JPH1071704A - 駆動システムを動作する方法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents
駆動システムを動作する方法及びこの方法を実施する装置Info
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Abstract
する方法を提供する。 【解決手段】 駆動システムは、被制御駆動装置に対す
る複数の駆動コントローラを有する少なくとも2つの駆
動装置グループを備えている。駆動装置グループのこれ
ら駆動コントローラは、ローカル同期クロックにより駆
動バスを経て同期され、ローカル同期クロックは、駆動
制御手段を接続する駆動データネットワークを経てグロ
ーバルな同期クロックに等しくされる。グローバルな信
号による駆動装置のプラント規模の同期は、駆動システ
ムに実質上任意の数の駆動装置を設けられるようにす
る。所望値がグローバルな同期クロックに基づき駆動デ
ータネットワークを経て駆動制御手段間で好ましくは同
様に同期状態で送信される結果として、所望値の送信中
に時間的エラーは生じない。本発明は、好ましくは、ロ
ータリ印刷機に使用される。
Description
る。これは、請求項1の前文に記載の駆動システムを動
作する方法に基づく。更に、本発明は、この方法を実施
する装置に係る。
びロータリ印刷機である。好ましい用途は、非常に多数
の個々に駆動される印刷シリンダを有すると共に、融通
性のある生産容量を備えた新聞印刷用のロータリ印刷機
である。
fra」セミナーにおいて、ジュハカ・ンカイネン、ハ
ネウェルオイ、バルカウス、フィンランドによって提示
された論文のテキストから一般的形式の方法及び装置が
知られている。この提示されたシャフトレス駆動システ
ムにおいては、複数の駆動グループが設けられ、各駆動
グループは、駆動制御手段及び少なくとも1つの駆動装
置を備えている。駆動装置は、その一部分として、駆動
コントローラ及び少なくとも1つのモータを備えてい
る。駆動コントローラは、駆動バス(上記文献では、
「垂直SERCOSリング」と称される)を経て互いに
接続される。駆動制御手段(「プロセスステーション」
と称する)は、専用駆動データネットワークを経てリン
グの形態で接続される。駆動制御手段は、上位の制御ユ
ニットに接続される。SERCOS規格によれば、駆動
装置は、ローカル同期クロックを経て同期される。
システムに対する更に別の概念が、ドイツ公開公報DE
4214394A1に開示されている。この文献に開示
されたロータリ印刷機は、個々に駆動される印刷点グル
ープの形態の少なくとも2つの駆動グループを備えた駆
動システムを構成する。駆動グループは、駆動制御手段
と、少なくとも1つの駆動装置とを有し、駆動装置は、
モータと駆動コントローラとで構成される。駆動グルー
プは、それらの位置基準(マスターシャフト)を折り装
置から直接受け取る。駆動グループの駆動コントローラ
は、同様に駆動バスを経て接続される。駆動制御手段
は、データバスを経て互いに接続されると共に、オペレ
ーション及びデータ処理ユニットに接続される。所望の
値を前もって定義しそして印刷点グループを管理するこ
とは、このデータバスを経て行われる。
ラは、被駆動シャフトのトルク制御か、速度制御(回転
速度制御)か又は位置制御(角度位置制御)を行うこと
ができる。例えば、工作機械及び印刷機の駆動システム
の場合のように、角度同期の要求が高い場合には、位置
コントローラ(角度位置コントローラ)が使用されるの
が好ましい。
ル信号プロセッサが設けられるのが好ましい。このよう
な高速デジタル駆動コントローラは、位置制御の場合に
は、非常に短い計算時間、好ましくは250μs以下の
サイクルタイムで1つの制御サイクルを実行することが
できる。
3相モータが使用される。駆動電力は、好ましくは周波
数コンバータ機能を有する電力用電子回路を経て個々の
モータに供給される。電力用電子回路は、デジタル駆動
コントローラによって駆動される。
器、好ましくは、オプトエレクトロニック位置送信器が
設けられる。このような既知の高精度の実際値送信器の
信号分解能は、1回転(360°)当たり1,000,
000ポイント以上の範囲である。既知の実際値送信器
の実際に有用な測定精度は、1回転(360°)当たり
100,000ポイント以上の範囲である。
シャフトに取り付けることが多い。しかしながら、モー
タにより駆動される負荷に実際値送信器が取り付けられ
る構成も知られている。例えば、印刷機の場合には、高
分解能の位置送信器を被駆動印刷シリンダのトルク自由
端に取り付けるのが効果的である。
精度同期に対する決定的なファクタは、共通のクロック
により駆動装置を正確に同期することと、所定のクロッ
クフレームにおいて位置の所望値を駆動装置に繰り返し
供給することである。
ラがそれらの位置制御機能を時間的に厳密に同期して
(同時に)実行しそしてその際に所定の位置所望値を時
間的に一貫したやり方で(同時に)評価するように確保
する。
クが供給されると共に、所望値のデータが中央駆動制御
手段から高速駆動バスを経て供給されるような駆動シス
テムが知られている。
基づいて行われるのが好ましい。SERCOS規格は、
多数の駆動装置製造者により合意されたデータインター
フェイスで、駆動グループの駆動装置に対する同期及び
所望値送信をサポートするものである。
OSインターフェイスをもつ製品の簡単な概要(Brief o
verview of products with a SERCOS interface)」、第
2版、1995年10月、Fordergemeinschaft SERCOS
inetrface e.V. Im Muhlefeld 28, D-53123 ;又は「数
値制御機械における制御手段と駆動装置との間の通信用
のデジタルインターフェイスであるSERCOSインタ
ーフェイス(SERCOS interface, digital interface for
communication between control means and drives in
numerically controlled machines) 」、アップデート
9/91、Fordergemeinschaft SERCOS inetrface e.V.
Pelzstrasse 5, D-5305 Alfter/Bonnを参照されたい。
スファイバ接続体として実施されるのが好ましい。デー
タ送信は、この場合に、中央のメインステーション(バ
スマスター)により制御されそして整合される。リング
状のデータラインに接続された個々の駆動装置は、デー
タ送信におけるサブステーション、即ちスレーブであ
る。個々の駆動装置は、中央の駆動制御手段から駆動バ
スを経て共通の同期クロック及びそれらの所望値データ
を受け取る。中央の駆動制御手段は、共通の同期クロッ
クを発生し、そして駆動グループの個々の駆動装置の所
望値を計算する。駆動制御手段は、この場合に、各々の
場合に、短いサイクル時間に、個々の駆動コントローラ
の新たな所望値を供給する。共通の同期クロックの送信
と、駆動グループの個々の駆動装置の所望値の計算及び
送信とに対する好ましいクロック時間は、SERCOS
規格では62μs、125μs、250μs、500μ
s、1ms、2ms、3ms、・・・63ms、64m
s又は65msである。
グループの駆動装置間に非常に高い同期精度を実現する
ことができる。機械的な同期シャフト及び機械的なギア
伝達装置は、個々の駆動装置の電子的に同期されたグル
ープと置き換えられる。従って、個々の駆動装置の電子
的同期を伴うこの形式の駆動システムは、電子的同期シ
ャフト及び電子的ギア伝達の機能を果たすことができ
る。
ば、個々に駆動される印刷シリンダをもつロータリ印刷
機を機械的な同期シャフトなしに実現できる(例えば、
上記の公開公報及び論文テキストを参照されたい)。
色印刷のためのロータリ印刷機は、個々の駆動装置の角
度同期に特に高い要求を課する。4色印刷の場合には、
10μm程度の個々の印刷シリンダの同期精度がしばし
ば要求される。例えば、印刷シリンダの周囲が1mの場
合、これは、シリンダの回転(360°)当たり10
0,000ポイント以上の精度で位置測定及び位置制御
を行わねばならないことを意味する。印刷速度(ペーパ
ウェブ速度)が10m/s以上の場合には、これは、更
に、1つのペーパウェブを印刷するシリンダーの個々の
駆動装置間の時間同期エラー(時間=距離/速度=10
μm/10m/s=1μsの式に基づく)が1μs未満
でなければならないことを意味する。
らの位置制御の間に、1μs以上の時間精度で駆動バス
を経て同期されねばならないことを意味する。
RCOSインターフェイス協約に基づいてリング状のガ
ラスファイバ接続を経て個々の駆動装置へ所望値を供給
する場合に、これらの要求は、限定された数の個々の駆
動装置を有する駆動グループのみに対して達成すること
ができる。
共通の装置、駆動制御手段及び駆動バスがあるために、
駆動グループにおける駆動装置の数の増加と共に否定的
な作用を増大する特定の障害及び欠点が存在する。最も
重大な制約及び欠点は、次の通りである。
に、データラインの同期エラーも増加する。例えば、デ
ータ送信機能を伴うリング状のガラスファイバ接続の場
合に、SERCOSインターフェイス協約によれば、同
期エラーの増大について次のことが言える。ガラスファ
イバリングに接続された各駆動コントローラの場合に、
時間とは個別の信号サンプリングが例えば30nsの特
定のサンプリング周期で行われる。従って、時間とは個
別のサンプリングの結果として受信器に再現される2進
信号は、せいぜいサンプリング周期の、例えば30ns
のジッタを生じるだけである(時間軸において、送信器
の元の信号に対し)。従って、各関連装置即ち駆動装置
においては、それ自体ジッタとして認知し得る時間サン
プリングエラーが生じる(時間ジッタ)。このサンプリ
ングエラー(ジッタ)は、共通同期クロックとも称す
る。それ故、サンプリングエラーは、それ自体同期エラ
ーとして現れる。サンプリングされた信号は、個々の駆
動装置に使用され、そして信号の適切な再生に従い、ガ
ラスファイバリング内の各次の駆動コントローラへ送ら
れる。ガラスファイバリングにおける駆動装置の数に基
づいて、個々の関連装置の同期エラー(ジッタ)が全エ
ラーに加えられる。例えば、ガラスファイバリングに3
3個の駆動装置があって、その各々が30nsのサンプ
リングエラーを有する場合には、約1μsの全同期エラ
ーを生じることになる。
て、データ送信に必要なサイクル時間も増加する。例え
ば、駆動装置当たり250μsのデータ送信時間が必要
とされ、リングに32個の駆動装置が接続された場合に
は、データ送信のためのサイクル時間が少なくとも8m
sでなければならないことを意味する。送信サイクルの
サイクル時間の増加は、個々の同期クロック間の時間イ
ンターバルも長いことを意味し、この例では、8msで
ある。リングの次々の同期クロック間では、個々の駆動
装置のローカルクロック発生器が自走し、そして使用す
るクリスタルの不正確さに応じて、互いに若干ふらつく
(ドリフトする)。
えば、100ppm(パーツ・パー・ミリオン)の精度
のクリスタルが設けられた場合に、このクロック発生器
は、その不正確さのために、8ms後に(±)0.8μ
sの時間偏差をもつことになる。2つのローカルクロッ
ク発生器の不正確さにより2つの任意の駆動装置間に生
じる時間偏差は、2つのクロック発生器の不正確さの
和、例えば、(2*0.8μs)=1.6μsとなる。
じる個々の駆動装置のローカルクロック発生器のふらつ
き(ドリフト)は、それ自体、付加的な同期エラーとし
て現れる。というのは、個々の駆動コントローラが、例
えば、8msの1つのデータ送信サイクル中に多数の制
御サイクルを実行するからである。
sでありそしてリングにおけるデータ送信サイクルが例
えば8msの場合には、駆動装置は、1つのデータ送信
サイクル中に32個の制御プロセスを実行する。この場
合に、第1の制御プロセスのみがリングの同期クロック
に厳密に同期される。その後の31個の補間制御プロセ
スの場合には、駆動装置のローカルクロック発生器を介
して時間制御が行われる。個々の駆動装置のローカルク
ロック発生器の不正確さは、それ自体、補間制御プロセ
スの付加的な同期エラーとして現れる。
加に伴い、データ送信のサイクル時間が増加し、ひいて
は、次々の同期クロックの時間インターバルが増加し、
そして次々の同期クロックの時間インターバルの増加に
伴い、個々の駆動装置のローカルクロック発生器(クリ
スタル)のふらつき(ドリフト)が増加する。従って、
同期エラーが増加し、位置制御の精度がもはや所要の値
を達成しなくなる。
ラは、共通の同期クロックを得るだけでなく、データ送
信中のマスターでもある中央駆動制御手段から所望のデ
ータ値も得る。駆動装置の数が増加するにつれて、所望
値の計算及び所望値の送信に必要な時間が増加する。駆
動装置の数が増加するのに伴い、所望値の計算が繰り返
される結果として中央駆動制御手段の負荷が増加する。
中央の駆動手段は、接続された駆動装置に新たな個々の
所望の値と共通の同期クロックとを供給する。所望値の
計算及び共通の同期クロックのサイクル時間は、1ms
程度の大きさであるのが好ましい。
て、中央の駆動制御手段における所望値の計算の所要時
間が増加する。例えば、1つの駆動装置の所望値に対し
て250μsの計算時間が与えられ、そして32個の駆
動装置が接続される場合は、駆動制御手段の所望血の計
算のサイクル時間が少なくとも8msでなければならな
い。これは、中央駆動制御手段に膨大な計算負荷を課
し、その一部分として、接続される駆動装置の数を更に
制限する。
手段又は駆動バスにおける個々のエラーの作用が増加す
る。
ファイバ接続は、冗長に設計されておらず、そしてデー
タ送信において同時にマスターでもある駆動制御手段
も、冗長に設計されていない。従って、中央駆動制御手
段にエラーが生じるか又は駆動バスにエラーが生じる場
合には、接続された駆動装置が全て欠陥となる。
限された環境に対する個々のエラーの影響を抑制するこ
とがしばしば要求される。電子装置の個々のエラーは、
特定の機能ユニットの欠陥を招くが、生産プラント全体
の欠陥を招くことはない。
子装置の個々のエラーが、1つの機能ユニット、例え
ば、8個の印刷シリンダを有する1つの印刷ユニットの
欠陥を招くことは、大抵は許容される。しかし、駆動制
御手段又は駆動バスのエラーが全生産プラント、例え
ば、新聞印刷機全体の欠陥を招くことは許されない。
が、工業用プラントの1つの個々の機能ユニット、例え
ば、新聞印刷機の1つの印刷ユニットにしか影響しない
ように、駆動制御手段及び駆動バスに接続されるべき駆
動装置の数を、好ましくは、使用可能なグループについ
て特定の数に制限しなければならない。
確な同期状態で動作されるべき全ての駆動装置が接続さ
れた集中駆動システムは、大型の技術プラントにおける
通常の構造、機能的な分配及びモジュールフォーメーシ
ョンに対応しないことがしばしばある。
をしばしば内蔵しており、これらのユニットは、各々の
場合に、全ての関連する機械的及び電気的機能を含む。
は、工業用プラントの機能的ユニットに基づいて構成さ
れ、関連されそして分配されるのが好ましい。これは、
内蔵の機能的ユニットを簡単に且つ互いに独立してテス
トしそして命令できるようにする。このように境界が定
められた機能的ユニット間のインターフェイスは、簡単
で且つ理解が容易なものである。
適用することのできる分散型の分布構造の利点は、特
に、システム構造が明確で、理解が容易で、良好にテス
トを行うことができ、そしてエラーの影響の範囲が厳密
に定められたことにより得られる。これらの利点は、し
ばしば、低い製造コスト、運転コスト及びメンテナンス
コストをもたらす。
ット、折り装置及びリールキャリアが、好ましくは、内
蔵の機能的ユニットとして設計され、そして各々の場合
に、専用のローカル制御手段及び専用のローカル駆動シ
ステムが設けられる。
テムは、内蔵型機能的ユニット及び簡単で明瞭なインタ
ーフェイスを有する技術的プラントの実施にとって著し
い障害となる。
所望値データが中央駆動制御手段を経て個々の駆動装置
に導かれねばならないことである。機能的ユニットのロ
ーカル制御手段は、機能的ユニットのローカル駆動制御
手段と直接通信することができない。というのは、機能
的ユニットの分散型ローカル駆動制御手段がないからで
ある。
は、駆動システムを動作する方法であって、駆動装置又
は駆動装置グループの数に関連した制約を許容しなくて
もよい新規な方法を提供することである。更に、特にロ
ータリ印刷機に必要とされる高精度要求を満足しなけれ
ばならず、そして駆動装置グループ及び駆動装置から融
通性のある機能的ユニットを形成できねばならない。
る方法の場合に、この目的は、請求項1の特徴部分によ
って達成される。
コントローラがローカル同期クロックにより駆動バスを
経て同期され、そしてローカル同期クロックが、駆動制
御手段を接続する駆動データネットワークを経てグロー
バルな同期クロックに周期的に等しくされることであ
る。グローバルな信号による駆動装置のプラント規模の
同期は、駆動システムに実質上任意の数の駆動装置を設
けることができるようにする。
データネットワークを経て駆動制御手段の間で所望値が
好ましくは同様に同期して送信されることにより、所望
値の送信中に時間的エラーが発生しないことになる。所
望値の計算、特に駆動装置の位置所望値の計算は、駆動
制御手段において仮想マスターシャフトの位置所望値に
基づいて行われる場合には、非常に簡単になる。仮想マ
スターシャフトの位置所望値は、駆動データネットワー
クを経て送信され、そして駆動制御手段は、そこから、
関連駆動装置の位置所望値を計算する。
に各駆動制御手段が設けられ、そしてどの駆動制御手段
がグローバルな同期クロックを予め定めるかを優先順位
リストにより決定することにより、駆動システムの構造
の特に高い利用性が達成される。更に、この優先順位リ
ストは、繰り返し作用することができ、全ての駆動制御
手段により特定の時間インターバル中にグローバルな同
期クロックが次々に発生される。
発生器の不正確さにより個々の駆動制御手段が時間的に
離れるようにドリフトするのを回避するために、いずれ
の場合にも、付加的な二次クロックによりグローバルな
同期クロックを細分化するのが適当である。
れた時間窓において効果的に送信される。本発明の方法
を実施するために、駆動制御手段にはグローバルな同期
クロックのための同期クロック発生器が設けられる。更
に、駆動データネットワークは、第1及び第2の部分ネ
ットワークで構成することができ、グローバルな同期ク
ロックは、第1の部分ネットワークを経て送信され、そ
して所望値は、第2の部分ネットワークを経て送信され
る。
に、リング状構造体又はバス構造体が選択される。更
に、同期クロック発生器を設けて、そこからデータライ
ンを星型形態で駆動制御手段へ導くことができる。本発
明の効果は、グローバルな同期クロック及び同期所望値
データ送信により駆動装置グループのローカル同期クロ
ックを包括的に同期することにより、駆動装置グループ
の非常に正確な同期が達成される。
性及び融通性にある。本発明による方法及び本発明によ
る装置は、ロータリ印刷機に使用するのが好ましい。
添付図面を参照した好ましい実施形態の以下の詳細な説
明より容易に明らかとなろう。多数の図面にわたり同じ
又は対応する部分が同じ参照番号で示された添付図面を
参照すれば、図1は、本発明による駆動システム1のブ
ロック図である。駆動装置グループが2で示されてい
る。駆動装置グループは、駆動制御手段3及び少なくと
も1つの駆動装置4を含む。駆動装置4は、その一部と
して、少なくとも1つのモータ5を備え、これは、駆動
コントローラ6により、中間に接続された電力用電子回
路7を経て駆動される。モータ5は、例えば、ロータリ
印刷機の印刷及び背圧シリンダである。駆動装置グルー
プ2の駆動コントローラ6は、駆動バス8を経て互いに
且つ駆動制御手段3に接続される。この駆動制御手段
は、高次の制御ユニット9にも接続される。本発明のフ
レームワーク内では、駆動制御手段が専用の駆動データ
ネットワーク10を経て接続される。
テムの同期及びデータ送信の骨格を形成する。これは、
駆動装置グループ間で包括的な同期及び同期所望値デー
タ送信を確保するという点で、種々の駆動グループに属
する駆動装置の正確な同期を可能にする。これは、駆動
データネットワークを経てグローバルな同期クロックを
送信して、駆動装置グループを正確に同期することによ
り、達成される。個々の駆動装置グループの駆動制御手
段は、個々の駆動装置グループのローカル同期クロック
を高い精度でグローバルな同期クロックに等しくする。
従って、個々の駆動バスのローカル同期クロックは、駆
動データネットワークの上位のグローバルな同期クロッ
クと高い精度で同期される。
システム規模の同期クロックが設けられ、これが、全て
の駆動装置グループの全ての個々の駆動装置へローカル
駆動バスを経て送信される。従って、全駆動システムの
全ての個々の駆動装置が正確に同期される。
に、個々の駆動装置には、所望値データも同期して(同
時に)供給されねばならない。これは、位置の所望値の
好ましい場合に特に言えることである。駆動装置の同期
についての高度な要求は、所望値のデータ送信の同期に
ついても対応的に高度な要求を課する。駆動装置が共通
のクロックにより互いに同期されるが、所望値データ、
特に位置の所望値の供給がクロックと整合されずに行わ
れるのでは、充分とは言えない。というのは、所望値デ
ータの送信時間又は付与時間が異なるために、情報の一
貫性がもはや得られないからである。
供給の厳密な時間的な一貫性(同時性)が必須である
(図2を参照)。位置の所望値の有効性は、常に、全く
特定の時点に関連している。例えば、時間t1におい
て、駆動装置Aは位置a1にそして駆動装置Bは位置b
1に配置されるよう意図される。次の時間t2におい
て、即ち次のクロックにおいて、駆動装置Aは位置a2
にそして駆動装置Bは位置b2に配置されるよう意図さ
れる。
ェブを10m/sの速度で印刷する異なる色の2つの印
刷シリンダを駆動する。良質の多色印刷を形成するため
には、2つの異なる色の印刷像が、常に、互いに正確に
配置されねばならない。2つの駆動装置A及びBには、
位置コントローラが設けられ、これらのコントローラ
は、共通のクロックにより、それらの位置制御を250
μsのサイクル時間で厳密に同期して(即ち最大同期エ
ラー1μsで同期して)実行する。ある制御サイクルか
ら次の制御サイクルに、即ち250μsに、ペーパは2
50μm=2.5mmだけ移動される。駆動装置Bが、
時間t2に、1制御サイクルだけ誤って遅延された位置
の所望値を受け取る場合には、これは、それ自体、2.
5mmの欠陥印刷像偏差を表す。
期クロックと共に歩進しなければならない。それ故、所
望値データの送信は、時間に同期して動作する駆動デー
タネットワークに組み込まれねばならない。それ故、駆
動データネットワークを経ての駆動制御手段間での所望
値データの送信は、グローバルな同期クロックの送信と
整合される。
値データは、高次のマスターシャフトの位置の所望値で
あるのが好ましい。これらのマスターシャフトは、必ず
しも物理的な形態で存在せず、コンピュータの用語に過
ぎない。従って、これらは、仮想マスターシャフトと称
する。
動装置グループの個々の駆動装置に対する所望値を計算
する基礎となる。マスターシャフトの位置から、駆動制
御手段は、位置が特定のマスターシャフトに依存するこ
とが意図されたスレーブシャフト(即ち個々の駆動装
置)の所望の位置を導出する。従って、種々の駆動装置
グループの所望の駆動装置は、所定のマスターシャフト
に依存することができ、マスターシャフトと正確に依存
して動作することができる。
10の種々の概念を示す。駆動データネットワークは、
グローバルな同期クロックを駆動制御手段へエラーなく
送信するように意図される。この場合にエラーがないこ
とは、同期クロックが、時間とは個別の信号サンプリン
グ又は可変信号伝播時間により生じるようなできるだけ
小さい時間ジッタしかもたないことを意味する。
の間で所望値データを同期して送信できるように意図さ
れる。各駆動制御手段は、駆動システムの他の全ての駆
動制御手段に所望値データを送信することができねばな
らない。従って、所望の当事者間でデータを交換するこ
とができ且つ多数の当事者(マルチキャスト)又は全て
の当事者(ブロードキャスト)へデータテレグラムを送
信することのできる同期データ通信が必要とされる。
における通信の骨格をなすので、その信頼性及び利用性
には高度な要求が課せられる。特に、多数の駆動装置を
有する大型の駆動システムにおいては、駆動データネッ
トワークの冗長な設計が必要とされる。
タの送信(図3及び4) A2)個別のラインを経ての同期クロック及び所望値デ
ータの送信(図5及び6) B)オプトエレクトロニック又は電子的データ送信: B1)好ましくはガラスファイバを経てのオプトエレク
トロニック的信号送信 B2)好ましくは同軸ケーブルを経ての電子的信号送信 C)接続ラインのトポロジー: C1)好ましくはガラスファイバに対するリング状の接
続ライン(図3、5、7、8、9) C2)好ましくは同軸ケーブルに対するバス状の接続ラ
イン(図4、6) C3)好ましくはガラスファイバに対する星型の接続ラ
イン(図7、9) D)接続の冗長性: D1)構造上の冗長性をもたない簡単な接続 D2)冗長な接続
もつ駆動データネットワーク10を示しており、グロー
バルな同期クロック及び所望値データの両方がこれを経
て送られる(図2の(a)参照)。この解決策は、ガラ
スファイバを経ての光学信号の送信に特に適している。
この解決策の特定の利点は、ガラスファイバ接続が、電
磁障害に不感なことである。
ワーク10を有する変形を示す。この場合も、所望値デ
ータ及び同期クロックは、同じラインを経て送信され
る。この解決策は、同軸ケーブルを経ての電子信号の送
信に特に適している。この解決策の特定の利点は、サン
プリングエラーが低い(送信器と受信器との間の単一の
信号サンプリング)ことにより同期精度が高いことであ
る。
部分ネットワーク12と第2の部分ネットワーク13と
で構成された変形を示す。同じデータ即ち所望値データ
及び同期クロックが両方の部分ネットワークを経て送信
される。リング状の構造により、この解決策も、ガラス
ファイバを経ての光学信号の送信に特に適している。こ
の解決策の特定の利点は、電磁障害及びガラスファイバ
ケーブルへのダメージにほぼ不感であるので、利用性が
高いことである。2つの冗長の部分ネットワーク即ちリ
ング12及び13における送信方向は、互いに逆である
のが好ましい。
つの逆向きのリングにデータを送信し、そして受信時
に、2つのラインの一方を選択する。当事者が特定の短
い時間インターバル中にリングラインを経てデータを受
信しない場合には、エラーメッセージを出力し、第2の
リングラインへと切り換わって受信を行う。一方のリン
グにおいて、データ送信は、時計方向に行われ、第2の
リングにおいて、反時計方向に行われる。両方のガラス
ファイバリングが2つの当事者(駆動制御手段)間で切
断されても、全ての当事者間のデータ通信は依然可能で
ある。
12及び13が設けられた更に別の変形を示す。この場
合も、所望値データ及び同期クロックの両方が2つの部
分ネットワークを経て送信される。冗長なバス構造のた
めに、この解決策は、同軸ケーブルを経ての電子信号の
送信に特に適している。この解決策の特定の利点は、サ
ンプリングエラーが低く(送信器と受信器との間の単一
の信号サンプリング)且つ1つのバスラインの欠陥を許
容することにより利用性が高いので、同期精度が高いこ
とである。
データを両バスラインに送信し、そして受信時に、2つ
のバスラインの一方を選択する。当事者が特定の短い時
間インターバル中に一方のバスラインを経てデータを受
け取らない場合には、エラーメッセージを出力して、第
2のバスラインへ切り換わり、受信を行う。一方のバス
ラインがダメージを受けた場合には、第2のバスライン
を経て妨げなくデータ送信を依然として行うことができ
る。
12及び13の形態の二重ガイドラインは、所望値デー
タ及び同期クロックを別々に送信するのにも使用できる
(図2の(b1)及び(b2)も参照)。同期クロック
及び所望値データを送信するための個別ラインの特定の
利点は、グローバルな同期クロックに対して送信システ
ムを特殊化し(信号形状、サンプリング、送信及び受信
回路)、非常に僅かな同期エラーしか発生しないように
することである。
の場合は、所望値データを送信するための部分ネットワ
ーク13がリング状設計のものであり、一方、同期クロ
ックを送信するためにグローバルな同期クロック発生器
11への星型接続12が設けられる(図2の(b1)及
び(b2)も参照)。同期クロックの星型送信の特定の
利点は、サンプリングエラーが低い(送信器と受信器と
の間の単一の信号サンプリング)ために同期精度が高い
ことである。
ロックに適した部分ネットワークを冗長設計することが
できる。この解決策は、冗長性による高い利用性の利点
と、同期クロック及び所望値データの個別送信による良
好な同期精度の利点とを組み合わせるものである。
して実施されてもよい。この目的のために、同期クロッ
ク発生器11も冗長設計でなければならない(図9)。
この解決策は、冗長性による高い利用性の利点と、同期
クロック及び所望値データの個別送信による良好な同期
精度の利点とを組み合わせるものである。
ックを発生するためのクロック発生器が設けられるのが
好ましい。特定のロジックにより、グローバルな同期ク
ロックを送信するときにどの駆動制御手段が優先順位を
もつか定められる。駆動データネットワークにあるそれ
より下位の全ての当事者は、送信された同期クロックを
聴取し、そのクロック発生器は、いかなる同期クロック
も送信しない。
当事者が常にグローバルな同期クロックを送信するよう
に行われるのが好ましい。第1ランクの当事者が欠陥と
なる(黙る)場合に、優先順位リストにランク2とプロ
グラムされた別の特定の当事者がそれに取って代わる。
この第2ランクの当事者が欠陥となる(黙る)場合に
は、第3の当事者がグローバルな同期クロックの送信を
引き継ぎ、等々となる。
規則的にたどることに基づき、各々の場合に各当事者が
特定の固定の時間中グローバルな同期クロックを送信
し、次いで、次の当事者へ引き継ぎ、その当事者が特定
の固定の時間中同期クロックを送信し、等々となる。優
先順位リストの最後の当事者がグローバルな同期クロッ
クを特定の固定の時間中送信した後に、第1ランクの当
事者がクロックの送信をもう一度引き継ぎ、等々とな
る。
クのクロック発生器は、特殊なステーションにおいて駆
動制御手段の外部に配置することができる。これは、1
つ又は2つのクロック発生器に限定されるコスト効率の
よい解決策の場合に特に適している。この場合に、駆動
制御手段は、グローバルなクロックのための専用クロッ
ク発生器を設ける必要がない。
COS規格に基づいて実施されるのが好ましい(図2の
(a))。クロック周期は、好ましくは、62μs、1
25μs、250μs、500μs、1ms、2ms、
3ms、・・・63ms、64ms又は65msであ
る。数msのサイクル時間(デジタル駆動システムの高
速処理時間及びデータ送信時間に基づいて測定された)
は、比較的長い時間インターバルである。
段の時間的なドリフト(ローカルクロック発生器/クリ
スタルの不正確さによる)を減少するために、短い時間
インターバルの付加的な二次的クロックにより駆動デー
タネットワークのグローバルな同期を改善することが適
当である。
G は、メインクロックTGHと、下位の二次的クロックT
GNより成るクロックハイアラーキによって実施されるの
が好ましい(図10を参照)。
4msの固定インターバルで送信されるメインクロック
TGHと、各々の場合に250μsの固定時間インターバ
ルで2つのメインクロック間に送信される15個の二次
的クロックTGNとで構成される。しかしながら、多段ク
ロックハイアラーキ(3段、4段・・・)を使用するこ
ともできる。
ータ(S1 ・・・SN )の送信は、時間制御のもとで、
各当事者ごとに固定の送信時間窓を用いて繰り返し行わ
れるのが好ましい(時分割多重アクセス)(図2及び1
0を参照)。
G によって与えられる。駆動データネットワーク内の全
ての駆動制御手段に送信の機会が与えられるデータ送信
サイクルは、例えば、SERCOS規格のサイクル時間
に依存し、そして1ms程度の大きさであるのが好まし
い。各駆動制御手段(各当事者の)は、各送信サイクル
に1つ以上の時間窓を有し、この窓において、そのテレ
グラム及びそこに含まれた所望値データを送信すること
ができる。
タの連続的データ流を、グローバルな同期クロックと常
に歩調を合わせて送信しなければならないという要求に
適合する。従って、時分割多重アクセスを用いた時間制
御される繰り返しデータ送信は、メインクロックTGH及
び二次クロックTGNより成るグローバルな同期クロック
に対するクロックハイアラーキの使用と組み合わせるの
が好ましい。
ータ送信、駆動制御手段における所望値の計算、駆動バ
スにおける所望値データ送信、及び駆動装置の制御は、
同期状態で繰り返し行われる(パイプラインを用いて)
のが好ましい。
で動作する。これは、駆動データネットワークを経ての
上位のデータ送信、個々の駆動装置グループの駆動制御
手段における所望値計算、個々の駆動装置グループの駆
動バスにおけるデータ送信、及び個々の駆動装置の駆動
コントローラにおける制御プロセスに適用される。所望
値計算及び所望値送信の段階は、パイプラインを用いて
実行され、その際に、グローバルなクロックを経て同期
される(図11及び12を参照)。
り返し実行する。駆動データネットワークにおけるデー
タ送信、個々の駆動制御手段における所望値の計算、個
々の駆動バスにおけるデータ送信、及び個々の駆動装置
における位置制御は、各々の場合に繰り返し実行され、
そしてシステム規模の同期クロックにより互いに同期さ
れる(歩調合わせされる)。
る所望値計算及び所望値データ送信のステップを以下に
規定する(図11)。 (a)駆動制御手段におけるマスターシャフト所望値の
計算 (b)駆動データネットワークを経てのマスターシャフ
ト所望値のデータ送信 (c)駆動制御手段におけるスレーブシャフト所望値の
計算 (d)駆動バスを経てのスレーブシャフト所望値のデー
タ送信 (e)個々の駆動装置における位置制御の実行 この場合のステップ(d)及び(e)は、最初に述べた
SERCOS規格に基づく駆動バスを有する駆動システ
ムにおける既知の手順に対応する。
には、それに応じてシーケンスが拡張される。2段マス
ターシャフトハイアラーキに対する所望値計算及びデー
タ送信のステップを以下に規定する(図12)。 (a)駆動制御手段におけるメインマスターシャフト所
望値の計算 (b)駆動データネットワークを経てのメインマスター
シャフト所望値のデータ送信 (c)駆動制御手段におけるマスターシャフト所望値の
計算 (d)駆動データネットワークを経てのマスターシャフ
ト所望値のデータ送信 (e)駆動制御手段におけるスレーブシャフト所望値の
計算 (f)駆動バスを経てのスレーブシャフト所望値のデー
タ送信 (g)個々の駆動装置における位置制御の実行 この場合も、ステップ(f)及び(g)は、SERCO
S規格に基づく駆動バスを有する駆動システムにおける
既知の手順に対応する。
ワークにおけるデータ送信、駆動制御手段における所望
値の計算、及び駆動バスにおけるデータ送信のサイクル
時間は、同一である。
における個々の処理及びデータ送信ステップに対するサ
イクル時間は、好ましくは、SERCOS規格のサイク
ル時間に一致され、それ故、1ms程度(約100μs
ないし約10ms)であるのが好ましい。
しくは駆動バスにおけるデータ送信のサイクル時間より
短いことが知られている。この短いサイクル時間によ
り、駆動コントローラは、優れた制御ダイナミック特性
及び優れた動的制御精度を有する。個々の駆動コントロ
ーラにおける処理サイクルは、通常、250μsの範囲
である。
たように、駆動制御手段により予め定められた所望値の
補間を実行し、制御のための中間値を得る。例えば、所
望値送信のサイクル時間が1msであって、駆動コント
ローラにおける位置制御のサイクル時間が250μsで
あるとすると、各々の場合に、位置所望値の3つの中間
値が駆動コントローラにおいて補間によって決定され
る。
々の機能ユニット、即ち駆動制御手段、駆動データネッ
トワーク、駆動バス及び駆動コントローラは、各々の場
合に特定のデータセットのデータに対して動作する。従
って、1つのデータセットのデータは、予め定められた
同期クロックに基づきパイプラインを通してステップご
とにシフトされる。
する例(図11):クロックサイクル1(図11の
(a))において、駆動制御手段Aは、データセットD
1のマスターシャフト所望値を計算する。クロックサイ
クル2(図11の(b))において、データセットD1
のマスターシャフト所望値は、駆動データネットワーク
を経て送信される。クロックサイクル3(図11の
(c))において、駆動制御手段A、B及びCは、供給
されたマスターシャフト所望値から、データセットD1
の対応するスレーブシャフト所望値を計算する。クロッ
クサイクル4(図11の(d))において、データセッ
トD1のスレーブシャフト所望値は、駆動バスを経て送
信される。
でパイプラインを通過する時間は、例えば、1段のマス
ターシャフトハイアラーキの場合には、4つのサイクル
時間であり(図11)、そして2段のマスターシャフト
ハイアラーキの場合には、6つのサイクル時間である
(図12)。
クロックサイクルへ、次々のデータセットを処理する。
例えば(図11)、駆動データネットワークは、サイク
ル2において、データセットD1のマスターシャフト所
望値を送信し、そして次のサイクル3において、データ
セットD2のマスターシャフト所望値を送信する。
て、パイプラインの種々の機能ユニットは、異なるデー
タセットに対して動作する。例えば(図11)、クロッ
クサイクル4(図11の(d))において、駆動制御手
段Aは、データセットD4のマスターシャフト所望値を
計算し、駆動データネットワークは、データセットD3
のマスターシャフト所望値を送信し、駆動制御手段A、
B、Cは、データセットD2のスレーブシャフト所望値
を計算し、そしてデータセットD1のスレーブシャフト
所望値が駆動バスを経て送信される。
ンの種々の段階からのタスク、即ちマスターシャフト所
望値及びスレーブシャフト所望値の計算を1つのサイク
ルで実行できることが明らかである。
イクル4(図11の(d))において、データセットD
4のマスターシャフト所望値及びデータセットD2のス
レーブシャフト所望値を計算する。
ステップを1つの処理ステップに結合することによりパ
イプラインにおける所望値計算及び所望値データ送信の
特定のステップシーケンスを簡単化しそして短縮するの
が適当である。
望値送信(1つのハイアラーキ平面の)を融合してパイ
プラインにおける1つの処理ステップを形成するのが効
果的である。従って、例えば、2段のマスターシャフト
ハイアラーキの場合に(図12)、ステップ(a)と
(b)を結合してステップIを形成し、ステップ(c)
と(d)を結合してステップIIを形成し、そしてステ
ップ(e)と(f)を結合してステップIIIを形成す
ることができる。
々の処理ステップは、更に包括的となり、パイプライン
における処理ステップの数が減少される。駆動制御手段
においてマスターシャフト位置及びスレーブシャフト位
置を計算する間に、及び駆動データネットワーク及び駆
動バスを経てデータを送信する間に、個々の駆動装置に
対する所望値データの時間一貫性(同時性)が確保され
る(図11参照)。
その位置が共通のマスターシャフト(又はメインマスタ
ーシャフト)に依存する全ての駆動装置が、それらの所
望値データを同期して(同時に歩調を合わせて同じサイ
クルで)受け取るのが必須である。
ータを供給する時間一貫性は、常に維持されねばならな
い。時間一貫性とは、同期状態で動作される全ての駆動
装置が特定のデータセットのデータを同時に即ち同じサ
イクルに受け取ることを意味する。
が、データセットD1のスレーブシャフト所望値をサイ
クル5に受け取り、データセットD2のスレーブシャフ
ト所望値をサイクル6に受け取り、等々となる。厳密な
時間一貫性の要求から、パイプラインの固定リズムが常
に一貫して観察されねばならないことになる。
えば、(仮想)マスターシャフトに直接依存する個々の
駆動装置の所望値データを、同じマスターシャフトに依
存する他の全ての駆動装置(スレーブシャフト)の所望
値データと同時に即ち同じサイクルに駆動装置に供給す
べきであることを意味する。
駆動装置の場合、スレーブシャフト所望値の計算は必要
でないが、所望値データをこの駆動装置に早めに(直ち
に)供給するのは適当でない。というのは、時間的な非
一貫性を招くからである。従って、1段のマスターシャ
フトハイアラーキの場合に、(仮想)マスターシャフト
に直接依存する駆動装置のデータセットD1の所望値デ
ータは、同じマスターシャフトに依存する他の駆動装置
(スレーブシャフト)の所望値データと歩調を合わせて
サイクル4のみにおいて駆動バスを経て供給されねばな
らない。データセットD1の所望値データが、(仮想)
マスターシャフトに直接依存する駆動装置に、例えばサ
イクル2において、早めに供給されると、エラーとな
る。
存する個々の駆動装置に対する多段マスターシャフトハ
イアラーキの場合にも同じことが言える(図12)。メ
インマスターシャフトに直接依存する駆動装置に対して
マスターシャフト所望値及びスレーブシャフト所望値の
計算は不要であるが、駆動バスを経てこの駆動装置へ所
望値データを供給することは適当でない。
合に(図12)、(仮想)メインマスターシャフトに直
接依存する駆動装置のデータセットD1の所望値は、同
じメインマスターシャフトに依存する他の全ての駆動装
置(スレーブシャフト)の所望値と歩調を合わせて即ち
サイクル6において駆動バスを経て駆動装置へ供給され
ねばならない。
する時間一貫性の要求が、常に、所望値データ送信に対
して遵守されねばならない。例えば(図11)、駆動制
御手段A、B及びCは、データセットD1のスレーブシ
ャフト所望値をサイクル3において計算する。スレーブ
シャフト所望値D1は、マスターシャフト所望値D1か
ら計算される。
Aにおいて計算されるので、駆動制御手段Aは、スレー
ブシャフト所望値D1をサイクル2において予め計算す
ることができる。マスターシャフト所望値をAからAへ
駆動データネットワークを経てデータ送信することは、
明らかに不要である。
ータセットD1に属するスレーブシャフト所望値を早期
に計算することは、駆動制御手段B及びCにおいてデー
タセットD1のスレーブシャフト所望値を計算する(サ
イクル3でしか行えない)こととの時間的な非一貫性を
招くことになる。
レーブシャフト所望値の計算を駆動制御手段Aにおいて
歩調を合わせて即ち駆動制御手段B及びCと厳密に同じ
サイクルにおいて実行するのが適当であるが、駆動デー
タネットワークを経ての(AからAへの)データ送信が
不要であるので、マスターシャフト所望値は駆動制御手
段Aにおいて1サイクル手前に既に得られる。
インマスターシャフト及び(仮想)マスターシャフトに
対する位置の所望値を計算し、そしてマスターシャフト
位置からスレーブシャフトの位置を計算する。マスター
シャフトの位置所望値の計算は、好ましくは、機能的ユ
ニットの上位制御により送られる積分速度所望値によっ
て行われる(マスターシャフト位置=マスターシャフト
速度の積分値)。
しない)マスターシャフトの位置が計算される。この形
式の仮想マスターシャフトは、位置送信器の機械的な不
正確さ及び測定エラー並びに信号のノイズ問題が回避さ
れるという利点を有する。駆動制御手段によりマスター
シャフト位置を計算する利点は、予めの定義、通常は、
所望のマスターシャフト速度が、機能的ユニットの上位
制御により与えられることにある。
場合に)機械的シャフトに取り付けられてそのシャフト
の位置を送信する位置送信器により供給することもでき
る。印刷技術における機械的なマスターシャフトの例
が、最初に述べた文書DE4214394A1に示され
ている。この文書では、個々に駆動される印刷シリンダ
(スレーブシャフト)の位置が、折り装置のシャフト
(マスターシャフト)の位置に直接依存する。
ーブシャフトの位置を導出することは、位置修正値又は
速度修正値を考慮に入れるのが好ましい。個々の駆動装
置に対するスレーブシャフト所望値の計算は、最も簡単
な場合には、マスターシャフト所望値と、個々の駆動装
置に対して特定の位置修正値とを加算することより成る
(スレーブシャフト位置=マスターシャフト位置+位置
修正値)。
は、この場合に、上位制御器により駆動制御手段に送信
される。このとき、スレーブシャフトの位置は、(仮
想)マスターシャフトの位置から予め定められた位置修
正値だけずれる。又、位置の修正値は、速度値(速度修
正値)を積分することにより形成することもできる。こ
の場合に、スレーブシャフトの速度は、(仮想)マスタ
ーシャフトの速度から所定の速度修正値だけずれる(ス
レーブシャフト速度=マスターシャフト速度+速度修正
値)。
正値がマスターシャフトの速度に比例するように選択さ
れるのが好ましい。スレーブシャフトの速度修正値は、
この場合に、マスターシャフト速度に伝達比(ギア伝達
係数)を乗算することにより計算される(速度修正値=
マスターシャフト速度*ギア伝達比)。
とにより形成された有理数(2つの歯車の歯の比)であ
って、ギア伝達の伝達比を表す。このように、機械的な
ギア伝達の関数(差動的ギア伝達)が模擬される。
置が(仮想)メインマスターシャフトに依存するような
マスターシャフトのハイアラーキが存在する。ある時点
において、複数の(仮想)マスターシャフト及び複数の
(仮想)メインマスターシャフトが同時に存在すること
が考えられる。
複数の(仮想)マスターシャフトがある場合に、1つの
マスターシャフトは、種々の駆動装置グループに属する
多数の個々の駆動装置に対して位置基準を供給する。1
つの駆動システムにおいて、(仮想)マスターシャフト
のハイアラーキが存在する。例えば、(仮想)メインマ
スターシャフト及び(仮想)マスターシャフトが存在
し、複数のマスターシャフトの位置がメインマスターシ
ャフトの位置から導出される。ある時点に、複数のメイ
ンマスターシャフトが存在する。この場合に、各メイン
マスターシャフトは、多数のマスターシャフトに対する
位置基準を供給する。
(3段、4段・・・)を使用することも考えられる。マ
スターシャフト(及びメインマスターシャフト)を予め
定義しそして個々の駆動装置をマスターシャフトに依存
させることは、工業用生産プラントにおいて融通性をも
って生産量を変える要求に基づき、動的に行うことがで
きる。
ることができ、これらグループは、1つ以上の駆動装置
グループを形成する複数の駆動装置を含み、これらは、
正確に同期して動作しそしてその際に(仮想)マスター
シャフトの位置に依存することができる。生産グループ
のハイアラーキも存在し、複数の生産グループが1つの
生産メイングループに属し、そして(仮想)マスターシ
ャフトの位置が(仮想)メインマスターシャフトの位置
に依存する。
生産グループ及び複数の生産メイングループが同時に存
在する。多数の個々の駆動装置を生産運転の時間中に一
緒に接続し、個々の駆動装置がその生産運転の時間中に
所定の(仮想)マスターシャフトに依存するという点で
生産グループを形成することができる。生産運転が完了
した後、個々の駆動装置は、新たな及び他の構成の生産
グループに組み込むことができる。
ープが存在し得る。各生産グループは、その位置が特定
の(仮想)マスターシャフトに依存する多数の駆動装置
を含む。複数の生産グループを生産運転の時間中に一緒
に接続し、生産グループのマスターシャフトが生産運転
の時間中に所定の(仮想)メインマスターシャフトに依
存するという点で生産メイングループを形成することが
できる。生産運転の終了後に、メインシャフト及び個々
の駆動装置は、新たな及び異なる構成の生産メイングル
ープ及び生産グループに組み込むことができる。
ングループが存在し得る。各生産メイングループは、そ
の位置が特定の(仮想)メインマスターシャフトに依存
する多数の(仮想)マスターシャフトを含む。又、生産
グループの多段ハイアラーキ(3段、4段・・・)を使
用することもできる。生産グループ及び生産メイングル
ープの形成は可変であり、各場合に、特定の時間中、例
えば、特定の生産運転時間中に行われる。
(版)の同一の新聞商品(新聞発行物)が1つの生産運
転において生産される。新聞発行物は、特定の範囲(ペ
ージ数)、及び個々のページの特定の色を有する。異な
る新聞発行物は、異なる範囲、及び異なる色の個々のペ
ージをもつことができる。新聞は、複数のペーパウェブ
を印刷することにより形成される。ペーパウェブの数
は、各新聞発行物の範囲(ページ数)に基づく。
よって印刷される。印刷シリンダの数、使用する印刷シ
リンダ及びそれらのシーケンスは、各ペーパウェブの前
面及び後面に配置される新聞ページの色に基づく。印刷
後に、ペーパウェブは、一緒に導かれ、折り装置におい
て折られて切断され、新聞が出来上がる。ここに示す例
では、各個々の印刷シリンダは、専用の駆動装置によっ
て動かされる。印刷ユニットは、各々の場合に6個の印
刷シリンダを専用の駆動装置と共に備えている。1つの
印刷ユニットの駆動装置は、駆動装置グループを形成す
る(共通の駆動バス及び共通の駆動制御手段と共に)。
折り装置は、2つの折りシリンダを含む。折り装置の駆
動装置は、専用の駆動グループを形成する(共通の駆動
バス及び共通の駆動制御手段と共に)。
00部の新聞発行物Z1が生産される。新聞発行物Z1
は、2枚のペーパウェブを印刷することにより形成され
る。ペーパウェブB1は、8個の印刷シリンダによって
印刷され、各々の場合に4つの印刷シリンダがペーパの
各面に異なるカラーを有する(4/4)。ペーパウェブ
B2は、ウェブの前面に2つと後面に2つの4つの印刷
シリンダにより印刷される(2/2)。印刷の後に、ペ
ーパウェブは互いに一致するように上下に導かれ、そし
て折り装置において折られて切断される。折り装置は、
2つの折りシリンダを含む。
全14個の駆動装置は、1つの生産メイングループに属
する。生産メイングループは、2つの生産グループを含
む。ウェブB1に作用する8個の駆動装置が1つの生産
グループを形成する。ウェブB2に作用する4つの駆動
装置は、第2の生産グループを形成する。折り装置の2
つの駆動装置は、生産メイングループに直接属する。
所望の生産速度から積分により計算される。個々のウェ
ブに対する(仮想)メインシャフトの位置は、メインマ
スターシャフトの位置から導出される。スレーブシャフ
ト、即ちウェブに作用する個々の印刷シリンダの駆動装
置の位置は、1つのウェブに対するマスターシャフトの
位置から導出される。
を他のペーパウェブに対して(搬送方向に)シフトし、
ペーパウェブが互いに上下に一致するようにするために
は、適当な生産グループのマスターシャフトの位置修正
値を変更するだけでよい。
置を、同じウェブに作用する他の印刷シリンダに対して
(搬送方向に)変更するためには、適当な駆動装置(ス
レーブシャフト)の位置修正値が適当に変更される。
て、異なる範囲、異なる色及び異なる版レベルをもつ別
の新聞発行物Z2を、P1で必要とされない印刷シリン
ダを用いて、生産運転P2において印刷することができ
る。生産運転P1が完了した後に、別の新聞発行物Z3
が更に別の生産運転P3において印刷される。
印刷ユニットにペーパウェブを通す動作に対し、適当な
生産グループを駆動システムにおいて一時的に形成する
こともできる。生産グループの形成は、運転中にマスタ
ーシャフトに対するスレーブシャフトの指定を変更でき
るという点で動的である。
正が明らかとなろう。それ故、特許請求の範囲内で、本
発明を上記とは異なる仕方でも実施できることを理解さ
れたい。
る。
送信を示す図である。
る。
ある。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
次的なクロックに細分化するところを示す図である。
のデータセットの処理の時間シーケンスを伴う図であ
る。
のデータセットの処理の時間シーケンスを伴う図であ
る。
Claims (33)
- 【請求項1】 少なくとも2つの駆動装置グループ(2)
を含む駆動システム(1) を動作する方法であって、各駆
動装置グループ(2) は、駆動制御手段(3) 及び少なくと
も1つの駆動装置(4) を備え、駆動装置は、少なくとも
1つのモータ(5) 及び駆動コントローラ(6) を備え、上
記駆動グループの駆動コントローラは駆動バス(8) を経
て互いに接続され、上記駆動制御手段(3) は、上位の制
御ユニット(9) に接続され、上記駆動グループ(2) の駆
動制御手段(3) は、専用の駆動データネットワーク(10)
を経て互いに接続され、駆動グループ(2) の駆動コント
ローラ(6) は、同期クロック(TL ) により同期され、こ
の同期クロックは、ローカルのもので、特に駆動制御手
段(3) において発生されそして駆動バス(8) を経て送信
され、上記方法は、 (a)上記ローカルの同期クロック(TL ) を上記駆動デ
ータネットワーク(10)を経てグローバルな同期クロック
(TG ) と等しくし、 (b)上記駆動装置グループに意図された所望値データ
(S1....SN ) を上記グローバルな同期クロック(TG ) に
基づいて上記駆動装置グループ(2) の駆動制御手段(3)
間に送信し、 (c)上記駆動データネットワーク(10)を経て送信され
る所望値データ(S1....SN ) は、マスターシャフト及び
/又はスレーブシャフトの所望値を含み、 (d)上記マスターシャフト及び/又はスレーブシャフ
トの所望値は、時間的に一貫して計算され及び/又は駆
動データネットワーク(10)を経て送信されることを特徴
とする方法。 - 【請求項2】 上記駆動データネットワーク(10)を経て
送信される所望値データ(S1....SN ) は、マスターシャ
フト、特に、仮想マスターシャフトに対する位置情報を
含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 上記駆動グループ(2) の所望値(S1....S
N ) は、上記駆動制御手段(3) において1つ以上の仮想
マスターシャフトの位置の値に基づいて計算される請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 上記グローバルな同期クロック(TG ) を
形成するように複数の駆動制御手段(3) が設けられ、そ
して上記グローバルな同期クロック(TG ) を予め定める
ためにどの駆動制御手段が許されるかを優先順位リスト
により決定する請求項1ないし3のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項5】 種々の駆動制御手段(3) により特定の時
間周期に対して次々にグローバルな同期クロック(TG )
が発生するように上記優先順位リストを繰り返し通る請
求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 グローバルな同期クロック(TG ) の発生
に適した同期クロック発生器(11)が駆動データネットワ
ークに組み込まれた請求項1ないし3のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項7】 グローバルな同期クロック(TG ) は、メ
インクロック(TGH)と、少なくとも1つの二次的クロッ
ク(TGN) とに細分化される請求項1ないし6のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項8】 所望値データ(S1....SN ) は、固定の時
間窓において送信される請求項1ないし7のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項9】 仮想マスターシャフトの位置の値は、上
記予め定められた速度所望値を積分することにより計算
される請求項3に記載の方法。 - 【請求項10】 上記所望値データ(S1....SN ) は、駆
動データネットワーク(10)及び駆動バス(8) を経て同期
状態で繰り返し送信され、上記所望値は、駆動制御手段
(3) において同期状態で繰り返し計算され、そして上記
駆動装置(4)は、同期状態で繰り返し制御される請求項
1に記載の方法。 - 【請求項11】 メインマスターシャフト及びマスター
シャフトのハイアラーキが形成され、1つ以上のマスタ
ーシャフトの所望値データが1つ以上のメインマスター
シャフトの所望値データから計算されるようにする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項12】 ある時点に複数のマスターシャフト及
び/又はメインマスターシャフトが形成される請求項1
及び11に記載の方法。 - 【請求項13】 融通性のある生産グループが、マスタ
ーシャフトに対する駆動装置(4) の可変指定によって形
成される請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 少なくとも1つの駆動制御手段(3)
は、グローバルな同期クロック(TG ) を形成するための
同期クロック発生器(11)を備えた請求項1に記載の方法
を実施する装置。 - 【請求項15】 駆動データネットワーク(10)は、リン
グ状又はバス状構造を有する請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 駆動データネットワーク(10)は、第1
及び第2の部分ネットワーク(12,13) を備え、グローバ
ルな同期クロック(TG ) は、第1の部分ネットワーク(1
2)を経て送信され、そして所望値データ(S1....SN )
は、第2の部分ネットワーク(13)を経て送信される請求
項15に記載の装置。 - 【請求項17】 駆動データネットワークは、第1及び
第2の部分ネットワーク(12,13) を備え、グローバルな
同期クロック発生器(11)は、第1の部分ネットワーク(1
2)に組み込まれ、上記発生器からデータラインが星型形
態で駆動装置グループの駆動制御手段へ延び、そして第
2の部分ネットワーク(13)は、全ての駆動制御手段(3)
を接続し、リング状又はバス状形態を有する請求項15
に記載の装置。 - 【請求項18】 駆動データネットワークは冗長に設計
される請求項16又は17に記載の装置。 - 【請求項19】 少なくとも2つの駆動装置グループ
(2) を備えた駆動システム(1) であって、各駆動装置グ
ループ(2) は、駆動制御手段(3) 及び少なくとも1つの
駆動装置(4) を備え、該駆動装置は、少なくとも1つの
モータ(5) 及び駆動コントローラ(6) を備え、上記駆動
グループの駆動コントローラは駆動バス(8) を経て互い
に接続され、上記駆動制御手段(3) は、上位制御ユニッ
ト(9) に接続され、上記駆動グループ(2) の駆動制御手
段(3) は、専用の駆動データネットワーク(10)を経て互
いに接続され、駆動グループ(2) の駆動コントローラ
(6)は、同期クロック(TL ) により同期され、この同期
クロックは、ローカルのもので、特に駆動制御手段(3)
において発生されて、駆動バス(8) を経て送信されるよ
うな駆動システムにおいて、 (a)上記ローカルの同期クロック(TL ) は上記駆動デ
ータネットワーク(10)を経てグローバルな同期クロック
(TG ) と等しくされ、 (b)上記駆動装置グループに意図された所望値データ
(S1....SN ) は、上記グローバルな同期クロック(TG )
に基づいて、上記駆動装置グループ(2) の駆動制御手段
(3) 間に送信され、 (c)上記駆動データネットワーク(10)を経て送信され
る所望値データ(S1....SN ) は、マスターシャフト及び
/又はスレーブシャフトの所望値を含み、 (d)上記マスターシャフト及び/又はスレーブシャフ
トの所望値は、時間的に一貫して計算され及び/又は駆
動データネットワーク(10)を経て送信されることを特徴
とする駆動システム。 - 【請求項20】 駆動データネットワーク(10)を経て送
信される所望値データ(S1....SN ) は、マスターシャフ
ト、特に仮想マスターシャフトに関する情報を含む請求
項19に記載の駆動システム。 - 【請求項21】 駆動グループ(2) の所望値(S1....
SN ) は、駆動制御手段(3) において1つ以上の仮想マ
スターシャフトの位置の値に基づいて計算される請求項
19に記載の駆動システム。 - 【請求項22】 上記グローバルな同期クロック(TG )
を形成するように複数の駆動制御手段(3) が設けられ、
そして上記グローバルな同期クロック(TG )を予め定め
るためにどの駆動制御手段が許されるかを優先順位リス
トにより決定する請求項19ないし21のいずれかに記
載の駆動システム。 - 【請求項23】 種々の駆動制御手段(3) により特定の
時間周期に対して次々にグローバルな同期クロック
(TG ) が発生するように上記優先順位リストを繰り返し
通る請求項22に記載の駆動システム。 - 【請求項24】 グローバルな同期クロック(TG ) の発
生に適した同期クロック発生器(11)が駆動データネット
ワークに組み込まれた請求項19ないし21のいずれか
に記載の駆動システム。 - 【請求項25】 上記グローバルな同期クロック(TG )
は、メインクロック(TGH) と、少なくとも1つの二次的
クロック(TGN) とに細分化される請求項19ないし24
のいずれかに記載の駆動システム。 - 【請求項26】 所望値データ(S1....SN ) は、固定の
時間窓において送信される請求項19ないし25のいず
れかに記載の駆動システム。 - 【請求項27】 仮想マスターシャフトの位置の値は、
上記予め定められた速度所望値を積分することにより計
算される請求項21に記載の駆動システム。 - 【請求項28】 上記所望値データ(S1....SN ) は、駆
動データネットワーク(10)及び駆動バス(8) を経て同期
状態で繰り返し送信され、上記所望値は、駆動制御手段
(3) において同期状態で繰り返し計算され、そして上記
駆動装置(4)は、同期状態で繰り返し制御される請求項
19に記載の駆動システム。 - 【請求項29】 メインマスターシャフト及びマスター
シャフトのハイアラーキが形成され、1つ以上のマスタ
ーシャフトの所望値データが1つ以上のメインマスター
シャフトの所望値データから計算されるようにする請求
項19に記載の駆動システム。 - 【請求項30】 ある時点に複数のマスターシャフト及
び/又はメインマスターシャフトが形成される請求項1
9及び29に記載の駆動システム。 - 【請求項31】 融通性のある生産グループが、マスタ
ーシャフトに対する駆動装置(4) の可変指定によって形
成される請求項19に記載の駆動システム。 - 【請求項32】 多数のシリンダをもつ駆動システムを
備えたロータリ印刷機において、駆動システムが請求項
1ないし18のいずれかに記載したように動作されるこ
とを特徴とするロータリ印刷機。 - 【請求項33】 多数のシリンダをもつ駆動システムを
備えたロータリ印刷機において、駆動システムが請求項
19ないし31のいずれかに記載したように構成される
ことを特徴とするロータリ印刷機。
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