EP0153350A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung der arbeitsstellen einer textilmaschine. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überwachung der arbeitsstellen einer textilmaschine.

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EP0153350A1
EP0153350A1 EP84903046A EP84903046A EP0153350A1 EP 0153350 A1 EP0153350 A1 EP 0153350A1 EP 84903046 A EP84903046 A EP 84903046A EP 84903046 A EP84903046 A EP 84903046A EP 0153350 A1 EP0153350 A1 EP 0153350A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal processing
processes
yarn
processor
monitoring points
Prior art date
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EP84903046A
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English (en)
French (fr)
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EP0153350B1 (de
Inventor
Peter F Aemmer
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Zellweger Uster AG
Original Assignee
Zellweger Uster AG
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Publication date
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Application filed by Zellweger Uster AG filed Critical Zellweger Uster AG
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Publication of EP0153350A1 publication Critical patent/EP0153350A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0153350B1 publication Critical patent/EP0153350B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices

Definitions

  • the invention relates to a method for the simultaneous monitoring of the yarn quality at a plurality of similar monitoring points of a textile machine, in which a measuring element and processors assigned to the measuring elements are used for processing the signals delivered by the measuring elements for each monitoring point, whereby the different signal processing processes for the individual monitoring stations are carried out at different repetition rates.
  • Methods of this type are used, inter alia, on yarn cleaning and yarn quality monitoring systems for alternative spinning processes such as rotor spinning and the like.
  • alternative spinning processes such as rotor spinning and the like.
  • yarn defects such as short thick spots, coarse threads and thin spots, periodic and aperiodic error chains, number deviations and deviations in yarn uniformity can occur. Since the yarn speed in alternative spinning processes is only about 10% of that in rewinding, the error rates per unit length are about one order of magnitude smaller and less about two orders of magnitude less per time unit.
  • the invention is intended to enable inexpensive monitoring of all types of errors.
  • this object is achieved by assigning a common processor to several measuring devices, and by combining signal processing processes with the same repetition rates into classes and nesting classes into one another in such a way that the corresponding ones are related to the individual monitoring points Repeat signal processing processes at least approximately periodically. It is obvious that the replacement of one evaluation unit per measuring element by a processor assigned to several measuring elements represents a cost-effective solution which creates the conditions for monitoring all types of errors. In addition, the combination of signal processing processes with the same repetition rate into classes and their specified nesting enables a uniform utilization of the capacity of the processor, or in other words, this capacity does not need to be aligned to the load peaks, but to a value which is significantly below them.
  • the individual classes of signal processing processes are interleaved in such a way that processes with the highest repetition rate run cyclically for all and those with a slow repetition rate only for a maximum of a few monitoring points.
  • the invention further relates to a device for performing the above-mentioned method, each with a measuring element for the individual monitoring points and with processors for processing the signals supplied by the measuring elements.
  • each processor is assigned to a plurality of measuring devices and that the processors are assigned a common central device and connected to them via a communication channel, and that each processor has a multiplexer controlled by a timer for cyclical use Sampling of the output signals of the measuring elements assigned to this processor.
  • Fig.la, lb, lc a schematic section of a chronological sequence of the most important signal processing processes
  • Fig.2 the block diagram of a possible embodiment of a device according to the invention.
  • FIGS. 1 to 1 c which are to be thought of as lined up on their narrow sides, shows the most important signal processing processes running in a processor. It is assumed that this processor is assigned to a group of 24 monitoring points and thus measuring heads.
  • zone 100 The processes shown in zone 100 are according to legend 30 in Fig.la
  • OMPI divided into three classes characterized by different hatching: in processes 31 of class I, in processes 32 of class II and in processes 33 of class III.
  • the synchronization symbol 402 triggers the time-critical processes 31 (class I), the synchronization symbol 502 the time-critical processes 32 (class II) and the synchronization symbol 602 the time-critical processes 33 (class III).
  • These synchronization characters 402, 502 and 602 occur periodically, with a periodicity T corresponding to a yarn length of 5 mm.
  • the processes in class I relate, among other things, to the analysis of short yarn errors which require a scanning rate of 5 mm yarn run, for example, short thick spots and periodic and aperiodic error chains.
  • the processes 32 of class II which are designated 701, 702 and 703, run with respect to the individual monitoring points at a repetition rate that is only that of the processes 31. These processes include analyzes for coarse threads and long thin spots. In relation to the thread run, they therefore run at a repetition rate of 4 cm. This reduced repetition rate is achieved (while maintaining the periodicity per monitoring point) by alternating the monitoring points 1 to 3, 4 to 6, 7 to 9,, 22 to 24.
  • the processes 33 of class III run with a repetition rate that has been reduced even further, that is to say every 32 cm in relation to the yarn run.
  • the following can be considered here: analyzes of number deviations as well as the sending and receiving of data packets in communication with the central control unit and possibly other groups.
  • the sending and receiving of data packets with processes 33 of class III is to be understood such that a packet is exchanged (sent or received) each time in the rhythm of the repetition rate of class I.
  • each can be a permanently formatted package from a structured stock of 64 such packages, which are exchanged cyclically one after the other.
  • a packet that contains similar information is accordingly only transmitted every 64 times, ie every 32 cm cooking cycle. This principle can be varied within wide limits and adapted to current needs without departing from the inventive idea.
  • the reduction of the data rate to - $ and the associated decimation is an auxiliary function that has to be carried out separately for the yarn signal of each monitoring point.
  • a corresponding decimation algorithm must therefore be run before or after the respective algorithm for class I signal analysis in preparation for the class II signal analysis.
  • the procedure is analogous for data reduction and preparation of class III signal analysis.
  • the management of address pointers, of storage locations for the intermediate storage of intermediate results and the waiting for synchronization signals and their acceptance are mentioned as auxiliary and additional functions which cannot be assigned to the individual monitoring points.
  • the auxiliary function 102 prepares the waiting character interval 302 for the synchronization character 402, which then triggers the processes 31 of class I for the 24 monitoring points.
  • the next following synchronization symbol 402 for the processes 31 is then received after the period T corresponding to a yarn length of 5 mm, whereupon the processes 31 are triggered for all 24 monitoring points.
  • the auxiliary function 103 prepares the waiting character interval 303 for the synchronization character 502, which triggers the processes 32 of class II, designated 701, for the monitoring points 1 to 3.
  • the synchronization symbol 502 following after the period T then triggers the processes 32 designated 702 for the monitoring points 4 to 6, and so on.
  • FIG. 2 shows a central processing unit 51 and a processor 53 connected to it via a communication channel 80, generally several processors 53 being connected to the communication channel 80 and each of these processors 53 serving a number of similar monitoring points.
  • the processor 53 is fed by 24 (analog) yarn signals 55, which are supplied by sensors attached to the textile machine (Measuring heads) known technology.
  • the processor 53 has on the machine side 24 outputs 56 for shutdowns and ⁇ times 24 outputs 57 for alarm signals.
  • An output 56 for shutdown and n outputs 57 for alarm signals are therefore provided for each monitoring point.
  • the outputs 56 serve to interrupt the fiber feed or to trigger a cleaner cut
  • the outputs 57 serve to display the type of yarn defects discovered at the corresponding monitoring point, the state of the monitoring point and similar parameters and information.
  • the processor 53 is constructed using known microprocessor technology and contains at its heart a microprocessor 58 which is connected to an address, data and control line bus (A, D, S) and receives its clock from an external timer 59.
  • a decoder 60 is used to decode addresses of individual modules.
  • the yarn signals are passed via an analog multiplexer 61 controlled by the timer 59 to an A / D converter 62, from where they are called up by the microprocessor 58.
  • the shutdown and alarm signals 56, 57 are emitted to the outside world via a driver 63.
  • a special communication processor 64 handles the packet-by-packet data traffic between communication channel 80 and microprocessor 58.
  • Communication with the central unit 51 takes place serially on a separate line for transmission and reception, communication with the microprocessor 58 takes place in parallel via transmission and reception registers. which are loaded or read by the microprocessor 58. Transmission and reception are controlled by the timer 59.
  • the functions carried out by the processor 53 are those which arise during the stationary running operation of the textile machine. If this textile machine is, for example, a rotor spinning machine with typically 200 or more spinning positions, then it processes the same yarn quality on all spinning positions, ie the values of the setting parameters for all spinning positions are the same.
  • the rotor spinning machine is operated by a single moving piecing machine, so that piecing or splicing, that is to say a function during the start-up or in the beginning of the stationary running operation of the spinning machine, only takes place at a single spinning station. For this reason, the measuring head of the respective spinning station is connected to the central unit 51 in the start-up state and, after the stationary running mode has been reached, is switched off and switched back to the corresponding processor 53.
  • the intrusion of Ueberwachungsstelle a machine position on the Gott ⁇ is located in the start-up state unit 51 via ei 'ne by the microprocessor 58 controlled relay bank 65; the yarn signal 66 is sent to the central unit 51 as an analog signal.
  • the • • functions of error analysis and error handling in stationary operation can be divided into two categories: In processes of a first category that run synchronously with the yarn run, this is the analysis for suspected errors (processes of the three classes in zone 100 of Fig .l), and in processes of a second category that do not necessarily run synchronously with the thread run, these are the decisions about interventions to be initiated and alarms to be triggered.
  • the processes in the first category are carried out by the processor 53, those in the second category by the central unit 51, which sends appropriate signals for an alarm 67 and commands for interventions 68 to the central control of the textile machine. - 10 -
  • the central unit 51 is constructed using known microprocessor technology, so that a special explanation is unnecessary here. Connections to input stations, data systems, etc., which are known from the prior art and are readily possible, are not shown since they do not form the subject of the invention.
  • the communication channel 80 is designed as a bus system according to FIG.
  • the messages to be exchanged between processor 53 and central unit 51 (FIG. 1, line 201) are transmitted digitally in serial fashion on two directional lines 82, 83.
  • a special clock line 81 is used for synchronization.
  • the analog yarn signal 66 of a machine position in the start-up stage is transmitted to the central unit 51 as an analog voltage via a common line 84.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filamentary Materials, Packages, And Safety Devices Therefor (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Arbeitsstellen einer Textilmaschine.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Ueberwachung der Garn¬ qualität an einer Vielzahl gleichartiger Ueberwachungsstellen einer Textilma¬ schine, bei welchem für jede Ueberwachungsstelle ein Messorgan sowie den Mess¬ organen zugeordnete Prozessoren zur Verarbeitung der von den Messorganen ge¬ lieferten Signale verwendet werden, wobei die verschiedenen SignalVerarbeitungs¬ prozesse für die einzelnen Ueberwachungsstelleπ mit verschiedenen Wiederholungs¬ raten ablaufen.
Verfahren dieser Art werden unter anderem an Garnreinigungs- und Garnqualitäts¬ überwachungsanlagen für alternative Spinnverfahren wie Rotorspinnen und der¬ gleichen angewendet. Dabei können zusätzlich zu den bekannten Garnfehlern, wie kurze Dickstellen, Grobfäden und Dünnstellen, noch periodische und aperiodische Fehlerketten, Nummernabweichungen und Abweichungen der Garngleich ässigkeit auftreten. Da die Garngeschwindigkeit bei alternativen Spinnverfahren nur etwa 10% derjenigen beim Umspulen beträgt, sind die Fehlerhäufigkeiten pro Längen¬ einheit um etwa eine Grössenordπung kleiner und pro Zeiteinheit um etwa zwei Grössenordnungen seltener.
Bei Anwendung bekannter Methoden der digitalen Signalverarbeitung zur Analyse der Signale der Messorgane ist es beispielsweise zur Erkennung von kurzen Dick- steilen sowie von periodischen und aperiodischen Fehlerketten notwendig, dafür geeignete Algorithmen alle 5 mm pro Länge des durchgelaufenen Garns ablaufen zu lassen unter Verwendung von Messwerten, die zum durchschnittlichen Querschnitt bzw. Durchmesser von etwa 5 mm Garn proportional sind. Für die Erkennung von Grobfäden oder langen Dünnstellen genügt es, geeignete Algorithmen nur alle 10 bis 20 cm anzusetzen unter Verwendung von Durchschnitts werten des Garnquerschnitts bzw. -durchmessers über die letzten 10 bis 20 cm, und die Erkennung von Nummernabweichungen ist sogar nur sinnvoll, wenn zur Analyse Durchschnittswerte über jeweils mehrere Meter verwendet werden. Die genannten Algorithmen oder SignalVerarbeitungsprozesse müssen also pro Ueber- wachungsstelle zeitkritisch nach einem festen Takt ablaufen, einzelne mit einer hohen, andere mit einer eine oder mehrere Grössenordnungen langsameren Wieder¬ holungsrate.
Bekannte bisherige Lösungsansätze basieren auf dem herkömmlichen strukturellen Aufbau von Garnreinigungsanlagen, wo pro Ueberwachungsstelle je ein Messkopf und je eine diesem zugeordnete Auswerteeinheit vorgesehen ist. Wenn mit diesem
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Aufbau möglichst alle Fehlerarten erfasst werden sollen, dann wird die An¬ ordnung ausserordentlich teuer; sollen aber die Kosten der Anordnung in einem vertretbaren Rahmen bleiben, dann können unter Umständen nicht alle Fehler¬ arten erfasst werden.
Durch die Erfindung soll nun eine kostengünstige Ueberwachung aller Fehler¬ arten ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man jeweils mehreren Messorganen einen gemeinsamen Prozessor zuordnet, und dass man Signalverarbei- tungsprozesse mit gleichen Wiederholungsraten zu Klassen zusammenfasst und dies Klassen in ihrem Ablauf so ineinander verschachtelt, dass sich, bezogen auf die einzelnen Ueberwachungsstellen, die entsprechenden Signalverarbeitungsprozesse zumindest angenähert periodisch wiederholen. Es liegt auf der Hand, dass die Ersetzung der einen Auswerteeinheit pro Mess¬ organ durch einen mehreren Messorganen zugeordneten Prozessor eine kosten¬ günstige Lösung darstellt, die die Voraussetzungen für die Ueberwachung aller Fehlerarten schafft. Darüber hinaus ermöglicht die Zusammenfas¬ sung von Signalverarbeitungsprozessen mit gleicher Wiederholungsrate zu Klassen und deren angegebene Verschachtelung eine gleichmässige Ausnützung der Kapazitä des Prozessors, oder mit anderen Worten, man braucht diese Kapazität nicht auf die Belastungsspitzen auszurichten, sondern auf einen wesentlich unter diesen liegenden Wert.
Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsge ässen Verfahrens nimmt man die Verschachtelung der einzelnen Klassen von Sigπalverarbeitungsprozessen so vor, dass Prozesse mit der höchsten Wiederholungsrate zyklisch für alle und solche mit einer langsamenWiederholungsrate jeweils nur für höchstens wenige Ueberwachungsstellen ablaufen.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, mit je einem Messorgan für die einzelnen Ueberwachungsstellen und mit Prozessoren zur Verarbeitung der von den Messorganen gelieferten Signale.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pro¬ zessor jeweils einer Mehrzahl von Messorganen und dass den Prozessoren ein gemeinsames Zentralgerät zugeordnet und mit diesen über einen Kommunikations- kanal verbunden ist, und dass jeder Prozessor einen von einem Zeitgeber ge¬ steuerten Multiplexer zur zyklischen Abtastung der Ausgangssignale der diesem Prozessor zugeordneten Messorgane aufweist. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der
Figuren näher erläutert; es zeigen:
Fig.la,lb,lc einen schematischen Ausschnitt aus einem zeitlichen Ablauf der wichtigsten SignalVerarbeitungsprozesse, und Fig.2 das Blockschema einer möglichen Ausführungsform einer erfindungs- gemässen Vorrichtung.
Das zeitliche Ablaufdiagramm der Fig.la bis 1c, welche an ihren Schmalseiten aneinandergereiht zu denken sind, zeigt die wichtigsten in einem Prozessor ab¬ laufenden SignalVerarbeitungsprozesse. Dabei ist angenommen, dass dieser Pro¬ zessor einer Gruppe von 24 Ueberwachungsstellen und damit Messköpfen zuge¬ ordnet ist.
In der oberen Zone 100 des Ablaufdiagramms sind diejenigen Prozesse dargestellt die zur Analyse der von den Messköpfen hergeleiteten Signale dienen, welche den auf der Ordinate eingetragenen Ueberwachungsstellen 1 bis 24 zugeordnet sind. Im unteren Teil ist in einer ersten Zeile 101 die zeitliche Anordnung von Pro- zessen'für Hilfs- und Zusatzfunktionen 102 bis 111, in einer zweiten Zeile 201 die zeitliche Anordnung von Prozessen 202 bis 204 zur Vorbereitung und Verar¬ beitung von Meldungen im Zusammenhang mit dem gegenseitigen Austausch der Er¬ gebnisse zwischen verschiedenen Prozessen, in einer dritten Zeile 301 die zeit¬ liche Anordnung von Wartezeit!*ntervallen 302 bis 311 auf Synchronisationszeiche und in den Zeilen 401, 501 und 601 die zeitliche Anordnung dieser Synchroni¬ sationszeichen 402, 502, 502 dargestellt.
Die in der Zone 100 dargestellten Prozesse sind gemäss der Legende 30 in Fig.la
OMPI in drei durch unterschiedliche Schraffüren gekennzeichnete Klassen eingeteilt: In Prozesse 31 der Klasse I, in Prozesse 32 der Klasse II und in Prozesse 33 der Klasse III. Das Synchronisationszeichen 402 stösst jeweils die zeitkriti¬ schen Prozesse 31 (Klasse I) an, das Synchronisationszeichen 502 die zeitkri¬ tischen Prozesse 32 (Klasse II) und das Synchronisationszeichen 602 die zeit¬ kritischen Prozesse 33 (Klasse III). Diese Synchronisationszeichen 402, 502 und 602 fallen periodisch an, und zwar mit einer Periodizität T entsprechend einer Garnlänge von 5 mm.
Die Prozesse 31 der Klasse I betreffen unter anderem die Analyse kurzer Garn¬ fehler, die eine Abtastrate von beispielsweise 5 mm Garnlauf benötigen, also kurze Dickstellen sowie periodische und aperiodische Fehlerketten.
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Die Prozesse 32 der Klasse II, die mit 701, 702 und 703 bezeichnet sind, laufen bezogen auf die einzelnen Ueberwachungsstellen mit einer Wiederholungs¬ rate, die nur -- derjenigen der Prozesse 31 beträgt. Zu diesen Prozessen ge¬ hören Analysen auf Grobfäden und lange Dünnstellen. Bezogen auf den Garnlauf laufen sie somit mit einer Wiederholungsrate von 4 cm. Diese reduzierte Wieder¬ holungsrate wird erreicht (unter Wahrung der Periodizität pro Ueberwachungs- stelle), indem abwechselnd die Ueberwachungsstellen 1 bis 3, 4 bis 6, 7 bis 9, , 22 bis 24 an die Reihe kommen.
Schliesslich laufen die Prozesse 33 der Klasse III, von denen der Prozess 801 eingezeichnet ist, mit einer nochmals auf -r reduzierten Wiederholungsrate ab, bezogen auf den Garnlauf also alle 32 cm. Hier kommen in Frage: Analysen auf Nummernabweichungen sowie das Senden und Empfangen von Datenpaketen im Verkehr mit der zentralen Steuereinheit und gegebenenfalls anderen Gruppen. Das Senden und Empfangen von Datenpaketen mit Prozessen 33 der Klasse III ist so zu verstehen, dass im Rhythmus der Wiederholungsrate der Klasse I jedesmal ein Paket ausgetauscht (gesendet oder empfangen) wird. Gemäss dem dargestell¬ ten Beispiel kann es sich um je ein fest formatiertes Paket aus einem struk¬ turierten Vorrat von 64 solcher Pakete handeln, die zyklisch nacheinander ausgetauscht werden. Ein Paket also, das einegleichartige Information (Einstell¬ parameter oder Abstellbefehle für gewisse Ueberwachungsstellen) enthält, kommt demgemäss nur alle 64mal, d.h. alle 32 cm Garπlauf zur Uebertragung. Dieses Prinzip lässt sich ohne Abweichung vom erfinder schen Gedanken in weiten Grenzen variierenund aktuellen Bedürfnissen anpassen.
Zur Durchführung des umfangreichen Multiplexverfahrens sind die verschiedenen in Zeile 101 dargestellten Hilfsfuπktioneπ 102 bis 111 nötig: Zum Umschalten auf die einzelnen Ueberwachungsstellen, zur Datenreduktion (Durchschm'ttsbil- dung, verallgemeinert: Dezimation), zum Initialisieren und zum Durchführen und Analysieren des Datenverkehrs, usw. Unter der Annahme, dass diese Zusatz- fuπktionen vom genannten Prozessor durchgeführt werden, müssen sie zweckmäs- sigerweise ebenfalls einer der drei Klassen zugeordnet sein.
Beispielsweise ist die Reduktion der Datenrate auf -$ und die zugehörige Dezimation eine Hilfsfunktion, die für das Garnsignal jeder Ueberwachungs- stelle getrennt durchgeführt werden muss. Ein entsprechender Dezimationsalgo- rithmus ist somit vor oder nach dem jeweiligen Algorithmus zur Signalanalyse der Klasse I als Vorbereitung für die Signalanalysen der Klasse II ablaufen zu lassen. Sinngemäss ist für die Datenreduktion und Vorbereitung der Signal- aπalyse der Klasse III vorzugehen. Als Hilfs- und Zusatzfunktionen, die nicht den einzelnen Ueberwachungsstellen zuzuordnen sind, sei die Verwaltung von Adresszeigern, von Speicherplätzen zur Zwischenspeicherung von Zwischenresultaten sowie das Warten auf Synchroni¬ sationssignale und deren Entgegennahme erwähnt.
Beispielsweise bereitet die Hilfsfunktion 102 das Wartezeichenintervall 302 für das Synchronisationszeichen 402 vor, welches dann die Prozesse 31 der Klasse I für die 24 Ueberwachungsstellen auslöst. Das nächstfolgende Synchro¬ nisationszeichen 402 für die Prozesse 31 wird dann nach der einer Garnlänge von 5 mm entsprechenden Periode T empfangen, worauf wiederum die Prozesse 31 für alle 24 Ueberwachungsstellen ausgelöst werden.
Die Hilfsfunktion 103 bereitet das Wartezeichenintervall 303 für das Synchro¬ nisationszeichen 502 vor, welches die mit 701 bezeichneten Prozesse 32 der Klasse II für die Ueberwachungsstellen 1 bis 3 auslöst. Das nach der Periode T nächstfolgende Synchronisationszeichen 502 löst dann die mit 702 bezeich¬ neten Prozesse 32 für die Ueberwachungsstellen 4 bis 6 aus, und so weiter.
Das Blockschema von Fig. 2 zeigt eine Zentraleinheit 51 und einen mit dieser über einen Kommunikationskanal 80 verbundenen Prozessor 53, wobei im allgemei¬ nen mehrere Prozessoren 53 an den Kommunikationskanal 80 angeschlossen sind und jeder dieser Prozessoren 53 eine Anzahl gleichartiger Ueberwachungsstellen bedient.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Prozessor 53 von 24 (analogen) Garnsignalen 55 gespeist, die von auf der Textilmaschine angebrachten Sensoren (Messköpfen) bekannter Technik abgegeben werden. Der Prozessor 53 hat maschi- πenseitig 24 Ausgänge 56 für Abstellungen und π mal 24 Ausgänge 57 für Alarm¬ signale. Es sind also pro Ueberwachungsstelle ein Ausgang 56 für Abstellung und n Ausgänge 57 für Alarmsignale vorgesehen. Die Ausgänge 56 dienen zur Unterbrechung der Faserzufuhr oder zum Auslösen eines Reinigerschnittes, die Ausgänge 57 dienen zur Anzeige der Art der an der entsprechenden Ueberwachungs¬ stelle entdeckten Garnfehler, des Zustands der Ueberwachungsstelle-und ähnliche Parameter und Angaben.
Der Prozessor 53 ist in Mikroprozessortechnik bekannter Art aufgebaut und ent¬ hält als Herzstück einen Mikroprozessor 58, der mit je einem Adress-, Daten- und Steuerleitungsbus (A,D,S) verbunden ist und seinen Takt von einem externen Zeitgeber 59 erhält. Ein Decoder 60 dient zur Decodierung von Adressen einzelne Module. Die Garnsignale werden über einen vom Zeitgeber 59 gesteuerten Analog- multiplexer 61 auf einen A/D-Wandler 62 geleitet, von wo sie vom Mikroprozessor 58 abgerufen werden. Die Abstell- und Alarmsignale 56, 57 werden über einen Treiber 63 an die Aussenwelt abgegeben.
Ein spezieller Kommunikationsprozessor 64 bewerkstelligt den paketweiseπ Datenverkehr zwischen Kommuni ationskanal 80 und Mikroprozessor 58. Die Kom¬ munikation mit der Zentraleinheit 51 erfolgt seriell auf je einer getrennten Leitung für Senden und Empfangen, die Kommunikation mit dem Mikroprozessor 58 erfolgt parallel über Sende- und Empfangsregister, die vom Mikroprozessor 58 geladen beziehungsweise gelesen werden. Senden und Empfangen werden vom Zeitgeber 59 gesteuert. Die vom Prozessor 53 erledigten Funktionen sind solche, die im stationären Laufbetrieb der Textilmaschine anfallen. Wenn diese Textilmaschine beispiels¬ weise eine Rotorspinnmaschine mit typisch 200 und mehr Spinnstellen ist, dann verarbeitet sie auf allen Spinnstellen dieselbe Garnqualität, d.h. die Werte der Einstellparameter für alle Spinnstellen sind jeweils gleich. Die Rotor¬ spinnmaschine wird von einer einzigen wandernden Anspinn aschine bedient, sodass das Anspinnen oder Spleissen, also eine Funktion im Anlauf oder im beginnenden stationären Laufbetrieb der Spinnmaschine, jeweils nur an einer einzigen Spinnstelle stattfindet. Deswegen wird im Anlaufzustand der Messkopf der jeweiligen Spinnstelle an die Zentraleinheit 51 aufgeschaltet und nach Erreichen des stationären Laufbetriebs von dieser wieder ab- und auf den ent¬ sprechenden Prozessor 53 umgeschaltet. Das Aufschalten der Ueberwachungsstelle einer sich im Anlaufzustand befindlichen Maschinenposition auf die Zentral¬ einheit 51 erfolgt über ei'ne vom Mikroprozessor 58 gesteuerte Relais-Bank 65; das Garnsignal 66 wird als Analogsignal an die Zentraleinheit 51 geleitet.
Die • • Funktionen der Fehleranalyse und Fehlerbehand¬ lung im stationären Laufbetrieb können in zwei Kategorien eingeteilt werden: In Prozesse einer ersten Kategorie, die synchron mit dem Garnlauf ablaufen, das ist die Analyse auf Fehlerverdacht (Prozesse der drei Klassen in der Zone 100 von Fig.l), und in Prozesse einer zweiten Kategorie, die nicht zwingend synchron mit dem Garnlauf ablaufen, das sind die Entscheidungen über einzu¬ leitende -Eingriffe und auszulösende Alarme. Die Prozesse der ersten Kategorie werden vom Prozessor 53 erledigt, diejenigen der zweiten Kategorie von der Zentraleinheit 51, welche entsprechende Signale für einen Alarm 67 und Befehle für Interventionen 68 an die zentrale Steuerung der Textilmaschine abgibt. - 10 -
Die Zentraleinheit 51 ist in bekannter Mikroprozessortechnik aufgebaut, so- dass sich hier eine spezielle Erläuterung erübrigt. Verbindungen zu Eingabe¬ stationen, Datensystemen, usw., die aus dem Stand der Technik bekannt und ohne weiteres möglich sind, sind nicht eingezeichnet, da sie nicht Gegenstand der Erfindung bilden.
Der Kommuπikationskanal 80 ist gemäss Fig. als Bussystem konzipiert. Die Uebermittlung der zwischen Prozessor 53 und Zentraleinheit 51 auszutauschenden Meldungen (Fig.l, Zeile 201) erfolgt digital seriell auf zwei richtuπgsgetreππ- ten Leitungen 82,83. Eine spezielle Taktleitung 81 dient zur Synchronisation. Die Uebertragung des analogen Garnsignals 66 einer sich im AnlaufStadium be¬ findlichen Maschinenposition an die Zentraleinheit 51 erfolgt als Analog¬ spannung über eine gemeinsame Leitung 84.
Die physische Trennung der Funktionen "Fehleranalyse und Fehlerbehandlung im stationären Laufbetrieb" und "Fehleranalyse und Fehlerbehandlung im Anlauf¬ betrieb-" bringt gegenüber herkömmlichen Verfahren eine beträchtliche Vermin¬ derung des Aufwands bei der schaltungstechnischen Realisierung: Die Abtastung der Garnsignale muss in einem starren Takt (alle 5 bis 10 mm Garnlauf) vor sich gehen, wobei die Fehleranalyse im Laufbetrieb nach relativ einfachen Kri¬ terien erfolgt und die Fehleranalyse im An!aufzustand (Untersuchung auf an¬ geschnittene Doppelfaden, Grobfäden und Dünnstellen) dagegen komplizierter und aufwendiger ist. Die Verminderung des Aufwands ergibt sich bei der genannte Trennung der beiden Funktionen dadurch, dass für die aufwendigere Funktion nur eine Vorrichtung erforderlich ist. Eine weitere Verminderung des Aufwands ergibt sich durch die Aufteilung der Funktion "Fehleranalyse und Fehlerbehandlung im stationären Laufbetrieb" in synchron mit dem Garnlauf ablaufende Prozesse der ersten Kategorie (Analyse auf Fehlerverdacht) und in nicht zwingend synchron ablaufende Prozesse der zweiten Kategorie (Entscheidung über einzuleitende Eingriffe und auszulösende Alarme). Denn die Analyse auf Fehlerverdacht erfolgt nach sehr einfachen Kriterien und endet meist negativ. Dagegen benötigen die Kriterien zur Aus¬ lösung eines Alarms und/oder zur Abstellung einer Maschinenposition zusätz¬ liche Merkmale, die nur bei positivem Fehlerverdacht zu berücksichtigen sind. Zwar ist die Auslösung von Abstellungen und Alarmen so. wie die Abtastung der Garnsignale ebenfalls zeitkritisch, es sind aber Verzögerungen von 10 bis 20 cm und mehr (bezogen auf den Garnablauf) durchaus zulässig, da bei Abstel¬ lung und nachfolgendem Wiederanlauf ohnehin mindestens 1 m Garn entfernt wird. Da ausserdem bei den in Frage kommenden Textilmaschinen Garnfehler sehr sel¬ tene Ereignisse sind, ist eine gemeinsame Behandlung der "Fehlerverdachte" in der für mehrere Prozessoren 53 und viele Ueberwachungsstellen zuständigen gemeinsamen Zentraleinheit 51 sinnvoll.
Es sind heute billige Ein-Chip-Mikroprozessoren auf dem Markt erhältlich, die sich hervorragend für die Realisierung eignen. Bei den betrachteten Textil¬ maschinen liegen die Garnabiaufgeschwindigkeiten heute bei maximal etwa 150 m/min. Das erlaubt die Bedienung von 12 bis 24 Ueberwachungsstellen mit einem einzigen Prozessor, wenn man diesen nur für die Analyse der am meisten zeitkritischen Kriterien (Fehlerverdacht) einsetzt. Eine derartige Anzahl von Ueberwachungsstellen (Maschinenpositionen) ist auch textiltechnisch sinnvoll und entspricht einer üblichen "Sektion". Der zusätzliche Aufwand für den Austausch der Datenpakete zwischen den beiden Kategorien von Prozessen ist minim, da es heute billige Ein-Chip-Mikroprozes¬ soren auf dem Markt gibt, wo die benötigten Kommuπikationsprozessoren für bit¬ serielle Uebertragung hardware-mässig auf dem selben Chip integriert sind. Die spezifizierten Datenraten sind so hoch, dass ein Bus-Verfahren problemlos möglich ist.
Die Verschachtelung der Fehlerverdachtsanalyse auf lange Grobfäden und Dünn¬ stellen ermöglicht eine effiziente Behandlung dieser Fehlerarten. Aufgrund des Abtasttheorems (Nyquist) ist bei digitaler SignalVerarbeitung eine Ab¬ tast- und Verarbeitungsrate in der Grössenordnuπg von lediglich 5 bis 10 cm Garnlauf notwendig. Dadurch, dass abwechselnd nur ein Teil aller Ueberwachungs¬ stellen "zwischendurch" bearbeitet wird, lässt sich die Auslastung des ver¬ wendeten Prozessors 53 zeitlich ausgleichen,-ohne dass man auf die Periodizi¬ tät der Verarbeitung verzichtet. Daraus ergibt sich als praktische Konsequenz, dass man mit einem gegebenen Prozessor bei vorgegebener Garnlaufgeschwindig- keit mehr Ueberwachungsstellen gleichzeitig bearbeiten kann als ohne diese Verschachtelung.

Claims

PATENTANSPRUECHE
1. Verfahren zur gleichzeitigen Ueberwachung der Garnqualität an einer Viel¬ zahl gleichartiger Ueberwachungsstellen einer Textilmaschine, bei welchem für jede Ueberwachungsstelle ein Messorgan sowie den Messorganeπ zugeord¬ nete Prozessoren zur Verarbeitung der von den Messorganen gelieferten Signale verwendet werden, wobei die verschiedenen Signalverarbeituπgs- prozesse für die einzelnen Ueberwachungsstellen mit verschiedenen Wieder¬ holungsraten ablaufen, dadurch gekennzeichnet, dass man jeweils mehreren Messorganen einen gemeinsamen Prozessor (53) zuordnet, und dass man die Signalverarbeitungsprozesse mit gleichen Wiederholungsraten zu Klassen (31,32,33) zusammenfasst und diese Klassen in ihrem Ablauf so ineinander verschachtelt, dass sich, bezogen auf die einzelnen Ueberwachungsstellen, die entsprechenden SignalVerarbeitungsprozesse zumindest angenähert .periodisch wiederholen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verschach¬ telung der einzelnen Klassen (31,32,33) von Signalverarbeitungsprozessen so vornimmt, dass Prozesse mit der höchsten Wiederholungsrate zyklisch für alle und solche mit einer langsamen Wiederholungsrate jeweils nur für höchstens wenige Ueberwachungsstellen ablaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 2 zur Analyse der Signale der Messorgane durch die Prozessoren (53) auf Merkmale von kurzen und langen Fehlern, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Analysen auf die kurzen und langen Fehler je mit einer angenähert dem umgekehrten Verhältnis der Bezugslängen der jeweiligen Merkmale entsprechenden Häufigkeit durchgeführt werden.
OMPI
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysen der Signale der Messorgane auf Merkmale langer Garnfehler mit einer bezogen auf die Garnlänge künstlich reduzierten Abtastrate und mit entsprechenden Durchschnittswerten durchgeführt werden, und dass der Reduktionsfaktor der Abtastrate angenähert dem Verhältnis zwischen den Bezugslängen der Merkmale der langen und kurzen Fehler entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass pro Abtastinter- vall (T ) sämtliche Ueberwachungsstellen in zyklischer Folge auf die Merkmale kurzer Fehler und entsprechend dem Reduktionsfaktor der Abtast¬ rate jeweils nur Teilmengen der Ueberwachungsstellen für sich und unter¬ einander in zyklischer Folge auf die Merkmale langer Fehler analysiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Messorgane auf Merkmale extrem langer Garnfehler mit einer nochmals redu¬ zierten Abtastrate analysiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Prozessoren (53) zur Verarbeitung der zu ineinander verschachtelten Klassen (31,32,33) zusammengefassten Signalverarbeitungsprozesse zur Fehler analyse und Fehlerbehandlung im stationären Laufbetrieb verwendet, und dass man eine zusätzliche spezielle Anordnung (51) zur Fehleranalyse und Fehler¬ behandlung im Anlauf und im beginnenden stationären Laufbetrieb vorsieht, auf welche man jede sich im Anlaufzustand befindliche Ueberwachungsstelle aufschaltet und nach Erreichen des stationären Laufbetriebs wieder abschalte
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Signalver¬ arbeitungsprozesse zur Fehlerbehandlung und Fehleranalyse im stationären Laufbetrieb in solche, die synchron, und in solche, die nicht zwingend syn¬ chron mit dem Garnlauf ablaufen, aufteilt, und dass man die Behandlung der letzteren Kategorie von Signalverarbeitungsprozessen mit der zusätzlichen speziellen Anordnung (51) vornimmt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit je einem Messorgan für die einzelnen Ueberwachungsstellen und mit Prozessoren zur Verarbeitung der von den Messorganen gelieferten Signale, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass jeder Prozessor (53) jeweils einer Mehrzahl von Messorganen und dass den Prozessoren ein gemeinsames Zentralgerät (51) zugeordnet und mit diesen über einen Kommunikationskanal (80) verbunden ist, und dass jeder Prozessor einen von einem Zeitgeber (59) gesteuerten Multiplexer (61) zur zyklischen Abtastung der Ausgangssignale der diesem Prozessor zugeordneten Messorgane aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoren (53) zur Fehleranalyse und Fehlerbehandlung im stationären Laufbetrieb vorgesehen sind und das Zentralgerät (51) zur Fehleranalyse und Fehler¬ behandlung im Anlauf und im beginnenden stationären Laufbetrieb ausgelegt ist, und dass die Signale des Messorgans einer sich im Anlaufzustand be¬ findlichen Ueberwachungsstelle über den jeweiligen Kommunikationskanal (80) zum Zentralgerät übertragen werden.
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