DE3412115A1 - Verfahren zur zentralen erfassung von messwerten einer vielzahl von messstellen - Google Patents

Description

• Verfahren zur zentralen Erfassung von Meßwerten
• einer Vielzahl von Meßstellen Bei dem Verfahren nach der DE-PS 30 05 746 werden in einer vielstelligen Textilmaschine die Meßdaten, die an einer Vielzahl von Meßstellen laufend anfallen, von einer zentralen Datenverarbeitungsanlage erfaßt und bearbeitet. Die Abfragegeschwindigkeit wird dadurch erhöht, daß zwischen der zentralen Datenverarbeitungsanlage und der Vielzahl der Meßstellen mehrere dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen vorgesehen sind. Diesen dezentralen Datenverarbeitungsanlagen ist jeweils nur eine begrenzte Anzahl von Meßstellen zugeordnet. Die dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen übernehmen die Abfrage (Scanner) und die Zwischenspeicherungen der Daten.
• Dies ist zum einen eine aufwendige Lösung. Zum anderen wird bei dieser Lösung zwar die Abfragegeschwindigkeit und die Abfragefrequenz erhöht. Es bleibt jedoch der Nachteil, daß lediglich die Augenblickswerte der Messung zu den Abfragezeitpunkten erfaßt werden. Dadurch werden nur Zufallswerte ermittelt und ausgewertet, die für den Prozeßverlauf und die erzielte Produktqualität keine zuverlässige Aussage ermöglichen.
• Ein weiteres Problem besteht darin, daß durch die elektronischen Datenverarbeitungsanlagen vorzugsweise digitale Daten verarbeitet werden. Aus diesem Grunde müssen die Meßwerte in digitaler Form bereitgestellt werden. Die Umwandlung analoger Meßsignale in Digitalwerte ist jedoch ebenfalls zeitabhängig. Aus diesem Grunde ist nicht nur die Scanning-Frequenz, sondern auch die für die Analog/Digital-Wandlung der gewonnenen Meßwerte erforderliche Zeit ein begrenzender Faktor für eine möglichst lückenlose Datenerfassung und Prozeßüberwachung.
• Die Erfindung nach Anspruch 1 löst die Aufgabe, bei einer Vielzahl von Meßstellen, deren Meßwerte von einer Datenerfassungsanlage in Zeitabständen abgefragt und verarbeitet werden, mit einfachen Mitteln die Meßwerte lückenlos und in geeigneter digitalisierter Form für die Abfrage bereitzustellen.
• Die Lösung geschieht dadurch, daß der Meßbereich in Meßstufen unterteilt wird, daß für jede Meßstufe, die von den laufend anfallenden Meßwerten einer Stelle erreicht oder überschritten wird, ein bleibendes Ausgangssignal erzeugt wird, und daß die anstehenden Ausgangssignale in vorgegebenen Zeitabständen durch die zentrale Datenerfassungsanlage abgefragt und erfaßt werden.
• Mit diesem Verfahren kann man zwar auch nicht den zeitlichen Verlauf der Meßgrößen erfassen. Es läßt sich jedoch erfassen, welche Meßgrößen im Abfragezeitraum aufgetreten sind.
• Dadurch lassen sich die im Abfragezeitraum vorgekommenen Extremwerte des gemessenen Parameters erfassen. Dies erlaubt eine Aussage über den Meßwertverlauf im Abfragezeitraum. Die zu übertragende Datenmenge kann reduziert werden, wenn man nur die Extremwerte speichert und bei der Abfrage erfaßt.
• Vorteilhafterweise werden die Ausgangssignale nach Abfrage und Erfassung durch die zentrale Datenverarbeitung wieder gelöscht. Hiernach können weitere Aufschlüsse über den Meßdatenverlauf und die Qualität des Prozesses dadurch gewonnen werden, daß die Meßdaten mehrerer aufeinanderfolgender Abfragezeiträume ausgewertet werden. Die Länge der Abfragezeiträume kann sehr kurz gewählt werden, da die Meßdaten bereits digitalisiert anstehen. Durch Verkürzung der Abfragezeiträume wird die Extremwertüberwachung und -auswertung praktisch einer zeitlich lückenlosen Überwachung und Auswertung gleichwertig.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
• Fig. 1 zeigt einen zeitlich lückenlosen Meßschrieb eines Meßwertes, z.B. der Fadenspannung eines laufenden Fadens 1 in einer Textilmaschine. Ein Teil einer derartigen Textilmaschine ist in Fig. 3 dargestellt.
• In Fig. 3 sind schematisch vier gleiche Bearbeitungsstellen einer vielstelligen Textilmaschine mit den Fäden 1 gezeigt.
• Jeder Faden 1 wird durch Galette 2 in eine Streckzone gefördert, darin über eine Heizung 3 geführt und durch die Galette 4 wieder abgezogen. Mit 5 ist ein Fadenzugkraft-(Fadenspannungs-) -messer bezeichnet. In einer Aufspuleinrichtung wird jeder Faden mittels Treibwalze 6 zu einer Spule 7 aufgewickelt. Jeder Meßwertgeber 5 besteht aus dem Meßfühler 8 und einer Komparatorschaltung 9, die im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist. Hierzu später.
• Der in Fig. 1 dargestellte Meßwert der Fadenzugkraft wird sich ohne Störung des Prozesses in gewissen Grenzen halten.
• Idealerweise wäre der Meßwert konstant. Schwankungen und insbesondere auch zeitlich kurze Schwankungen kommen jedoch vor.
• Man kann daher eine gewisse Bandbreite von Meßwerten festlegen, die überhaupt vorkommen bzw. die überhaupt erfaßt werden sollen. Diese Bandbreite ist in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellt.
• In dem Ausführungsbeispiel ist diese Bandbreite von Meßwerten in die Meßstufen I, II, III ... VIII unterteilt, die jeweils gleich groß sind.
• Anhand der Fig. 2 wird erläutert, wie diese zeitlich lückenlos anfallenden Meßwerte erfindungsgemäß umgeformt werden und in welcher Form diese Meßwerte in zeitlich vorgegebenen Intervallen ST1, ST2, ST3 zur Abfrage bereitgestellt werden.
• Erfindungsgemäß wird jedem Meßbereich I bis VIII ein definiertes digitales Ausgangssignal A I bis A VIII zugeordnet. Ein Ausgangssignal A I bis A VIII wird aufgerufen, wenn und sobald der aktuelle Meßwert die entsprechende Meßstufe durchfährt. Weiterhin werden die Ausgangssignale A I bis A VIII, soweit sie aufgerufen worden sind, gespeichert. Die aufgerufenen Ausgangssignale stehen daher zur Abfrage ständig bereit. In dem Zeitabstand T1 sind sämtliche Ausgangssignale A II bis A VIII angefallen. Diese Ausgangssignale sind gespeichert und stehen daher zur Abfrage im Abfragezeitpunkt ST1 bereit. Hieraus ist zu ersehen, daß im Abfragezeitraum sehr große Meßwertschwankungen aufgetreten sind. Noch größer ist die Schwankungsbreite im Abfragezeitraum T2, während im Abfragezeitraum T3 eine wesentlich geringere Schwankung erfolgt ist.
• Die in einem Zeitraum T1, T2, T3, ... gespeicherten Werte können nun von einem zentralen Rechner zum Zeitpunkt ST1, ST2 abgerufen und anschließend gelöscht werden. Es wird damit zwar in Kauf genommen, daß keine zeitlich lückenlose Erfassung der Meßwerte erfolgt. Es können jedoch die Extremwerte erfaßt werden. Insbesondere durch Verkleinerung der Abfragezeiten T1, T2, T3, ... kann eine weitgehende Aufschlüsselung des Meßwertverlaufs z.B. auf periodische Meßwertschwankungen, zeitlichen Verlauf der Meßwertsteuerung, zeitlicher Trend der Extremwerte usw. erfolgen. Es wird in jedem Falle der Nachteil vermieden, daß lediglich die im Abfragezeitpunkt zufällig anfallenden Meßdaten abgefragt werden und aufwendige Zwischen-Datenverarbeitungsanlagen vorhanden sein müssen, die ihrerseits aber auch wiederum in bestimmten Zeitabständen und zu bestimmten Zeitpunkten eine Abfrage durchführen können und daher insbesondere die extremen Meßwerte und die Meßwert spitzen nur zufällig und daher mit nur geringer Aussagekraft erfassen können.
• Zur Aufteilung des Meßbereiches in Meßstufen ist eine Komparatorschaltung (Fig. 4) als besonders'vorteilhaft vorgesehen. Durch sie wird jeder Meßwert einer festgelegten Stufenfolge von Vergleichswerten zugeordnet und ein der jeweiligen Meßstufe zugeordnetes Ausgangssignal erzeugt, wenn Meßwert und die jeweilige Stufe des Vergleichssignals das Vergleichskriterium erfüllen, z.B. gleich sind.
• Jede Komparatorschaltung besteht aus acht Komparatoren 10, die mit ihrem einen Eingang 11 an in Serie geschaltete Widerstände 12 angeschlossen sind. Der zweite Eingang 13 wird mit dem Ausgangssignal des Meßfühlers 8 beaufschlagt.
• Die Komparatoren sind so konstruiert, daß sie ein Ausgangssignal Al bis AVIII abgeben, sobald der Wert auf Eingang 13 den Spannungswert auf Eingang 11 erreicht. Wenn jeder Widerstand 12 so dimensioniert ist, daß er jeweils eine Meßstufe repräsentiert, entspricht jedes Ausgangssignal A I bis A VIII jeweils einer Meßstufe I bis VIII.
• Wie in Fig. 3 und Fig. 4 weiterhin dargestellt, wird jede Komparatorschaltung mit einer Speichereinrichtung 14 verbunden, in der der jeweilige Ausgangswert A 1 bis A VIII gespeichert wird. Am Ausgang des Speichers stehen daher die Ausgangssignale A I bis A VIII, soweit sie in einer Abfrageperiode aufgerufen wurden, an und werden einem Parallel-/ Serienwandler 15 aufgegeben. Die Funktion des Parallel-/Serienwandlers ist es, die parallel und gleichzeitig anstehenden Signale A I bis A VIII in eine Impulskette umzuwandeln, die über eine einzige Leitung 16 dem Rechner 17 zugeführt werden kann.
• Die Abfragezeitpunkte werden durch den Rechner 17 (Fig. 3) vorgegeben. Zu jedem Abfragezeitpunkt gibt der Rechner über einen angeschlossenen Parallel-/Serienwandler 18 eine kodierte Signalkette über Leitung 19 aus, durch die jeweils einer der Speicher 14 angesprochen und die gespeicherten Ausgangssignale A I bis A VIII einer Meßstelle abgefragt werden. Nach erfolgtem Datenabruf über Leitung 16 gibt der Rechner über Leitung 19 ein auf den einzelnen Speicher kodiertes Löschsignal aus, so daß die gespeicherten Ausgangssignale dieser Meßstelle gelöscht und für den folgenden Abfragezeitraum frei werden.
• BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Faden 2 Galette 3 Heizung 4 Galette 5 Meßwertgeber, Fadenzugkraftmesser 6 Treibwalze 7 Aufwicklung 8 Meßfühler 9 Komparatorschaltung 10 Komparator 11 Eingang 12 Widerstand 13 Eingang 14 Speicher 15 Parallel-/Serienwandler 16 Leitung 17 Rechner 18 Parallel-/Serienwandler 19 Leitung

Claims (3)

1. Ansprüche 9 Verfahren zur zentralen Erfassung von Meßwerten einer Vielzahl von Meßstellen bei in Zeitabständen wiederkehrender Übermittlung der an jeder Meßstelle anfallenden Daten an eine zentrale Datenerfassungs-und/oder Datenverarbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Meßbereich jeder Meßstelle in Meßstufen (I bis VIII) unterteilt wird, daß an jeder Meßstelle für Meßstufen, die von den anfallenden Meßwerten einer Stelle erreicht oder überschritten werden, jeweils ein Ausgangssignal (A I -A VIII) erzeugt und gespeichert wird, und daß die gespeicherten Ausgangssignale in vorgegebenen Zeitabständen durch die zentrale Datenerfassungsanlage abgefragt und erfaßt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale nach der Abfrage und Erfassung durch die zentrale Datenverarbeitungsanlage gelöscht werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Extremwerte der Meßwerte gespeichert oder abgefragt oder erfaßt werden.