DE4008794C2 - Überwachungungsanlage für Spinnmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanlage für zwei oder mehr Spinnmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

An einer bekannten Spinnmaschine sind z. B. 60 Spinnstellen vorgesehen, die jeweils ein Streckwerk zum Verstrecken eines Faserbandes, eine pneumatische Dralleinrichtung zum Spinnen eines Fadens und oft auch eine Aufspuleinrichtung zum Aufspulen des Fadens auf eine Fadenspule oder Kreuzspule umfassen. Im allgemeinen sind in einer Textilfabrik zwei oder mehr Spinnmaschinen aufgestellt, wobei an einem Ende jeder Spinnmaschine eine Überwachungseinrichtung zur Produktionsüberwachung dieser Maschine, zur Überwachung der Fadenfehler, um eine nicht ordnungsgemäß arbeitende Spinnstelle durch eine Analyse der Anzahl der Dickstellen oder sonstigen Fadenfehler zu ermitteln, und eine auf der Wirtschaftlichkeit bzw. Effektivität der Spinnmaschine basierende Funktionsanalyse durchzuführen vorgesehen. Werden die entsprechenden Produktionsdaten benötigt, so geht ein Maschinenwärter zum Ende einer Spinnmaschine und läßt die Daten über einen Drucker oder eine ähnliche Ausgabeeinrichtung ausgeben. Wenn jedoch in einer Fabrik viele Spinnmaschinen aufgestellt sind, erhebt sich die Forderung, die Produktionsdaten der einzelnen Spinnmaschinen durch eine zentrale Überwachung an einer Überwachungseinheit ausgeben zu lassen. Zu diesem Zweck wird gelegentlich ein System eingesetzt, bei dem ein zentraler Verarbeitungsrechner an einem Steuerstand mit den Überwachungseinrichtungen der jeweiligen Spinnmaschinen verbunden ist.

Dieses zentrale Überwachungssystem ist eine Datenübertragungseinrichtung, bei der Datenendgeräte in der Fabrik über Datenleitungen und Modems mit dem zentralen Verarbeitungsrechner verbunden sind, um die Verwaltung, Anzeige bzw. Ausgabe und Speicherung einer großen Datenmenge zu ermöglichen. Der Nachteil dieses zentralen Überwachungssystems ist jedoch, daß viele Modems sowie ein leistungsfähiger Verarbeitungsrechner erforderlich sind, womit die Einführung dieser zentralen Überwachung aufwendig ist.

Gemäß der Literaturstelle M. Zünd, "Mikroelektronik - heutige und zukünftige Einsatzgebiete in Spinnereibetrieben", Meliand Textilberichte 6/1985, Seiten 401 bis 407 liegt im Textilmaschinenbau das Schwergewicht noch bei zentralen Steuerungssystemen, die nur über sehr beschränkte Schnittstellen zu anderen Maschinen oder Prozeßstufen verfügen. Es wird erwartet, daß eine nächste Generation von Steuerungssystemen über zusätzliche Funktionen verfügt, wie etwa dezentrale Steuerungshierarchie mit verteilter Intelligenz, integrierte Datenerfassung mit genormter Schnittstelle, integrierte Qualitätserfassung, intelligente Schnittstellen zu anderen Maschinen und Fernsteuerung mit zentraler Eingabe von Maschinenparametern und Befehlen für eine Maschinengruppe. Es wird eine Rotorspinnmaschine beschrieben, bei der eine Maschinensteuerung zusammen mit einer Längenmessung für das Garn jeder Spule und einem Statistiksystem eine Zentraleinheit bilden. Jede Spinnbox wird von einem Mikrocomputer gesteuert bzw. überwacht, wobei alle zwanzig Spinnboxen einer Maschinensektion über eine serielle Datenleitung an eine Sektionselektronik angeschlossen sind, die ihrerseits über eine Lichtleiterdatenleitung mit einem zentralen System kommuniziert. Für eine Prozeßdatenerfassung wird im Sinne neuer Entwicklung eine Lösung beschrieben, bei der alle Maschinensteuerungen mit einem Mikrocomputersystem und mit einer seriellen Schnittstelle sowie einem entsprechenden Schnittstellenprogramm ausgerüstet sind. Maschinendaten werden von einem Interfacestecker erfaßt. Alle aus der Maschinenfunktion verfügbaren Daten stehen zur Verfügung, wobei ein zentrales Prozeßdatenerfassungssystem entscheidet, welche Daten zu verarbeiten sind.

Die Literaturstelle W. Rehr "Technische Datenerfassung - Stand der Technik und Möglichkeiten für die Textilindustrie", Textil-Praxis Int., Aug. 1980, Seiten 926 bis 933 beschreibt eine Einteilung der Betriebsdatenerfassung in zwei Arten: Reine Datenerfassung über Terminal im Betriebsbereich und Systeme mit automatischer Datengewinnung an den Produktionsmaschinen. Als zukunftsträchtig erscheinen nur Systeme mit automatisierter Datengewinnung oder Mischversionen mit Terminalbetrieb. Betriebsdatenerfassungssysteme dieser Art bedienen sich eines Prozeßrechners, der zyklisch über Sensoren diverse Zustände an den Maschinen abfragt. Konventionelle Betriebsdatenerfassungssysteme sollen jedoch beim Übergang zur Fertigsteuerung das Problem der starken Konzentrierung von Rechnerleistungen auf eine Zentrale haben, wodurch starke zeitliche Belastung des Rechners durch an sich unproduktive Abfragezyklen auftreten kann. Eine Dezentralisierung der Systeme wird als wünschenswert erachtet, z. B. würde eine optische schriftliche Ausgabe von Daten als Schnellinformation am Arbeitsplatz die Effektivität dieser Systeme erhöhen. Zur Erfüllung dieser Erfordernisse werden Datenerfassungssysteme beschrieben, die in Form von dezentralisierten Mikroprozessorsystemen aufgebaut sind. Derartige Systeme umfassen z. B. Einfachsysteme mit Datenerfassung auf Maschinenbasis oder Maschinengruppenbasis durch einen Mikroprozessor, die Verkoppelung der Mikroprozessoren zu einem Gesamtsystem mit nachgeschaltetem Prozeßrechner und den Ausbau des Prozeßrechners durch periphere Speicher und Geräte zu einem Prozeßrechnersystem.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorzusehen, die mit einer einfachen Anordnung eine zentrale Überwachung der Spinnmaschinen durch das Bedienungspersonal ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Die in den Überwachungsvorrichtungen vorgesehenen Modem- Schnittstellen ermöglichen das Empfangen und Senden von Daten in Phasenrichtung, ohne daß ein spezielles Modem angeschlossen wird, wenn sie mit einer gleichartigen ausgebildeten Vorrichtung verbunden sind. Darüber hinaus ermöglicht der an mindestens einer der an den jeweiligen Spinnmaschinenenden vorgesehenen Überwachungsvorrichtungen angebrachte Schalter das Übertragen von Produktionskontrolldaten von den Überwachungs­ vorrichtungen, wobei mindestens eine der Vorrichtungen als Ver­ arbeitungsrechner geschaltet wird und die anderen Vorrichtun­ gen ebenfalls über den Schalter als Datenendein­ richtungen geschaltet werden.

Die an jeder Überwachungsvorrichtung vorgesehene Flüssigkri­ stallanzeige dient zur graphischen Darstellung der Produktionsdaten.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Diagrammdarstellung der Anordnung von Über­ wachungsvorrichtungen;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung;

Fig. 3 ein Verbindungsschaltbild von zwei oder mehr Überwachungsvorrichtungen;

Fig. 4 die Vorderansicht der Vorrichtung; und

Fig. 5 Beispiele von auf der Flüssigkristallanzeige­ einrichtung erscheinenden Anzeigen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist jeweils an einem Ende 1 einer Spinnmaschine K1, K2 . . . Kn eine Überwachungsvorrichtung 10 angeordnet. Die Vorrichtung 10 enthält eine Modem-Schnittstelle zur direkten Verbindung mit anderen Vorrichtungen 10 über eine Datenübertragungsleitung 11. An der Vorderseite der Vorrichtung 10 sind eine Flüssigkristallanzeige 12 und eine Tastatur 13 eingebaut. An die Vorrichtung 10 kann auch ein Drucker 8 angeschlossen werden. Im Unterschied zu her­ kömmlichen Überwachungseinrichtungen können die Überwachungs­ vorrichtungen 10 miteinander verbunden werden, ohne daß sepa­ rate Modems erforderlich wären, es ist an der Vorrichtung 10 die Flüssigkristallanzeige 12 vorgesehen, und es kann durch Umlegen eines in der Vorrichtung 10 vorgesehenen Schalters, ggf. über die Tastatur 13 die Vorrichtung 10 zwischen einem zentralen Überwachungsmodus, bei dem sie als Verar­ beitungsrechner dient, und einem Slave- bzw. Tochtermodus, in dem die Überwachungsvorrichtung 10 als Datenendgerät dient, umgeschaltet werden. Erfolgt das Umschalten zwischen den beiden Modi über die Tastatur 13, so vereinfacht das zwar den Vorgang, die Gefahr einer fehlerhaften Eingabe bzw. Auswahl über die Tastatur ist jedoch größer. Eine derartige fehlerhafte Eingabe kann zum Verlust von Daten oder zum Systemzusammen­ bruch führen. Das Umschalten zwischen den beiden Modi sollte deshalb vorzugsweise durch einen Schalter erfolgen, der innerhalb der Vorrichtung 10 an einer nicht unmittel­ bar zugänglichen Stelle angeordnet ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält die Vorrichtung 10 als grundsätzlichen Aufbau eine Zentraleinheit (CPU) 15, einen programmierbaren Festwert-Speicher (PROM) 16 sowie einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 17. Die Vorrich­ tung 10 ist über eine Bus-Netzwerk-Schnittstelle 18 mit Tochter- bzw. Arbeitseinrichtungen 19 zur Überwachung einer bestimmten Gruppe von Spinnstellen der jeweiligen Spinnmaschine K1, K2 . . . Kn verbunden, um so verschiedene Arten von Daten zu erhalten. Eine Fehleranzeige erfolgt z. B. durch ein Anhaltesignal, das aufgrund eines Fadenfehlers ausgegeben wird, und FW symboli­ siert ein Signal für einen laufenden Faden. Fadenge­ schwindigkeitsimpulse zur Ermittlung von Daten über die Fadenlänge werden in einen Impulszähler 20 eingegeben. Da die Spinngeschwindigkeit an jeder Spinnstelle konstant ist, kann die produzierte Fadenmenge aus der über die Bus-Netzwerk-Schnittstelle 18 ermittelten Lauf­ zeit einer jeden Spinnstelle errechnet werden. Wird an eine Druckerschnittstelle 21 ein Drucker angeschlossen, so können die Daten ausgedruckt werden. Diese Funktionen weist auch eine herkömmliche Überwachungseinrichtung auf. Bei der Erfindung sind jedoch eine Modem-Schnittstelle 22 (RS 485-Schnittstelle) für serielle Datenübertragung, eine Flüs­ sigkristallanzeigeneinheit 23 anstelle einer Signallampenein­ heit und ein Schalter 24 zum Umschalten zwischen dem zentralen Überwachungsmodus und dem Slave-Modus vorgesehen. Nach­ folgend werden diese Einrichtungen im einzelnen beschrieben.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der Verbindung der Überwachungs­ vorrichtungen 10 durch die RS 485-Modem-Schnittstellen 22. Die mit 10m bezeichnete Vorrichtung wird im Master-Modus als zentrale Überwachungsvorrichtung betrieben, während die mit 10s bezeichneten Vorrichtungen im Slave-Modus betrieben werden und damit von der zentralen Überwachungsvorrich­ tung gesteuert werden. Dabei sind der Kontakt RX+ der im Slave- Modus betriebenen Vorrichtung 10s und der Kontakt TX+ der im Master-Modus laufenden Vorrichtung verbunden. Ebenso sind die Kontakte TX- und RX-, RX+ und TX+ und RX- und TX- miteinander verbunden. Der Drucker 8 ist an die im Master-Modus betriebene Vorrichtung 10m angeschlossen. Die Vorrichtungen im Slave-Modus 10s und die Vor­ richtung im Master-Modus 10m sind gleiche Vorrichtungen, so daß jede Überwachungsvorrichtung 10 lediglich durch Änderung der Anschlüsse im Master-Modus betrieben werden kann. Damit ist es möglich, die im Master-Modus zu betreibende Vorrichtung frei zu wählen und beispielsweise die nächst­ gelegene Vorrichtung 10 als zentrale Überwachungsvorrich­ tung zu benutzen. Die RS-Schnittstelle 485 ist eine Modem-Schnittstelle 22, die kein getrenntes Modem erforderlich macht, wie es bei einer in Fig. 2 gezeigten RS 232c-Schnittstelle 25 erforderlich ist. Die Schnittstelle 22 entspricht den von der EIA (Electronic Industries Association) in den USA festgelegten Bestimmungen und ermöglicht Datenübertragung unter der Realisierung von Aussendung und Empfang (n : n) über viele Knotenpunkte mit hoher Geschwindigkeit durch ausgeglichene Übertragungslei­ tungen.

Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht der Überwachungsvorrichtung 10 mit der im oberen Bereich einer Konsole angeordneten Flüs­ sigkristallanzeige 12 und der darunter im mittleren Bereich liegenden Tastatur 13 in Verbindung mit dem in Fig. 2 gezeigten Schalter 24. Nachfolgend werden die Tastaturein­ gaben für die Funktion der Vorrichtung 10 im Master-Modus bzw. Slave-Modus erläutert.

Überwachungsvorrichtung im Master-Modus

Für die zentrale Überwachungsfunktion wird die Tastatur­ eingabe zur Anzeige der Produktionsüberwachungsdaten einer Überwachungsvorrichtung 10 auf der Flüssigkristallanzeige 12 erläutert. Zum Beispiel können die Produktionsüberwachungs­ daten, die die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad der zehnten Spinnmaschine darstellen, durch die Betätigung der folgenden Tasten angezeigt werden (entsprechend Fig. 5a). Zunächst wird die Taste "#" zur Wahl des Überwachungsmodus gedrückt. Anschließend wird die Taste "F1" betätigt, um das Menue auf der Flüssigkristallanzeige 12 erscheinen zu lassen. Nach den in der Menue-Anzeige dargestellten Anweisungen werden anschließend die Tasten "F3" und "F4" gedrückt, worauf schließlich die Maschinennummer "10" eingegeben wird.

Überwachungsvorrichtung im Slave-Modus

Geht ein Maschinenwärter zu dem Ende der Spinnmaschine K1, K2 . . . Kn, an dem die Überwachungsvorrichtung 10 angebracht ist, so kann er dort die Produktionsüberwachungsdaten dieser Spinnmaschine auf der Flüssigkristallanzeige 12 anzeigen lassen. Dazu ist es nur erforderlich, die Taste "R" zu drücken.

Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 5 die Anzeigefunktion der Flüssigkristallanzeige 12 im oberen Teil des Konsole einer Überwachungsvorrichtung 10, an der der Master-Modus eingestellt ist, erläutert. Fig. 5a zeigt das Beispiel einer graphischen Darstellung der Produktivität bzw. des Wirkungsgrades einer bestimmten Maschine während einer Woche und von Beginn bis Ende der jeweiligen Maschinenlaufzeit. Fig. 5b zeigt ein Beispiel einer graphischen Darstellung der Ursachen für eine besonders schlechte Produktivität einer Spinnstelle unter den Spinnstellen der Spinnmaschine, an der der Spinnbetrieb angehalten wurde. Fig. 5c zeigt ein Beispiel der auf der Flüssigkristallanzeige 12 angezeigten Hinweise, an welchen Spinnstellen der jeweiligen Spinnmaschine welche Arten von Wartungsarbeiten erforderlich sind. Wie bereits vorstehend erläutert, kann ein Maschinenwärter die Produktionsüberwa­ chungsdaten an einer Überwachungsvorrichtung 10 unmittelbar abrufen, ohne die jeweiligen Spinnmaschinen aufsuchen zu müssen. In der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist in der im Master-Modus arbeitenden Überwachungsvorrichtung 10m der Schalter 24 selbstverständlich in die entsprechende Stellung gebracht, z. B. in die AUS-Stellung. Die Verbindung kann je­ doch auch geändert werden, so daß z. B. die in Fig. 3 ganz unten dargestellte Überwachungsvorrichtung 10s im Master-Modus arbeitet, während die anderen Überwachungsvorrichtungen im Slave-Modus arbeiten. Dies kann dadurch geschehen, daß die Verbindungsleitungen abgeklemmt bzw. ausgestreckt werden, die Einstellung der Schalter 24 in der obersten und untersten Überwachungsvorrichtung 10 in Fig. 3 geändert wird, worauf die Verbindungsleitungen wieder angeschlossen werden.

Mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Aufbau sind folgende Auswirkungen und Funktionen möglich.

Durch die in die Überwachungsvorrichtungen 10 eingebaute Modem- Schnittstelle 22 kann ohne aufwendige Einrichtungen wie Modems und Verarbeitungsrechner eine zentrale Überwachung verwirklicht werden, da die gleich aufgebauten Überwachungsvorrichtungen 10 ohne Verbindung über ein separates Modem Daten in gleicher Phasenrichtung aussenden und empfangen können. Die Übertra­ gung der Produktionsüberwachungsdaten von den jeweiligen Überwachungsvorrichtungen 10 wird durch den Schalter 24 ermöglicht, der in mindestens einer der vielen Überwachungsvorrichtungen 10 vorgesehen ist, womit mindestens eine Überwachungsvorrichtung 10 als Verarbeitungsrechner betrieben werden kann, während die anderen Überwachungsvorrichtungen 10 als Tochtervorrichtungen bzw. Slaves arbeiten.

Da darüber hinaus in der Überwachungsvorrichtung 10 eine Anzeigefunktion vorgesehen ist und über die Flüssigkristall­ anzeige 12 die Produktionsüberwachungsdaten graphisch darge­ stellt werden können, ist eine unmittelbare Anzeige der Pro­ duktionsüberwachungsdaten als optische bzw. graphische Dar­ stellung möglich, zu deren Abruf lediglich die entsprechende Tastatureingabe an der Überwachungsvorrichtung 10 erforderlich ist.

Claims (3)

1. Überwachungsanlage für zwei oder mehr Spinnmaschinen, bei der an jeder der Spinnmaschinen (K1, K2, . . . Kn) eine Überwachungsvorrichtung (10) mit einer Anzeigefunktion zur Überwachung der Produktion, zur Erfassung von Fadenfehlern und zur Funktionsanalyse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der gleichartig ausgebildeten Überwachungsvorrichtungen (10) mit einer eingebauten Modem-Schnittstelle (22) ausgerüstet ist, über die die Überwachungsvorrichtungen (10) zur Datenübertragung miteinander verbunden sind und die kein getrenntes Modem erforderlich macht, und daß mindestens eine der Überwachungsvorrichtungen (10) einem Schalter (24) versehen ist, der eine Übertragung der Produktionsüberwachungsdaten einer jeden Spinnmaschine (K1, K2, . . . Kn) zu dieser Überwachungsvorrichtung (10) ermöglicht, wobei die Überwachungsvorrichtung (10) als Verarbeitungsrechner schaltbar ist und die anderen Überwachungsvorrichtungen (10) als Datenendeinrichtungen schaltbar sind.

2. Überwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (24) zum Umschalten zwischen den beiden Modi innerhalb jeder Überwachungsvorrichtung (10) an einer nicht unmittelbar zugänglichen Stelle angeordnet ist.

3. Überwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Überwachungsvorrichtungen (10) mit einer Flüssigkristallanzeige (12) zur graphischen Darstellung der Produktionsdaten ausgerüstet ist.