktionen, z. 8. des Antriebes und/oder der Kardiertechnologie
über
gewünschte, eingebbare Kennkurven ein bestimmtes Regel verhalten verwirklicht werden
kann. Im Ergebnis werden die für die Kardiertechnologie notwendigen Informationen
(Drehzahlen, Banddicke, Drehzahlverhäl tnisse u. dgl.) in optimaler Weise zentral
erfaßt, ausgewertet und verarbeitet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine als Blockschaltbild wiedergegebene
vollautomatische Steuerung für eine Karde oder Krempel Fig. 2 ein Schaltbild für
die Regelung der Speisewalze und des Abnehmers der Karde, Fig. 3 ein Blockschaltbild
der erfindungsgemäßen Steuerung mit weiteren Steuerungs- und Kontrollfunktionen,
Fig. 4 eine Banddickenmeßeinrichtung mit Wandler für die pneumatischen in elektrische
Signale und Fig. 5 ein Flußdiagramm für die mit der erfindungsgemäßen elektronischen
Maschinensteuerung durchgeführte Beeinflussung der Produktionsweise. und Fig. 6
ein Flußdiagramm mit Berechnung der Soll-.
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und Vorgabewerte.
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Die dargestellte' Steuerung hat einen Mikroprozessor 1 als zentrale
Recheneinheit CPU, die einerseits mit den Speichern 2 und 3 und andererseits mit
dem Interface 4 in Verbindung steht. Diese Steuerungsteile 1 bis 4 bilden in ihrer
Gesamtheit einen Mikrocomputer.
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Der Speicher 2 nimmt die von der Bedienungsperson über die Tastatur
5 eingegebenen Daten für das jeweilige Produktionsprogramm auf. Im Speicher 3 sind
die fest vorprogrammierten und für jedes Produktionsprogramm geltenden Daten für
den Steuerungsablauf eingespeichert.
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Hierbei handelt es sich u. a. um Daten, die bei bestimmten ermittelten
Betriebszuständen bestimmte Maschinenfunktionen zulassen oder unterdrücken. Hierbei
geht es beispielsweise um Daten, die den erlaubten Drehzahlbereichen des Abnehmers
festlegen.
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Der Mikroprozessor 1 erzeugt zum einen alle für den Betrieb des Mikrocomputers
erforderlichen Steuersignale und erledigt zum anderen, gesteuert durch das Programm
im PMEM-Speicher 3, alle Datentransfers zwischen den Speichern und den über das
Interface 4 angekoppelten externen Schaltungen und Einrichtungen. Im übrigen führt
der Mikroprozessor 1 alle benötigten Berechnungen und Entscheidungen durch, wie
noch später erläutert werden wird.
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Das Interface 4 ist im Prinzip ein Pufferspeicher mit Eingabe- und
Ausgaberegistern, der es gestattet, durch Mikrocomputer-Befehle externe Informationen
als Eingabesignale, also etwa Tastatursignale und Signale zur Darstellung des Maschinenzustandes,
in den Mikrocom-
puter einzulesen und die in diesem befindlichen
Informationen, also Befehle, an die externen Steuerlogiken, Anzeigeeinrichtungen
u. dgl. als Ausgabesignale abzugeben.
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Zu den externen Einrichtungen gehört die Anzeige 6, mit der die wesentlichen
Programmdaten und z. B. auch Angaben über die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit
sowie weitere Maschinenzustände zur Anzeige gebracht werden. Weitere Geber 8 erzeugen
Meldesignale über den Maschinenzustand. Solche Signale sagen dann z. B. aus, ob
die Trommel läuft oder nicht läuft.
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Schließlich ist eine Produktionslogik 9 mit daran angeschlossenen
Regelmotoren 10 für den. Material transport vorgesehen. Die Logik 9 enthält bei
automatischem Betrieb ihre Befehlssignale vom Mikrocomputer und steuert den Betrieb
z. B. der Speisewalze und des Abnehmers in Abhängigkeit vom Produktionsprogramm.
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Wie schon erwähnt wurde, werden die Produktionsprogramme über eine
Eingabevorrichtung, z. B. die Tastatur 5, in den Speicher 2 eingegeben. Beim Drücken
einer Programmiertaste wird dabei ein Code erzeugt, der über das Interface 4 in
den Mikroprozessor 1 eingelesen wird.
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Dieser entscheidet, ob der betreffende Code einen Befehl, also etwa
das Speichern, Löschen oder Einsetzen eines Signals, oder eine Information für das
Produktionsprogramm darstellt. Im ersten Fall wird der entsprechende Befehl ausgeführt.
Bei Ermittlung eines Befehlssignals in Speichern" veranlaßt der Mikroprozessor 1
die Obertragung der zuletzt eingegebenen Daten in den Speicher 2.
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Im zweiten Fall werden Ziffern bzw. Funktionen für weitere Verwendung
im Datenspeicher 2 zwischengespeichert.
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Figur 2 zeigt schematisch eine Karde mit einer Speisewalze 11, einem
Vorreißer 12, einer Trommel 13, einem Abnehmer 14, einer Abstreichwalze 15, zwei
Quetschwalzen 16, 17, einem Flortrichter 18 und zwei Abzugswalzen 19, 20. Der Speisewalze
11 ist als Meßwertaufnehmer ein elektronischer Tachogenerator 21 zugeordnet, der
an einem Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler
22 steht mit einer einen Mikroprozessor (sh. Fig. 1) mit Speicher (sh. Fig. 1) enthaltenden
elektronischen Steuereinheit, einem Mikrocomputer 7, in Verbindung. Der Analog/Digital-Wandler
22 wird von dem Mikrocomputer 7 gesteuert. Dem Mikrocomputer 7 ist ein Sollwertgeber
23 zugeordnet. Der Mikrocomputer 7 ist an einen ersten Digital/Analog-Leistungsumsetzer
24 angeschlossen, der vom Mikroprozessor gesteuert wird und der mit dem Regelmotor
25 für die Speisewalze 11 in Verbindung steht. Dem Abnehmer 14 ist als Meßwertaufnehmer
ein elektrischer Tachogenerator 26 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler
22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit dem Mikrocomputer
7 in Verbindung. Der Mikrocomputer 7 ist außerdem an einen zweiten Digital/Analog-Leistungsumsetzer
27 angeschlossen, der mit dem Regelmotor 28 für den Abnehmer 14 in Verbindung steht.
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Im Betrieb werden die Drehzahlen der Speisewalze 11 bzw.
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des Abnehmers 14 durch die Tachogeneratoren 21 bzw. 26 in analoge
elektrische Signale umgesetzt. Diese analogen
Signale werden durch
den Analog/Digital-Wandler 22 in digitale elektrische Signale umgesetzt und bilden
die Eingangssignale in den Mikrocomputer 7. Aus den Eingangssignalen und den gespeicherten
Programmdaten werden über den Mikroprozessor (sh. Fig. 1) digitale elektrische Ausgangssignale
entwickelt. Diese Digitalsignale werden durch die nachfolgenden Digital/Analog-Leistungsumsetzer.
24 bzw. 27 wieder in analoge elektrische Signale umgesetzt und gelangen anschließend
in die Regelmotoren 25 bzw. 28, mit denen die Speisewalze 11 bzw. der Abnehmer 14
gesteuert werden.
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Figur 3 zeigt eine Steuerung wie Figur 2, jedoch mit zusätzlichen
Steuer- und Kontrollfunktionen. Der Trommel ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer
Tachogenerator 30 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen
ist. Weiterhin ist an den Analog/ Digital-Wandler eine Testeinrichtung 31 angeschlossen.
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Schließlich wird dem Analog/Digital-Wandler ein Analogsignal aus einer
Banddickenmeßeinrichtung zugeführt, die in Figur 4 näher beschrieben wird.
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An den Mikrocomputern sind weiterhin die folgenden Einrichtungen elektrisch
angeschlossen: Bedienelemente 33, wie Ein/Aus-Schalter für die Karde u. dgl.; eine
Einrichtung 34 zur Eingabe eines Vor- und Hauptsignals z. B. von der Kannenfüllung;
Oberwachungsorgane 35, die Störungen des Systems bzw. im Betriebsablauf melden;
ein übergeordneter Leitrechner 36 für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln; ein
Programmiermodul 37, mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Anderungen umprogrammiert
werden können; ein Anzeigegerät 38
für Produktions- und Zählerstandsanzeige;
eine Einrichtung 39, mit der z. B. Signal lampen 40, Schütze 41 und Ventile 42 direkt
gesteuert werden. Die Digital/Analog-Leistungsumsetzer 24 und 27 stehen über Einrichtungen
43 bzw. 44 mit den Regelmotoren 25 bzw. 28 in Verbindung.
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Die Einrichtung 43, 44 ist beispielsweise eine Meßeinrichtung für
Motorstrom und/oder Motorspannung; z. B.
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für Motorstrommessung enthält die Einrichtung 43, 44 einen Shunt und
Operationsverstärker. Das Eingangssignal ist der Motorstrom und/oder die Motorspannung.
Das Ausgangssignal ist ein (sich aus der Messung ergebendes) äquivalentes Meßsignal,
wobei bei Messung des Motorstromes als Ausgangssignal auch eine Spannung erzeugt
wird.
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In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) des Mikrocomputers 7 (sh. Fig.
1 und 3) werden Signale des Ist-Wertes, der mit dem elektrischen Tachogenerator
30 (sh. Fig. 3) als Meßwertaufnehmer aufgenommen wird, der Drehzahl der Trommel
13 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Figur 1) werden Signale
des Ist-Wertes des Motorstromes, der mit der Meßeinrichtung 43 (sh. Fig. 3.) ermittelt
wird, des Antriebes für die Speisewalze 11 (sh. Fig. 2) eingegeben.
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In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes
des Motorstromes, der mit der Meßeinrichtung 44 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des
Antriebs für den Abnehmer 14 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh.
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Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes der Motorspannung, der mit der
Meßeinrichtung 43 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des Antriebs für die Speisewalze
11 (sh. Fig. 2) eingegeben.
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In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes
der Motorspannung, der mit der Meßeinrichtung 44 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des
Antriebs für den Abnehmer 14 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh.
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Fig. 1) werden Signale einer bekannten Testeinrichtung 31
(sh.
Fig. 3) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der der
Karde (sh. Fig. 2) oder Krempel vorgeschalteten Maschinen, z. B. einer aus der US-PS
3 169 664 oder US-PS 4 219 289 bekannten Flockenbeschickung 46 (sh. Fig. 3) oder
einem bekannten Feinöffner, eingegeben.
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In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der der Karde
(sh. Fig. 2) nachgeschalteten Maschinen, z. B.
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einem aus der US-PS 4 199 844 bekannten Streckwerk 47 (sh.
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Fig. 3), eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale
von Oberwachungselementen 35 (sh. Fig. 3), z. B. eines bekannten Motorschutzschalters,
eingegeben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus
einem und/oder für einen übergeordneten bekannten Leitrechner 36 (sh. Fig. 3), eine
übergeordnete Steuerung o. dgl. für eine Mehrzahl von Karden oder Krempel eingegeben.
In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus einem und/oder
für ein bekanntes Programmiermodul 37 (sh. Fig. 3) eingegeben. In dem bzw. aus dem
Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der und/oder für die Maschinenbedienung
33 (sh. Fig. 3) eingegeben, z. 8.
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bekannte Ein- und Ausschaltung der Karde oder Krempel. Die Erfindung
umfaßt sowohl Steuer- als auch Regelvorgänge, d. h. es können sowohl; Steuer- als
auch. Regelvorgänge verwirklicht werden.
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Nach Figur 4 durchläuft das Faserband F den Flortrichter 8, wobei
ein pneumatisches Signal x gewonnen wird, das in einem Wandler 45 in ein elektrisches
Signal y umgewandelt wird. Das Signal y wird im Analog/Digital-Wandler 22 in ein
digitales elektrisches Signal z umgewandelt, das in den Mikrocomputer 7 (sh. Fig.
1 bis 3) eingespeist wird. Aus diesem Signal wird ein Ausgangssignal entwickelt,
das zur Steuerung z. B. der Speisewalze 11 dient, um die der Karde zuzuführende
Fasermenge zu verändern und damit die Gleichmäßigkeit des die Karde verlassenden
Faserbandes zu regeln.
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Das in Figur 5 dargestellte Flußdiagramm zeigt die Aufeinanderfolge
der Arbeitsabläufe, die von dem Mikroprozessor 1 durchgeführt werden. Wie allgemein
bei dieser Technik üblich, wird die Arbeitsfolge zyklisch in einem ausgewählten
Maß durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Einstellung ausreichend schnell erfolgt.
Da Veränderungen des Kardierprozesses im Vergleich zum konventionellen Mikroprozessor-Schleifendurchlauf
(Zyklus) sehr langsam vor sich gehen, bildet diese Forderung im vorliegenden Fall
keine Schwierigkeiten, besonders durch die relativ geringe Anzahl von Schritten
im Rahmen eines kompletten Arbeitszyklus.
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Im Arbeitsablauf entsprechend Fig. 5 zeigt der erste Rechenkasten,
daß der Soll- und Ist-Wert für die Geschwindigkeiten des Abnehmers- 14 und der Speisewalze
11 auf der Grundlage von angelieferten Werten, die sich aus dem Datenspeicher 2
und den Tachogeneratoren 21 und 26 ergeben, bestimmt werden.
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Die Soll- und Ist-Werte für die Abnehmergeschwindigkeit werden verglichen
(erster Entscheidungskasten) und das Ergebnis des Vergleichs wird an den zweiten
Rechenkasten geliefert. Sofern keine Gleichheit vorliegt, wird ein neuer Vorgabewert
für die Abnehmergeschwindigkeit, wie im zweiten Rechenkasten gezeigt, berechnet,
um einen Vorgabewert zu liefern, der die Abnehmergeschwindigkeit auf den gewünschten
Wert bringt. Der Vorgabewert wird dem Leistungsumsetzer 27 zugeführt.
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Wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert der Abnehmergeschwindigkeit gleich
sind, oder nach Bestimmung eines neuen
Vorgabewertes für die Abnehmergeschwindigkeit,
wird das Ergebnis, das durch Vergleich des Ist-Wertes und des Soll-Wertes der Geschwindigkeit
der Speisewalze erhalten wurde, zum zweiten Entscheidungskasten geführt. Wenn dieses
Vergleichsergebnis anzeigt, daß die Werte nicht gleich sind, wird ein neuer Vorgabewert
für die Speisewalze im folgenden (dritten) Rechenkasten bestimmt, und der neue Vorgabewert
wird dem Leistungsumsetzer 24 zugeführt.
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Wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert für die Geschwindigeit der Speisewalze
gleich sind oder nach Bestimmung eines neuen Vorgabewertes für die Speisewalze,
werden der Soll-Wert und der Ist-Wert für die Banddicke gespeichert. Der Soll-Wert
kann vom Datenspeicher abgefragt werden, während der Ist-Wert der Banddicke über
den Wandler 2? vom Regler 45 abgeleitet wird. Die Werte werden dann verglichen und
das Vergleichsergebnis wird einem weiteren (vierten) Rechenkasten zugeführt.
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Wenn dieser (dritte) Entscheidungskasten anzeigt, daß die Werte nicht
gleich sind, zeigt der letzte (vierte) Rechenkasten, daß ein neuer Soll-Wert für
die Abnehmer-und/oder Speisewalzengeschwindigkeit zu berechnen ist.
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Diese Berechnung beruht natürlich auf der Beziehung zwischen der Banddicke
und den Abnehmer- und Speisewalzengeschwindigkeiten, was bereits aus dem Stand der
Technik bekannt ist. Der neue Soll-Wert oder die neuen Soll-Werte werden dann zu
dem ersten Rechen kasten zurückgeführt.
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Wenn der letzte Entscheidungskasten übereinstimmung zwischen dem Ist-Wert
und der gewünschten Banddicke anzeigt, kehrt der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten
Entscheidungskasten zurück.
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Figur 6 zeigt ein ähnliches Flußdiagramm wie Figur 5.
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Hier werden zunächst der Soll- und Vorgabe-Wert für die Abnehmergeschwindigkeit
und der Soll- und Vorgabe-Wert für die Speisewalzengeschwindigkeit berechnet.
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Die Ergebnisse dieser Berechnung werden in gleicher Weise weiterverarbeitet
wie in der in Figur 5 gezeigten Art. Im Gegensatz zu Figur 5 kehrt nach dem letzten
Rechenkasten der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten Entscheidungskastens zurück.
Während in Figur 5 Ist-Werte (actual values) im ersten Rechenkasten bestimmt werden,
werden in Figur 6 am Eingang stattdessen Vorgabe-Werte (control values) berechnet.
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Der Mikrocomputer 7 kann eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder
eine Mikroprozessorsteuerung enthalten.
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Speicherprogrammierbare Steuerungen können alle Aufgaben von Funktionssteuerungen
übernehmen. Sie arbeiten nicht parallel wie Schützsteuerungen, sondern durchlaufen
das gesamte Programm zyklisch. Logische Verknüpfungen von Eingangssignalen oder
Merkerspeichern werden Befehl für Befehl abgearbeitet, das Verknüpfungsergebnis
wird einem Merkerspeicher oder einem Ausgang zugewiesen.
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Alle Daten und Operanden sind nur ein Bit breit. Speziell aufgebaute
Logikprozessoren erreichen hierbei Zykluszeiten von 1 bis 3 ms für 1000 Programmworte.
Dem Anwender erscheint die Arbeitsweise der SPS deshalb, wenn man von sehr schnellen
Vorgängen absieht, parallel. Bei einigen Systemen kann die Zykluszeit durch bedingte
oder unbedingte Sprünge beeinflußt werden. Andere wiederum lassen die quasi-parallele
Abarbeitung mehrerer Programmzyklen zu.
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SPS besitzen einen meist kleinen Vorrat unterschiedlicher Befehle,
die anwendungsbezogen und durch Verwendung von Symbolik und die Beachtung mnemotechnischer
Grundsätze leicht erlernbar sind. Hiermit können Verknüpfungs-, Folge- und Zeitsteuerungen
realisiert werden.
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Die Leistungsfähigkeit von Logikprozessoren bleibt in den meisten
Fällen, bei vertretbaren Hardware- und Programmierkosten, auf diesen Bereich beschränkt.
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Mikroprozessor-Steuerungen werden in der Regel in einer prozessornahen
Sprache (z. B. Assembler) programmiert.
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Sie arbeiten wortorientiert und sind für Funkt.ionssteuerungen dem
Logikprozessor in Geschwindigkeit und Effizienz der Programmierung weit unterlegen.
Die Wortverarbeitung wird jedoch benötigt zum Messen, Dosieren, Rechnen, Vergleichen
oder dem Ausgeben von Texten. Die Grenzen zwischen Mikroprozessorsteuerungen und
SPS sind fließend.
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Es gibt Zwischenlösungen, bei denen Mikropro.zessor-Steuerungen eine
benutzernahe Logiksprache während der Ausführungszeit interpretativ in Befehle der
eigenen Sprache übersetzen. Hierdurch wird eine leichte Programmierbarkehrt bei
Aufrechterhaltung der Wortverarbeitung durch Zugeständnisse an die Verarbeitungsgeschwindigkeit
erkauft. Weitere Lösungen für die Kombination von Bit- und Wortverarbeitung bestehen
z. B. in der Verbindung einer Mikroprozessorsteuerung mit einer SPS innerhalb einer
Maschinensteuerung oder in der gemeinsamen Anordnung eines Logikprozessors und eines
Mikroprozessors in einem System.
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Signal-Prozessoren sind programmierbare Bausteine zur Echtzeitverarbeitung
analoger Signale, etwa vorzustellen als Anordnung von Mikroprozessor, Analog-Digital-Wandler
und Digital-Analog-Wandler auf einem Baustein.
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Sie können z. B. für die Peripherieeinrichtungen (Aussenperipherie)
eingesetzt werden.