DE4131166A1 - Einrichtung zum austausch von daten zwischen mehreren schienengebundenen bewegbaren automaten zur bedienung mehrerer vielstellen-textilmaschinen und einer zentrale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aus­ tausch von Daten zwischen mehreren schienengebunden bewegbaren Automaten zur Bedienung mehrerer Viel­ stellen-Textilmaschinen und einer Zentrale, wobei die Zuführung elektrischer Antriebsenergie zu den Automaten über ein schienengebundenes, mehrere Schleifleiter enthaltendes Leitersystem und mit den Automaten bewegbare Schleifkontakte erfolgt.

Es ist bekannt, Bedienungsvorgänge an mehreren beispielsweise nebeneinander angeordneten Viel­ stellen-Textilmaschinen durch Handhabungsautomaten ausführen zu lassen, die auf einem Laufschienen­ system bewegbar sind, dessen Laufweg an den Längs­ seiten der Vielstellen-Textilmaschinen entlang führt und in sich geschlossen sein kann, so daß die Handhabungsautomaten jeweils zu den Maschinen hin fahren können, an denen Bedienungsvorgänge an­ stehen. Insbesondere dann, wenn mehrere derartiger Automaten auf einem Laufweg bewegbar sind, ist es notwendig, zwischen den Automaten und einer bei­ spielsweise fest angeordneten Zentrale Daten aus­ zutauschen, damit sichergestellt wird, daß der richtige Automat zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle ist und die dort geforderten Bedienungsvorgänge ausführen kann. Wichtig ist in diesem Zusammenhang ebenfalls, daß die Automaten sich bei ihren Fahrten und den Be­ dienungsvorgängen nicht gegenseitig stören und daß insgesamt ein optimaler Ablauf der Bedienungs­ funktionen erzielt werden kann. Hierfür ist ein störungsfreier Datenaustausch von besonderer Be­ deutung.

Ein Transport- und Handhabungssystem für Viel­ stellen-Textilmaschinen der oben beschriebenen Art ist beispielsweise in der europäischen Offenlegungsschrift EP 03 84 978 A2 beschrieben.

Bei diesem bekannten System laufen die Handhabungs­ automaten auf einem Laufschienensystem, das mäander­ förmig zwischen parallel zueinander angeordneten Vielstellen-Textilmaschinen verläuft. Die Hand­ habungsautomaten sind an Laufschienen aufgehängt, die als Doppel-T-Träger ausgebildet sind. Die Zuführung der elektrischen Antriebsenergie zu den Automaten erfolgt über ein Leitersystem, daß am Steg des Doppel-T-Trägers angeordnet ist und mehrere Schleifleiter aufweist. An den Auto­ maten sind Schleifkontakte angeordnet, die auf den Schleifleitern aufsitzen und über welche die Antriebsenergie den am Automaten angeordneten Antriebsvorrichtungen zugeführt wird.

Es ist bekannt, bei schienengebunden bewegbaren Automaten einen Datenaustausch über die Schleif­ leiter des die elektrische Antriebsenergie zu­ führenden Leitersystems durchzuführen. Bei derartigen Übertragungssystemen müssen die Daten mittels einer Trägerfrequenz übertragen werden, die dem Leitersystem zur Energieübertragung zuge­ führt wird. Derartige Einrichtungen sind relativ aufwendig und garantieren wegen der Einstreuungs­ möglichkeiten von Störungen und der Kontakt­ schwierigkeiten und Funkenbildungen zwischen den Schleifleitern und den Schleifkontakten keinen störungsfreien Datenaustausch.

Der Anschluß der Automaten an eine Zentrale über Schleppkabel oder dergleichen ist wegen der Komplexität des Laufschienensystems und wegen der möglichen größeren Anzahl von Automaten nicht durchführbar.

Es ist auch denkbar, den Datenaustausch zwischen den Automaten und der Zentrale drahtlos über ein Trägerfrequenz- Funksystem durchzuführen. Aber auch derartige Systeme sind aufwendig und arbeiten keineswegs störungsfrei; insbesondere können über den Funkweg Störungen von anderen drahtlos gesteuerten Einrichtungen in das System eingekoppelt werden, was zu folgenschweren Fehlern beim Datenaustausch führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art so aus­ zugestalten, daß sie zur Ausbildung eines träger­ frequenzlosen Informationssystems geeignet ist und bei begrenztem technischem Aufwand einen weitgehend störungsfreien Datenaustausch er­ möglicht. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteil­ hafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Datenaustausch über ein eigenes schienengebundenes Leitersystem mit zusätzlichen Schleifleitern auszuführen, auf dem Daten in Form von Impulsen ohne Trägerfrequenz übertragen werden können. Dabei soll dieses Leitersystem eine Ringleitung oder sogenannte Partyleitung bilden, über das eine beliebige Anzahl bewegbarer Automaten mit der Zentrale verbindbar ist.

Die Zentrale kann fest angeordnet sein, sie kann aber ebensogut als schienengebunden bewegbare Station ausgebildet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung zu überwindende Schwierigkeiten bestanden darin, daß die Anzahl der an einer üblichen Fahrschiene installierbaren Schleifleiter konstruktionsbedingt begrenzt ist, so daß nicht beliebig viele Kanäle für die Daten­ übertragung zur Verfügung stehen. Andererseits können die Übertragungsstrecken bei längeren Maschinenanlagen durchaus mehrere 100 Meter lang werden. Weiterhin unterliegen die parallel zu­ einander angeordneten Schleifleiter für die Datenübertragung, die parallel zu den die An­ triebsenergie übertragenden Schleifleitern ange­ ordnet sind, kapazitiven und induktiven Einstreuungen von dem die Antriebsenergie übertragenen Leiter­ system her, beispielsweise durch Bürsten­ feuer oder durch Stromänderungen auf den Schleif­ leitern zur Energieübertragung.

Weiterhin ist eine Verstaubung und eine Ver­ schmutzung der Oberflächen der Schleifleiter im Betrieb nicht zu vermeiden, so daß auch bei den die Daten übertragenden Schleifleitern mit wechselnden Übergangswiderständen zwischen Schleifleiter und Schleifkontakt gerechnet werden muß.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden. Die Zuführung der Datenimpulse gleich­ zeitig zu zwei Schleifleitern mit entgegengesetzter Polarität ermöglicht eine sogenannte Gegentakt­ übertragung. Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ist es mög­ lich die Empfangsvorrichtungen so auszubilden, daß in diesem Falle nur ankommende Impulse ausgewertet werden, die gleichzeitig über beide Schleifleiter empfangen werden. Auf diese Weise werden Stör­ impulse weitgehend aussortiert. Die Forderung nach einer vorgegebenen Mindestsignalleistung, die empfangen werden muß, verringert den Einfluß der Übergangswiderstände durch Verstaubung und Verschmutzung der Schleifleiteroberflächen und des Bürstenfeuers. Gleichzeitig wird hierdurch der Störabstand zu den Einstreuungen aus dem Leiter­ system für die Energieübertragung wesentlich verbessert. Bei bekannten Datenübertragungsein­ richtungen werden dagegen im Allgemeinen nur Spannungssignale oder nur Stromsignale übertragen.

Zur zusätzlichen Unterdrückung von Störungen kann weiterhin vorgesehen sein, daß nur ankommende Impulse ausgewertet werden, deren Impulsdauer inner­ halb eines vorgegebenen Zeitintervallbereiches liegt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Daten­ übertragung drei zusätzliche Schleifleiter vorgesehen sind, wobei der dritte Schleifleiter zur Übertragung eines Bezugspotentials dient, das beispielsweise das Erdpotential sein kann.

Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, ergibt sich bei der praktischen Aus­ gestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung die Möglichkeit, in jedem der Automaten in einer Übertragungssteuervorrichtung alle Funktionsgruppen zusammenzufassen, welche die Datenübertragung steuern und durchführen. Diese Übertragungssteuervorrichtung kann mit eigener Rechnerintelligenz ausgerüstet sein und entlastet damit die an den Automaten angeordneten üblichen, mit Speichern versehenen und programmierbaren, Funktionssteuervorrichtungen, welche die eigent­ lichen Arbeits- und Fahrprogramme der Automaten steuern. Die Übertragungssteuervorrichtungen können dabei mit den Funktionssteuervorrichtungen über normierte Schnittstellen verbunden sein. Weiterhin können die Übertragungssteuervorrichtungen jeweils eigene Eingabeeinheiten aufweisen, über die vor Ort mittels einer Eingabetastatur Befehle eingegeben und Daten abgefragt und beispiels­ weise an einem Anzeigedisplay angezeigt werden können.

Die Übertragung der Daten mittels der Datenim­ pulse kann in an sich bekannter Weise mit einem binären Code erfolgen, wobei jedes Datentelegramm einen Adressenteil und einen Informationsteil enthalten kann. Durch den Adressenteil kann nicht nur der spezielle Automat festgelegt werden, der die Information erhalten soll, sondern es kann mit ihm auch eine Prioritätenregelung verbunden sein, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn mehreren Automaten unterschiedlicher Funktion verschiedene Prioritäten zugeordnet werden sollen.

Sollten in besonderen Fällen Störungen bei der Datenübertragung eintreten, so ist eine einfache Plausibilitätsprüfung und gegebenenfalls eine Telegrammwiederholung leicht durchführbar.

Damit jeder der Automaten an die Zentrale eindeutige Positionsmeldungen abgeben kann, ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich ein System von Referenzpunkten aufweist, die längs der Fahrstrecke angeordnet sind und an denen Referenzelemente angeordnet sind, die mit an den Automaten angeordneten Sensorelementen zusammen­ wirken. Wie weiter unten näher erläutert, ist es dabei möglich, die Referenzelemente an den Referenz­ punkten so anzuordnen, daß ein eindeutiger Code entsteht, so daß der Automat über die Sensorele­ mente genau erkennt, an welchem Referenzpunkt er sich befindet, beziehungsweise welchen Referenz­ punkt er beim Durchfahren passiert hat. Ferner wird hiermit sichergestellt, daß in einem Fall, in dem keine Meldungen übertragen werden können, beispielsweise bei besetzter Datenleitung, die interne Steuerung im Automaten eigenständig weiter­ arbeiten kann und die angefahrene Position nicht überführt.

Schließlich eröffnet die erfindungsgemäße Ein­ richtung noch die Möglichkeit, die Fahrstrecke analog einem Blocksystem in einzelne Abschnitte aufzuteilen und eine zusätzliche Sicherheitsein­ richtung vorzusehen, die dafür sorgt, daß sich nicht jeweils zwei Automaten innerhalb des gleichen Streckenabschnitts befinden können. Dabei können ebenfalls wieder Prioritäten vor­ gesehen sein, gemäß denen ein Automat nicht in einen Streckenabschnitt hineinfährt, in dem sich ein Automat mit höherer Priorität befindet, bzw. aus einem Streckenabschnitt heraus fährt, sobald ein Automat mit höherer Priorität in diesen Streckenabschnitt einfährt. Das System kann dadurch verwirklicht werden, daß das schienengebundene Leitersystem einen weiteren Schleifleiter aufweist, der in vorgegebene, voneinander isolierte Längen­ abschnitte unterteilt ist und jeder Automat eine mit der Übertragungssteuervorrichtung verbundene zusätzliche Sicherheitseinrichtung aufweist, die über einen Schleifkontakt mit den Längenabschnitten des weiteren Schleifleiters Kontakt hat. Die Sicherheitseinrichtung besitzt Vorrichtungen zur Abgabe eines Spannungssignals an den Schleifkontakt und/oder Vorrichtungen zur Erkennung eines Spannungssignals am Schleifkontakt. Auf diese Weise kann beispielsweise der Automat mit der höheren Priorität ein Spannungssignal abgeben, daß vom Automat mit der niedrigeren Priorität erkannt wird und entsprechende Steuerfunktionen auslöst.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zum Austausch von Daten gemäß der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in einer schematisierten perspektivischen Darstellung, eine Anlage aus mehreren Vielstellen- Textilmaschinen mit einem Schienensystem, auf dem mehrere Handhabungsautomaten bewegbar sind;

Fig. 2 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1 eine Teilansicht eines an einer Trag- und Führungs­ schiene im Bereich eines Referenzpunktes aufge­ hängten Automaten;

Fig. 3 und 4 in Seitenansicht zwei Ausführungs­ formen der Sensorelemente und Referenzelemente des Automaten nach Fig. 2;

Fig. 5 in einem Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1 die Trag- und Führungsschiene in vergrößerter perspektivischer Darstellung;

Fig. 6 in einem Blockschaltbild die Einrichtung zum Austausch von Daten an der Anlage nach den Fig. 1-5;

Fig. 7 in einem Blockschaltbild die Sende-Empfangs­ einrichtung an einem der Automaten für die Ein­ richtung nach Fig. 6;

Fig. 8 in einem Spannungs/Zeit-Diagramm Signal­ formen an einzelnen Punkten der Schaltung nach Fig. 7;

Fig. 9 in einem stark schematisierten Schalt­ bild eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung zur Einrichtung nach Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine aus drei Maschinen Z1, Z2 und Z3 bestehende Anlage einer Vielstellen-Maschine dargestellt, die beispielsweise aus Doppeldraht- Zwirnmaschinen bestehen kann. Durch diese Anlage ist ein Laufschienensystem X hindurchgeführt, dessen Laufweg mäanderförmig durch die Maschinen­ anlage an sämtlichen Längsseiten der Maschinen entlang läuft und auf dem im gewählten Ausführungs­ beispiel drei Handhabungsautomaten A1, A2, A3 ge­ führt sind. Dabei können beispielsweise die Hand­ habungsautomaten A1 und A2 den Spulenwechsel an den Maschinen Z1, Z2, Z3 vornehmen, während der Handhabungsautomat A3 beispielsweise Reinigungs- und Wartungsfunktionen übernehmen kann. Die genauere Ausbildung dieser Automaten ist an sich bekannt und wird im folgenden nicht näher er­ läutert. Eine Ausführungsart eines derartigen Handhabungsautomaten ist beispielsweise in der bereits erwähnten europäischen Offenlegungsschrift EP 03 84 978 A2 beschrieben.

Längs des Laufschienensystems X sind Referenz­ punkte vorgesehen, die in Fig. 1 mit Y1, Y2, Y3 bis Y30 bezeichnet sind. Diese Referenzpunkte werden in weiter unten näher beschriebener Weise von den Automaten A1, A2 und A3 zur Positionsbe­ stimmung erkannt, und es werden entsprechende Meldungen an eine feste Zentrale abgegeben, und zwar über die weiter unten näher beschriebene Einrichtung zum Austausch von Daten zwischen den Automaten und der Zentrale. Über diese Einrichtung können den Automaten auch Befehle gegeben werden, wenn sie sich in einen Abschnitt zwischen zwei Referenzpunkten der Strecke begeben oder einen solchen Abschnitt verlassen sollen oder sich an einen bestimmten Referenz­ punkt begeben sollen, um dort weitere Informationen abzuwarten.

Aus den Fig. 2-4 ist die genauere Ausgestaltung der Referenzpunkte und der äußeren Einrichtungs­ teile zum Erkennen der Referenzpunkte zu entnehmen. Dabei ist in Fig. 2 angenommen, daß sich anders als in Fig. 1 dargestellt der Automat A2 am Referenz­ punkt Y1 des Laufschienensystems X befinden möge.

Der Automat A2 besitzt an seinem oberen Ende ein hakenartig ausgebildetes Kopfstück 3.1, mit dem er an einer Trag- und Führungsschiene 1 aufgehängt ist. Die Trag- und Führungsschiene 1 ist ein Doppel-T-Träger mit einem Obergurt 1.1, einem Untergurt 1.2 und einem Steg 1.3. An der Oberseite des Obergurtes 1.1 greift die nicht dargestellte Antriebsrolle eines Antriebsaggregats 4 an. An den Seitenflächen des Obergurtes 1.1 und des Untergurtes 1.2 greifen Führungsrollen 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 an. An der dem Kopfstück 3.1 des Automaten 2 zugewandten Seite des Steges 1.3 ist ein aus Schleifleitern bestehendes Leiter­ system 2 angeordnet, das weiter unten näher er­ läutert wird und das in nicht eigens dargestellter Weise über Schleifkontakte mit den Antriebs- und Steuereinrichtungen sowie mit der Einrichtung zum Austausch von Daten des Automaten A2 verbunden ist.

An der vom Kopfstück 3.1 abgewandten Seite des Steges 1.3 ist eine Halterungsschiene 1.4 ange­ ordnet, die die Form eines geschlitzten C-Profils besitzt. Diese Halterungsschiene 1.4 dient einer­ seits in bekannter und nicht eigens dargestellter Weise zur Aufnahme von Halterungen, über die der Doppel-T-Träger 1 an einem Traggerüst befestigt ist. Weiterhin dient die Halterungsschiene 1.4 zur Auf­ nahme einer Vorrichtung, die die Referenzpunkte an der Fahrstrecke X verkörpert. Diese Vorrichtung besitzt ein flaches Halterungselement 7, das über Flansche 7.6 und 7.7 und Schraubverbindungen 8.1 und 8.2 an der Halterungsschiene 1.4 fest­ schraubbar ist. Dieses Festschrauben kann beispiels­ weise über an sich bekannte selbstklemmende Hammerkopfschrauben erfolgen. Das Halterungselement 7 steht senkrecht zum Steg 1.3 und seine Unterseite ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet. An dieser Unterseite befinden sich balken- oder streifenartige Referenzelemente 7.1 bis 7.5 aus ferromagnetischen Material, also beispielsweise Stahl oder Eisen. An der der Unterseite des Halterungselementes 7 gegenüberliegenden Oberseite 3.2 des Automaten A2 ist eine Sensor­ vorrichtung 6 angeordnet, die im gewählten Ausführungsbeispiel fünf Sensorelemente 6.1 bis 6.5 aufweist, die als induktive Näherungssensoren ausgebildet sind und in an sich bekannter Weise ein Signal abgeben, sobald sie einem der Referenz­ elemente 7.1 bis 7.5 unmittelbar gegenüberliegen.

Die Sensorvorrichtung 6 ist mit der weiter unten beschriebenen Übertragungssteuervorrichtung des Automaten verbunden.

Die Kodierung der Referenzpunkte Y1 bis Y30 mittels dieser Sensor- und Referenzelemente kann in der Weise erfolgen, daß jedem Sensorelement 6.1 bis 6.5 eine Stelle einer Binärzahl zugeordnet ist, und im Code immer dann eine "1" erscheint, wenn dem Sensorelement ein Referenzelement gegenüber­ liegt und eine "0" erscheint, wenn dem Sensor­ element kein Referenzelement gegenüberliegt. Durch die unterschiedliche Anzahl und Anordnung von Referenzelementen 7.1 bis 7.5 an den Halterungs­ elementen 7 der verschiedenen Referenzpunkte Y1 bis Y30 können in einem fünfstelligen Binär­ code alle Referenzpunkte eindeutig gekennzeichnet werden. Zur Erfassung einer Position muß mindestens ein Sensorelement des Signal "1" abgeben.

In Fig. 3 ist beispielsweise ein Halterungselement gezeigt, bei dem nur die Referenzelemente 7.1, 7.3 und 7.5 vorhanden sind, die den Sensorelementen 6.1, 6.3 und 6.5 gegenüberliegen, während den Sensor­ elementen 6.2 und 6.4 keine Referenzelemente gegenüberliegen. Im Binärcode wäre diesem Referenz­ punkt die Kennung "10101" zugeordnet.

In analoger Weise ist in Fig. 4 ein Referenzpunkt dargestellt, bei dem lediglich Referenzelemente 7.2′ 7.4′ und 7.5′ vorhanden sind, die den Sensor­ elementen 6.2, 6.4 und 6.5 gegenüberliegen ent­ sprechend einer Kennung "01011".

Fig. 5 zeigt die genauere Ausbildung des an dem Doppel-T-Träger 1 am Steg 1.3 angeordneten Leitersystems 2. In einer Halterung aus Isolier­ material befinden sich insgesamt acht in Längsrichtung verlaufende Schleifleiter die als Kupfer-Gleit­ schienen ausgebildet sein können. Sie tragen in Fig. 5 die Bezeichnungen L1, L2, L3, PE, GND, S1, S2 und B1.

Diese Schleifleiter sind in dem in Fig. 6 dar­ gestellten Blockschaltbild der Einrichtung zum Austausch von Daten zwischen den Automaten A1, A2 und A3 und einer Zentrale Z mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Über die Schleif­ leiter L1, L2, L3 zusammen mit einem Nulleiter PE wird in an sich bekannter, im folgenden nicht näher erläuterter Weise die elektrische Antriebs­ energie in Form eines Drehstroms von beispiels­ weise 42 V zugeführt. Die Schleifleiter S1, S2 und GND dienen ausschließlich zur Datenübertragung, wobei der Schleifleiter GND ein Bezugspotential, also im allgemeinen Erdpotential darstellt, während die Schleifleiter S1 und S2 zur Signalübertragung im Gegentakt dienen, die nachfolgend näher er­ läutert wird. Der aus einzelnen, voneinander isolierten Längenabschnitten bestehende Schleif­ leiter B1 gehört zu einer weiter unten näher erläuterten zusätzlichen Sicherheitseinrichtung.

An die Schleifleiter GND, S1 und S2 ist die Zentrale Z über eine feste Verdrahtung ange­ schlossen, während die Automaten A1, A2 und A3 über Schleifkontakte SK1.0, SK1.1, SK1.2 bzw. SK2.0, SK2.1, SK2.2 und SK3.0, Sk3.1 und Sk3.2 an diese Schleifleiter angeschlossen sind. Sowohl in der Zentrale Z als auch in den Automaten A1, A2, A3 ist jeweils eine Übertragungssteuer­ vorrichtung angeordnet, die allgemein mit ÜS0, ÜS1, ÜS2 und ÜS3 bezeichnet ist. Jede Über­ tragungssteuervorrichtung enthält einen weiter unten näher erläuterten Pegelwandler PW0, PW1, PW2 und PW3. An den Pegelwandler PW0 der Zentrale Z ist ein Rechner PC angeschlossen sowie eine programmierbare Speicher enthaltende Funktions­ steuervorrichtung SPS0. Die Pegelwandler PW1 bis PW3 sind mit anderen logischen Funktionsgruppen LG1, LG2 und LG3 der Übertragungssteuervorrichtung verbunden, die weiterhin an Eingabeeinheiten EG1, EG2 und EG3 angeschlossen sind, welche jeweils mit einer Eingabetastatur und einem Anzeigedisplay ausgerüstet sein können und die einen direkten Eingriff in das in den logischen Funktionsgruppen LG1 bis LG3 enthaltene Rechner­ system ermöglichen.

Die Übertragungssteuervorrichtungen ÜS1 bis ÜS3 sind ihrerseits über normierte Schnittstellen mit Funktionssteuervorrichtungen SPS1, SPS2 und SPS3 des Automaten verbunden.

Diese Aufteilung der Steuervorrichtungen in eine Übertragungssteuervorrichtung und eine Funktionssteuervorrichtung der Automaten hat den großen Vorteil, daß die auch bei anderen Datenübertragungssystemen verwendbaren Funktionssteuervorrichtungen der Automaten von allen die Datenübertragung betreffenden Funktionen vollständig entlastet sind. Über die normierten Schnittstellen zwischen den Übertragungssteuer­ vorrichtungen und den Funktionssteuervorrichtungen werden lediglich Steuerbefehle an die Automaten und Rückmeldungen von den Automaten ausgetauscht.

Wie Fig. 6 zu entnehmen, werden den logischen Funktionsgruppen LG1 bis LG3 auch die Signale der Sensorvorrichtung 6, die an jedem der Automaten A1 bis A3 angeordnet ist, über Eingänge P1, P2 und P3 zugeführt und dort verarbeitet. Die Funktions­ steuervorrichtungen SPS1 bis SPS3 erhalten von den logischen Funktionsgruppen LG1 bis LG3 nur Befehle zu welcher Position Y1 bis Y30 der Automat fahren soll. Beim Erreichen der Position wird diese mit einer in der Funktionssteuervorrichtung abgelegten Positions­ tabelle verglichen, so daß der Automat selbständig die an dieser Position vorzunehmenden Tätigkeiten erkennt. Er braucht an die Zentrale lediglich die Meldung abzugeben, daß er die vorgegebene Position erreicht hat.

Anhand des Einzelschaltbildes nach Fig. 7 wird nun­ mehr die Datenübertragung näher erläutert, wobei als Beispiel die Schaltungsteile des Automaten A1 dienen.

Die Übertragungssteuervorrichtung ÜS1 besitzt zwei mit den Schleifkontakten SK1.1 bzw. SK1.2 ver­ bundene Sende-Empfgangs-Kanäle. Mit dem Schleif­ kontakt SK1.0 sind in nicht besonders gekenn­ zeichneter Weise die Erdkontakte der Schaltelemente verbunden.

Der Pegelwandler PW1 enthält in beiden Kanälen zunächst eine sich an den Schleifkontakt an­ schließende Begrenzerstufe BS1 und BS2, die in bekannter Weise aufgebaut ist und grobe Störungen der auf den Schleifleitern S1 und S2 zugeführten Signale unterdrückt. Im Anschluß an die Begrenzerstufen teilt sich jeder Kanal in einen Sendekanal SE1, SE2 und einen Empfangskanal E1, E2, die jeweils an ihren bei Enden Umschalter US1.1, US2.1 bzw. US1.2, US2.2 aufweisen, die von einem gemeinsamen Umsteuerwerk SEU her jeweils von "Empfang" E auf "Senden" SE umschalt bar sind. Im Normalfalle stehen bei allen drei Automaten die Umschalter in der Stellung "Empfang" und werden nur auf "Senden" geschaltet, wenn eine Meldung abgegeben werden soll.

Jeder Empfangskanal E1, E2 enthält gegen Ende GND einen Belastungswiderstand RL1, R12 sowie diesem nachgeschaltet eine Störspitzenunterdrückungsschaltung SU1, SU2, einen Filterkreis F1, F2 und einen Kreis O1, O2 zur galvanischen Trennung von den restlichen Teilen der Steuervorrichtung, also den logischen Funktionsgruppen LG1 und den Speichern. Diese Kreise zur galvanischen Trennung und Signalpegelumsetzung sind mit opto-elektronischen Kopplern ausgebildet.

Jeder Sendekanal SE1, SE2 enthält einen Kreis O3, O4 zur galvanischen Trennung von den logischen Funktionsgruppen und zur Signal­ pegelumsetzung sowie einen Signalverstärker SV1, SV2. In dem einem Sendekanal SE2 ist zu­ sätzlich eine Signal-Inverterstufe SI angeordnet. Die beiden Empfangskanäle E1 und E2 sind über die Umschalter US2.1, US2.2 mit den Eingängen eines Vergleichers V verbunden, wobei dem einen Eingang ein Inverter I vorgeschaltet ist. Der Steuerausgang GE des Vergleichers V gibt den Datenempfangseingang DE der Eingangsstufe ELG1 zu den logischen Funktionsgruppen nur dann frei, wenn an seinen beiden Eingängen zeitgleich ein Signalimpuls gleicher Polarität anliegt, was einem über die Signalleitung im Gegentakt mit entgegengesetzter Polarität eintreffenden Signal­ impuls entspricht.

Die Eingangsstufe ELG1 der logischen Funktions­ gruppen LG1 besitzt weiterhin einen mit einem Empfangskanal E2 direkt verbundenen Eingang BUS zur "Busabfrage", über den festgestellt wird, ob die Übertragungsleitung zu empfangende Signale enthält. Ist dies nicht der Fall, so kann im gegebenen Fall über einen Ausgang DRR "Datenrichtungsregister" und des Steuerwerk SE auf "senden" umgeschaltet werden. Die vom Ausgang SD "Sendedaten" der Eingabe­ einheit ELG1 abgegebenen Sendedaten werden über die beiden Sendekanäle SE1, SE2 auf die Leitungen S1 und S2 gegeben, wobei sie über den Sendekanal SE2 mit umgekehrter Polarität weitergeleitet werden.

Die Verarbeitung abgehender und eintreffender Daten sowie ihre Aus- und Einspeicherung inner­ halb der logischen Funktionsgruppen LG1 ge­ schieht in an sich bekannter Weise rechner­ gesteuert und wird im folgenden nicht näher erläutert. Wie bereits erwähnt, ist über die zusätzliche Eingabeeinheit EG1, die in Fig. 7 nicht besonders dargestellt ist, ein direkter Zugriff vor Ort zu den Daten der Speicher der logischen Funktionsgruppen LG1 möglich, und es können direkt Befehle eingegeben werden.

Die über die Schleifleiter S1 und S2 eintreffenden Signale haben Impulsform und sind nach einem der üblichen Codierverfahren codiert, was an sich bekannt ist und nicht mehr erläutert wird. Sie können durch Störeinflüsse beeinträchtigt sein. Soweit Störsignale nur auf einem der beiden Schleifleiter eintreffen, werden sie durch den Vergleicher V als solche erkannt und eliminiert. Störungen, die auf die beiden Schleifleiter S1 und S2 in gleicher Weise einwirken, bewirken eine Verzerrung der eintreffenden Daten­ impulse, die durch die bereits beschriebenen in beiden Empfangskanälen angeordneten Schaltelemente eliminiert werden.

Dies wird im folgenden anhand von Fig. 8 näher erläutert.

Fig. 8 zeigt in einem Spannungs/Zeit-Diagramm in der ersten Zeile STÖ den beispielsweisen Verlauf einer sich über mehrere Signalimpulse erstreckenden Störung. In der zweiten und dritten Zeile des Diagramms sind zwei Signalzüge eBS1 und eBS2 dargestellt, die die Beeinflussung der Datenimpulse vor den Eingängen der beiden Begrenzerstufen BS1 und BS2 darstellen. In der vierten und fünften Zeile des Diagramms sind Signalzüge aBS1 und aBS2 dargestellt, die die Form der an den Ausgängen der beiden Begrenzer­ stufen BS1 und BS2 abgegebenen Signalzüge dar­ stellen. Es ist erkennbar, daß die gröberen Anteile dieser Störung bereites teilweise ausge­ glichen sind.

In der sechsten und siebten Zeile des Diagramms sind Signalzüge aF1 und aF2 dargestellt, die den Zustand des Signals am Ausgang der Filterkreise F1 und F2 darstellen. Durch die Zeitkonstante der Filter sind weitere Störanteile unterdrückt worden und die Siagnalflanken flacher gestaltet.

Schließlich sind in den Zeilen acht und neun des Diagramms Signalzüge aO1 und aO2 dargestellt, wie sie an den Ausgängen der Schaltkreise O1 und O2 zur galvanischen Trennung und Pegelumsetzung auf­ treten. Wie ersichtlich werden nunmehr beide Im­ pulszüge im wesentlichen störungsfrei empfangen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß diese Kreise so ausgelegt sind, daß sie nur ansprechen, wenn die durch die Belastungswiderstände RL1, RL2 vorgegebenen Mindestwerte der Signalleistung erreicht sind, d. h. es muß eine Mindestspannung vorhanden und ein Mindeststrom fließen.

Dies gilt für jede einzelne der Übertragungssteuer­ vorrichtung ÜS1, ÜS2 und ÜS3, die über die Leitungen S1-S2-GND an die Zentrale Z in der Art einer Ringleitung oder Partyline angeschlossen sind. Selbstverständlich können auch mehr als drei bewegbare Stationen an die Zentrale Z angeschlossen sein. Im allgemeinen wird mit Signalspannungen von 20-50 V gearbeitet, und die geforderten Mindest­ signalströme liegen etwa zwischen 0,1-0,5 A, so daß die Signalleistungen im Bereich zwischen 2 und 25 W liegen. Typische Werte liegen bei­ spielsweise zwischen und 10 und 20 W. Bei bekannten Übertragungseinrichtungen liegen dagegen die über­ tragenen Signalleistungen im Bereich weniger mW. Eine allzustarke Erhöhung der geforderten Signal­ leistung erscheint nicht sinnvoll, da sie zu Rentabilitätschwächen führen und beispielsweise erhöhte Aufwendungen zur Wärmeabfuhr notwendig machen. Sehr selten auftretende besonders große Störungen können auch durch Telegrammwiederholungen behoben werden.

Die am Datenempfangseingang DE der Eingangsstufe ELG1 (Fig. 7) eintreffenden Impulse können in den logischen Funktionsgruppen LG1 bis LG3 zusätzlich daraufhin überprüft werden, ob sie eine vorgegebene Impulsdauer aufweisen, die der Impulsdauer der in Fig. 8 in aO1 und aO2 dargestellten Impulse entspricht. Damit ist eine weitere Kontrolle auf eventuelle Stör­ impulse möglich.

Der Pegelwandler PW0 der Zentrale Z (Fig. 6) ist im Prinzip genauso aufgebaut wie die Pegelwandler PW1 bis PW3 der Automaten, die oben beschrieben wurden.

Im Rechner PC der Zentrale Z wird ein ähnlicher Vergleich der eintreffenden Datenimpulse vor­ genommen wie beispielsweise im Vergleicher V der logischen Funktionsgruppen LG1, die oben beschrieben wurden. Auf diese Weise werden auch die in der Zentrale Z eintreffenden Signale im Gegentakt und störungsfrei empfangen.

Im folgenden wird anhand von Fig. 9 eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung beschrieben, mit der ver­ hindert wird, daß zwei Automaten sich so nahe kommen, daß sie sich in ihrer Funktion stören oder Gefährdungen verursachen.

In Fig. 9 sind von dem in Fig. 6 dargestellten Leitersystem nur der das Bezugspotential führende Schleifleiter GND sowie der bereits erwähnte zusätzliche Schleifleiter B1 dargestellt, der aus mehreren, voneinander elektrisch isolierten Längenabschnitten besteht, von denen zwei Längen­ abschnitte B1.1 und B1.2 dargestellt sind. Im Abschnitt B1.1 befände sich der Automat A1 der als "Master" bezeichnet ist, womit gekennzeichnet ist, daß er eine höhere Priorität hat. Im Längen­ abschnitt B1.2 befände sich der Automat A2 der mit "Slave" bezeichnet ist, womit ausgedrückt ist, daß er eine niedrigere Priorität hat. In nicht eigens dargestellter Weise wird vom Automaten A1 über den "Ausgang UB" und den Schleifkontakt SK1.3 ein Spannungssignal abgegeben, so daß der Längen­ abschnitt B1.1 des Schleifleiters unter einer vorgegebenen Spannung gegenüber dem Schleifleiter GND steht. Der Automat A2 besitzt eine Einrichtung zur Erkennung einer Spannung die über den "Eingang UB" mit dem Schleifkontakt SK2.3 verbunden ist. Die Einrichtungen zur Spannungser­ zeugung und zur Spannungserkennung können in den Übertragungssteuervorrichtungen ÜS1 bis ÜS3 oder den Funktionssteuervorrichtungen SPS1 bis SPS3 enthalten sein. Bewegt sich nun der Automat A2 aus dem Längenabschnitt B1.2 hinüber in den Längenabschnitt B1.1 so empfängt er über den Schleifkontakt SK2.3 die dort herrschende Spannung, was zur Folge hat, daß ein Steuerbefehl ausgelöst wird, der den Automaten A2 z. B. veranlaßt, den Längenabschnitt B1.1 wieder zu verlassen oder sofort anzuhalten. Der Automat A1, der Master, kann derart pro­ grammiert sein, daß er niemals ausweicht, wenn er einem anderen Automaten zu nahe kommt, während der Automat A2, der Slave, so programmiert sein kann, daß er immer ausweicht und die Fahrtrichtung umkehrt, wenn er das Spannungssignal erhält, das ihm an­ zeigt, daß ein Automat, der Master ist, auf dem gleichen Längenabschnitt steht.

Claims (13)

1. Einrichtung zum Austausch von Daten zwischen mehreren, schienengebunden bewegbaren Automaten zur Bedienung mehrerer Vielstellen-Textil­ maschinen und einer Zentrale, wobei die Zuführung elektrischer Antriebsenergie zu den Automaten über ein schienengebundenes, mehrere Schleifleiter enthaltendes, Leiter­ system und mit den Automaten bewegbare Schleif­ kontakte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das schienengebundene Leitersystem (2) mindestens zwei und höchstens drei zusätzliche Schleif­ leiter (S1, S2, SGND) aufweist, die aus­ schließlich zur Datenübertragung dienen und eine Ringleitung bilden, an welche die Sende/Empfangsvorrichtungen (ÜS0) der Zentrale (Z) sowie die Sende/Empfangsvorrichtungen (ÜS1, ÜS2, ÜS3) der Automaten (A1, A2, A3) jeweils über zusätzliche Schleifkontakte angeschlossen sind, und die Daten von den Sendevorrichtungen in Form von Impulsen mit vorgegebener Impulsdauer und vorgegebenem Abstand abgegeben werden und jeder Datenimpuls gleichzeitig zweien der zusätzlichen Schleif­ leiter (S1, S2) mit entgegengesetzter Polarität zugeführt wird und die Empfangsvorrichtungen so ausgebildet sind, daß nur ankommende Impulse ausgewertet werden, die gleichzeitig über beide der zwei zusätzlichen Schleifleiter (S1, S2) empfangen werden, und eine vorgegebene Mindest­ signalleistung aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Empfangsvorrichtungen so aus­ bildet sind, daß nur ankommende Impulse ausge­ wertet werden, deren Impulsdauer innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervallbereiches liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei drei zusätzlichen Schleif­ leitern der dritte Schleifleiter (GND) zur Über­ tragung eines Bezugspotentials liegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sende/Empfangs­ vorrichtung eine Übertragungssteuervorrichtung (ÜS1 bis ÜS3) aufweist, die logische Funktions­ gruppen (LG1 bis LG3) und Speicherelemente ent­ hält, welche über einen Pegelwandler (PW1 bis PW3) an die zusätzlichen Schleifkontakte (SK 1.0 bis SK3. 2) angeschlossen sind, und jeder Pegelwandler zwei Sendekanäle (SE1, SE2) und zwei Empfangskanäle (E1, E2) besitzt, die alternativ mittels ansteuerbarer Umschalter (US1.1 bis UF2.2) jeweils mit den zusätzlichen Schleifkontakten verbindbar sind und jeder Empfangskanal (E1, E2) einen Belastungswiderstand (AL1, RL2), eine Störspitzenunterdrückungs­ schaltung (SU1, SU2) und einen Filterkreis (F1, F2) sowie einen Kreis (O1, O2) zur galvanischen Trennung von den logischen Funktionsgruppen und zur Signalpegelumsetzung enthält, und jeder Sendekanal (SE1, SE2) einen Kreis (O3, O4) zur galvanischen Trennung von den logischen Funktionsgruppen und zur Signalpegelumsetzung sowie einen Signalverstärker (SV1, SV2) enthält, wobei in einem der Sendekanäle (SE2) eine Signal­ inverterstufe (SI) angeordnet ist, und die beiden Empfangskanäle (E1, E2) mit einem Vergleicher (U) verbunden sind, der einen Datenempfangsein­ gang der logischen Funktionsgruppen (LG1) nur dann frei gibt, wenn zwei über die beiden Empfangskanäle eintreffende Impulse zeitgleich und mit umgekehrter Polarität registriert werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen die zusätzlichen Schleif­ kontakte und die Ein-Ausgänge der Pegelwandler (PW1 bis PW3) Begrenzerstufen (BS1, BS2) einge­ schaltet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kreise (O1, O2, O3, O4) zur galvanischen Trennung und Signalpegelum­ setzung opto-elektronische Koppler enthalten.

7. Einrichtung nach einer der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs­ steuervorrichtungen (ÜS1 bis ÜS3) derart ausge­ bildet und über Schnittstellen an Funktions­ steuervorrichtungen (SPS1 bis SPS3) der Automaten (A1 bis A3) derart angeschlossen sind, daß über die Schnittstellen lediglich Steuerbefehle an die Automaten und Rückmeldungen von den Automaten ausgetauscht werden.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs­ steuervorrichtungen (ÜS1 bis ÜS3) jeweils einen Rechner enthalten.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragungssteuervorrichtungen (ÜS1 bis ÜS3) jeweils an eine eigene Eingabe­ einheit (EG1 bis EG3) angeschlossen sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Übertragungs­ steuervorrichtung (ÜS1 bis ÜS3) mit am Auto­ maten (A1 bis A3) angeordneten Sensorelementen (6.1 bis 6.5) verbunden ist, zur Positionsbe­ stimmung des Automaten auf der Fahrstrecke durch Zusammenwirken der Sensorelemente (6.1. bis 6.5) mit fest an Referenzpunkten (Y1 bis Y30) der Fahrstrecke (X) angeordneten Referenzelementen (7.1 bis 7.5).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Automat (A1 bis A3) die gleiche, vorgegebene Anzahl von Sensorelementen (6.1 bis 6.5) in vorgegebener Anordnung besitzt, und an den Referenzpunkten (Y1 bis Y30) jeweils eine Anzahl von Referenzelementen (7.1 bis 7.5) angeordnet ist, die kleiner oder gleich der An­ zahl der Sensorelemente (6.1 bis 6.5) ist, und deren Anordnung derart ist, daß sich beim Vor­ beigang der Sensorelemente an einem Referenz­ punkt eine eindeutige Zuordnung der Referenz­ elemente (7.1. bis 7.5) zu den Sensorelementen (6.1 bis 6.5) ergibt.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Trag- und Füh­ rungsschiene für die Automaten (A1 bis A3) eine Schiene (1) mit Doppel-T-Profil dient, an deren Obergurt (1.1) die Antriebsrollen eines mit dem Automaten verbundenen Antriebsaggregats (4) an­ greifen, während an der einen Seite des Steges (1.3) das schienengebundene Leitersystem (2) und an der anderen Seite des Steges (1.3) eine Halterungsschiene (1.4) zur lösbaren Befesti­ gung von Halterungen (7) für die Referenzelemente (7.1 bis 7.5) angeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das schienenge­ bundene Leitersystem (2) einen weiteren Schleif­ leiter (B1) aufweist, der in vorgegebene von einander isolierte Längenabschnitte unterteilt ist, und jeder Automat (A1 bis A3) eine zusätz­ liche Sicherheitseinrichtung aufweist, die über einen Schleifkontakt (SK1.3, SK2.3) mit den Längenabschnitten des weiteren Schleifleiters (B1) Kontakt hat, wobei diese Sicherheitsein­ richtung Vorrichtungen zur Abgabe eines Span­ nungssignals an den Schleifkontakt (SK1.3) und/ oder Vorrichtungen zur Erkennung eines Spannungs­ signals am Schleifkontakt (SK2.3) aufweist.