DE3218114A1

DE3218114A1 - Elektronische maschinensteuerung

Info

Publication number: DE3218114A1
Application number: DE19823218114
Authority: DE
Inventors: Fritz Paul Adolf Ing.(grad.) 4050 Mönchengladbach Hösel
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1982-12-09
Anticipated expiration: 2002-05-14
Also published as: IN156311B; US4530134A; DE3218114C2

Description

Elektronische Maschinensteuerung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Maschinensteuerung, insbesondere für eine Karde oder Krempel bei der die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials gesteuert und kontrolliert werden, wobei z. 8. die Ist-Drehzahlen der Speisewalze und des Abnehmers mit'vorgegebenen, in einem Speicher vorhandenen Soll-Drehzahlen verglichen und aus der Abweichung Stellwerte gebildet und der Speisewalze bzw. dem Abnehmer zugeführt werden, um eine vorgewählte Liefergeschwindigkeit bzw. einen vorgewählten Verzug einzustellen.
Bei einer bekannten Karde erfolgen Steuerung und Kontrolle derart und Menqe der Verarbeitung des Fasermaterials durch mehrere getrennte Einrichtungen. So werden z. B. die Liefergeschwindigkeit und der Verzug über je eine elektronische Motorregelung für den Antrieb der Speisewalze und des Abnehmers verwirklicht.
Die Banddickenregelung des die Karde verlassenden Faserbandes erfolgt z. B. unabhängig davon über ein pneumatisches Signal, das einem elektrischen Dreipunktregler zugeführt wird, den ein elektrisches Signal verläßt, durch das das der Karde zuzuführende Fasermaterial geregelt wird. Das alles ist anlagemäßig sehr aufwendig. Hinzu kommt, daß verschiedene Komponenten, wie der elektronische Motorregler oder der Dreipunktregler, störanfällig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der bekannten Gattung zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine zentrale Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials erlaubt und die anlagemäßig weniger aufwendig und störanfällig ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Der Mikroprozessor bildet in Verbindung mit dem Speicher und dem Interface einen Mikrocomputer, wobei der zwischen dem Speicher und dem Interface arbeitende Mikroprozessor zur Entwicklung der erforderlichen Rechenoperationen, logischen Entscheidungen, Befehls--signale u. dgl. dient, während über das Interface externe Eingabesignale, wie Tastatursignale und Daten über den jeweiligen Maschinenzustand, umgesetzt und an den Mikroprozessor weitergegeben werden und im Mikrocomputer entwickelte oder vorhandene Befehlssignale an die externen Einrichtungen und Steuerlogiken weitergeleitet werden.
Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der Drehzahl z. B der Speisewalze und des Abnehmers durch den Mikrocomputer in Verbindung mit Leistungsumsetzern, z. B.
Thyristoren. Eine aufwendige und anfällige elektronische Motorregelung entfällt. Hierbei werden zugleich d-ie nötigen Zusammehänge, d. h. die Drehzahlabstimmung zwischen Speisewalze, Abnehmer und Trommel der Karde realisiert.
Die Verarbeitung der Meß- und Stellsignale für die Bandregulierung des Faserbandes erfolgt ebenfalls durch den Mikrocomputer. Durch die ständige Oberwachung aller wesentlichen Meßwerte können Fehler frühzeitig erkannt und lokalisiert werden. In vorteilhafter Weise kann durch den Mikrocomputer zugleich eine direkte'Drehzahlregelung des Antriebes für die Speisewalze, den Abnehmer, die vorgeschaltete Flockenbeschickung o. ä. verwirklicht werden. Dabei entfällt die Anwendung eines elektronischen Dreipunktreglers. Durch die Lernfähigkeit des Mikroprozessors ist es möglich, für bestimmte Partien einmalig ermittelte optimale Werte, z. B. für Verzug, Liefergeschwindigkeit u. dgl., zu speichern und zur Verarbeitung einer gleichen Partie bei Bedarf ohne neue Einstellung wieder zu benutzen, so daß zusätzlicher Einstellaufwand bei Wechsel der Partie entfällt. Das Regelverhalten für die Antriebsmotoren wird durch das Programm festgelegt und ist beliebig variierbar (PI-Verhalten, Hochlaufintegrator u. ä.).
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch den Einsatz eines Leitrechners können diverse Aufgaben übernommen werden.
a) Fehlermeldung- und -lokalisierung (Klartext) für Karderiemeister u. ä.
b) Betriebsdatenerfassung (Stillstandszeiten, Produktion, Bandbrüche, Fehler).
c) Hinweise auf Wartungs-, Reinigungs- und -Reparaturarbeiten (Betriebsstundenzähler).
d) Für eine vom Leitrechner vorgegebene Kardengruppe können alle Karden auf eine entsprechende Partie programmiert bzw. umgestellt werden.
e) Jede einzelne Karde kann vom Leitrechner aus korrigiert bzw. beeinflußt werden (Produktionsgeschwindigkeit u. ä.).
Durch die "Intelligenz" des Systems ist es möglich, bei auftretenden Störungen sofort einzugreifen und mögliche nachteilige Auswirkungen nicht erst zuzulassen, wie folgende Beispiele zeigen: Durch Kabel bruch, Fehlbedienung o. ä. kann für eine Kannenfüllung ein Wert von 50000 m/Kanne vorgegeben werden, wobei in dem System gespeichert ist, daß nur 9000 m/Kanne zutreffend sind. Bevor die unzutreffende Kannenfüllung von 50000 m/Kanne angegangen werden, wird beim Leitrechner oder durch eine andere Meldung beim Bediener angefragt, ob dieser Wert unzutreffend ist.
Erst wenn die Richtigkeit ausdrücklich bestätigt wird, z. B. durch Kannenstockwechsel, > wird der Befehl ausgeführt. - Weiterhin ist gespeichert, daß zu einer bestimmten Produktionsgeschwindigkeit eine bestimmte Drehzahl der Speisewalze gehört. Wird festgestellt, daß der Antriebs tor für die Speisewalze plötzlich eine die vorgege ene Grenze überschreitete Drehzahl aufweist, wird die Maschine sofort abgestellt und der Fehler gemeldet, lokalisiert und ggf. werden automatisch Hinweise für Abhilfe gegeben. - Auch wenn z. 8.
bei Schwergängigkeit die Drehzahl der Trommel absinkt, kann dies ebenfalls sofort erkannt, gemeldet Ind ausgewertet werden.
Erfindungswesentlich ist die zentrale Steuerung bzw.
Regelung und Kontrolle aller Meß-, Befehls- und Stellsignale bei der Verarbeitung des Fasermaterials durch den Mikrocomputer (Mikroprozessorsystem). Der Mikro compu er wird also für Regel funktionen eingesetzt, z.
B. Drehzahlregelung der Speisewalze, des Abnehmers .
dgl. er Mikrocomputer wird außerdem für Steuerfunktionen eingesetzt, z. B. Ein-/Aus-Schaltung der Karde oder Krempel, Steuerung der Geschwindigkeitsstufen der Walze , z. B. des Vorreißers, der Trommel, des Abnehmers für Anlagegang, Schnellgang und Langsamgang u. dgl.
Das 5 stem enthält die Anweisung, den Mikrocomputer auf eine neue, bisher nicht übliche und auch nicht naheliegende Art und Weise zu benutzen, nmli zur Verknüpfung technischer Merkmale. Durch die Erfindung erfolgt eine neue und erfinderische Verwendung des Mikrocomputers zur Beeinflussung des Produktionsvbrganges. Wichtig ist die Verknüpfung des Mikrocomputers mit technischen Merkmalen, wobei eine neue erfinder sche Brauchbarkeit der Anlage gelehrt wird.
Erfindungsgemäß ist es möglich, durch die Anwendung eines elektronischen Microcomputer-Steuer- und Regelgerätes in sehr erheblichem Umfang apparativen Aufwand zu vermeiden. Insbesondere wird vermieden, daß für jede zu regelnde Größe ein eigener Regelkreis mit eigenem Regelgerät eingesetzt werden muß. (Es ist beispielsweise darauf hinzuweisen, daß die Leistungsumsetzer 27 keine Regelgeräte, sondern beispielsweise nur Leistungstransistoren sind, die durch entsprechende Impulse des Steuergerätes angesteuert werden.) Die Regelung maschinenbezogener und fasertechnologischer Kenndaten erfolgt nicht mehr getrennt, sondern zusammen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der besondere Vorteil besteht darin, daß dadurch die maschinenbezogenen und fasertechnologischen Kenndaten miteinander verknüpft und wechselweise aufeinander einwirken können.
Beispielsweise können die Ist-Werte der Banddickenmessung (fasertechnologisch) im Steuergerät verarbeitet und als (maschinenbezogene) Regelgrößen für die Drehzahl der Einzugswalze und/oder des Abnehmers der Karde ausgegeben werden. Weiterhin können beispielsweise die für eine bestimmte Faserpartie optimalen fasertechnologischen Kenndaten wie Verzug, Produktionsgeschwindigkeit u. dgl.
gemessen und im Steuergerät gespeichert werden, so daß bei späterer Verarbeitung der gleichen Partie die gleichen maschinenbezogenen Regel größen der Walzen der Karde eingestellt werden. Schließlich können erforderliche fasertechnologische Kenndaten auf die möglichen Maschinenleistungen abgestimmt und dadurch die Beziehung Kardiertechnologie zur Kardenkonstruktion optimiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für andere Funktionen, z. 8. des Antriebes und/oder der Kardiertechnologie über gewünschte, eingebbare Kennkurven ein bestimmtes Regel verhalten verwirklicht werden kann. Im Ergebnis werden die für die Kardiertechnologie notwendigen Informationen (Drehzahlen, Banddicke, Drehzahlverhäl tnisse u. dgl.) in optimaler Weise zentral erfaßt, ausgewertet und verarbeitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine als Blockschaltbild wiedergegebene vollautomatische Steuerung für eine Karde oder Krempel Fig. 2 ein Schaltbild für die Regelung der Speisewalze und des Abnehmers der Karde, Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung mit weiteren Steuerungs- und Kontrollfunktionen, Fig. 4 eine Banddickenmeßeinrichtung mit Wandler für die pneumatischen in elektrische Signale und Fig. 5 ein Flußdiagramm für die mit der erfindungsgemäßen elektronischen Maschinensteuerung durchgeführte Beeinflussung der Produktionsweise. und Fig. 6 ein Flußdiagramm mit Berechnung der Soll-.
und Vorgabewerte.
Die dargestellte' Steuerung hat einen Mikroprozessor 1 als zentrale Recheneinheit CPU, die einerseits mit den Speichern 2 und 3 und andererseits mit dem Interface 4 in Verbindung steht. Diese Steuerungsteile 1 bis 4 bilden in ihrer Gesamtheit einen Mikrocomputer.
Der Speicher 2 nimmt die von der Bedienungsperson über die Tastatur 5 eingegebenen Daten für das jeweilige Produktionsprogramm auf. Im Speicher 3 sind die fest vorprogrammierten und für jedes Produktionsprogramm geltenden Daten für den Steuerungsablauf eingespeichert.
Hierbei handelt es sich u. a. um Daten, die bei bestimmten ermittelten Betriebszuständen bestimmte Maschinenfunktionen zulassen oder unterdrücken. Hierbei geht es beispielsweise um Daten, die den erlaubten Drehzahlbereichen des Abnehmers festlegen.
Der Mikroprozessor 1 erzeugt zum einen alle für den Betrieb des Mikrocomputers erforderlichen Steuersignale und erledigt zum anderen, gesteuert durch das Programm im PMEM-Speicher 3, alle Datentransfers zwischen den Speichern und den über das Interface 4 angekoppelten externen Schaltungen und Einrichtungen. Im übrigen führt der Mikroprozessor 1 alle benötigten Berechnungen und Entscheidungen durch, wie noch später erläutert werden wird.
Das Interface 4 ist im Prinzip ein Pufferspeicher mit Eingabe- und Ausgaberegistern, der es gestattet, durch Mikrocomputer-Befehle externe Informationen als Eingabesignale, also etwa Tastatursignale und Signale zur Darstellung des Maschinenzustandes, in den Mikrocom- puter einzulesen und die in diesem befindlichen Informationen, also Befehle, an die externen Steuerlogiken, Anzeigeeinrichtungen u. dgl. als Ausgabesignale abzugeben.
Zu den externen Einrichtungen gehört die Anzeige 6, mit der die wesentlichen Programmdaten und z. B. auch Angaben über die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit sowie weitere Maschinenzustände zur Anzeige gebracht werden. Weitere Geber 8 erzeugen Meldesignale über den Maschinenzustand. Solche Signale sagen dann z. B. aus, ob die Trommel läuft oder nicht läuft.
Schließlich ist eine Produktionslogik 9 mit daran angeschlossenen Regelmotoren 10 für den. Material transport vorgesehen. Die Logik 9 enthält bei automatischem Betrieb ihre Befehlssignale vom Mikrocomputer und steuert den Betrieb z. B. der Speisewalze und des Abnehmers in Abhängigkeit vom Produktionsprogramm.
Wie schon erwähnt wurde, werden die Produktionsprogramme über eine Eingabevorrichtung, z. B. die Tastatur 5, in den Speicher 2 eingegeben. Beim Drücken einer Programmiertaste wird dabei ein Code erzeugt, der über das Interface 4 in den Mikroprozessor 1 eingelesen wird.
Dieser entscheidet, ob der betreffende Code einen Befehl, also etwa das Speichern, Löschen oder Einsetzen eines Signals, oder eine Information für das Produktionsprogramm darstellt. Im ersten Fall wird der entsprechende Befehl ausgeführt. Bei Ermittlung eines Befehlssignals in Speichern" veranlaßt der Mikroprozessor 1 die Obertragung der zuletzt eingegebenen Daten in den Speicher 2.
Im zweiten Fall werden Ziffern bzw. Funktionen für weitere Verwendung im Datenspeicher 2 zwischengespeichert.
Figur 2 zeigt schematisch eine Karde mit einer Speisewalze 11, einem Vorreißer 12, einer Trommel 13, einem Abnehmer 14, einer Abstreichwalze 15, zwei Quetschwalzen 16, 17, einem Flortrichter 18 und zwei Abzugswalzen 19, 20. Der Speisewalze 11 ist als Meßwertaufnehmer ein elektronischer Tachogenerator 21 zugeordnet, der an einem Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit einer einen Mikroprozessor (sh. Fig. 1) mit Speicher (sh. Fig. 1) enthaltenden elektronischen Steuereinheit, einem Mikrocomputer 7, in Verbindung. Der Analog/Digital-Wandler 22 wird von dem Mikrocomputer 7 gesteuert. Dem Mikrocomputer 7 ist ein Sollwertgeber 23 zugeordnet. Der Mikrocomputer 7 ist an einen ersten Digital/Analog-Leistungsumsetzer 24 angeschlossen, der vom Mikroprozessor gesteuert wird und der mit dem Regelmotor 25 für die Speisewalze 11 in Verbindung steht. Dem Abnehmer 14 ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer Tachogenerator 26 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit dem Mikrocomputer 7 in Verbindung. Der Mikrocomputer 7 ist außerdem an einen zweiten Digital/Analog-Leistungsumsetzer 27 angeschlossen, der mit dem Regelmotor 28 für den Abnehmer 14 in Verbindung steht.
Im Betrieb werden die Drehzahlen der Speisewalze 11 bzw.
des Abnehmers 14 durch die Tachogeneratoren 21 bzw. 26 in analoge elektrische Signale umgesetzt. Diese analogen Signale werden durch den Analog/Digital-Wandler 22 in digitale elektrische Signale umgesetzt und bilden die Eingangssignale in den Mikrocomputer 7. Aus den Eingangssignalen und den gespeicherten Programmdaten werden über den Mikroprozessor (sh. Fig. 1) digitale elektrische Ausgangssignale entwickelt. Diese Digitalsignale werden durch die nachfolgenden Digital/Analog-Leistungsumsetzer. 24 bzw. 27 wieder in analoge elektrische Signale umgesetzt und gelangen anschließend in die Regelmotoren 25 bzw. 28, mit denen die Speisewalze 11 bzw. der Abnehmer 14 gesteuert werden.
Figur 3 zeigt eine Steuerung wie Figur 2, jedoch mit zusätzlichen Steuer- und Kontrollfunktionen. Der Trommel ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer Tachogenerator 30 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Weiterhin ist an den Analog/ Digital-Wandler eine Testeinrichtung 31 angeschlossen.
Schließlich wird dem Analog/Digital-Wandler ein Analogsignal aus einer Banddickenmeßeinrichtung zugeführt, die in Figur 4 näher beschrieben wird.
An den Mikrocomputern sind weiterhin die folgenden Einrichtungen elektrisch angeschlossen: Bedienelemente 33, wie Ein/Aus-Schalter für die Karde u. dgl.; eine Einrichtung 34 zur Eingabe eines Vor- und Hauptsignals z. B. von der Kannenfüllung; Oberwachungsorgane 35, die Störungen des Systems bzw. im Betriebsablauf melden; ein übergeordneter Leitrechner 36 für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln; ein Programmiermodul 37, mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Anderungen umprogrammiert werden können; ein Anzeigegerät 38 für Produktions- und Zählerstandsanzeige; eine Einrichtung 39, mit der z. B. Signal lampen 40, Schütze 41 und Ventile 42 direkt gesteuert werden. Die Digital/Analog-Leistungsumsetzer 24 und 27 stehen über Einrichtungen 43 bzw. 44 mit den Regelmotoren 25 bzw. 28 in Verbindung.
Die Einrichtung 43, 44 ist beispielsweise eine Meßeinrichtung für Motorstrom und/oder Motorspannung; z. B.
für Motorstrommessung enthält die Einrichtung 43, 44 einen Shunt und Operationsverstärker. Das Eingangssignal ist der Motorstrom und/oder die Motorspannung. Das Ausgangssignal ist ein (sich aus der Messung ergebendes) äquivalentes Meßsignal, wobei bei Messung des Motorstromes als Ausgangssignal auch eine Spannung erzeugt wird.
In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) des Mikrocomputers 7 (sh. Fig. 1 und 3) werden Signale des Ist-Wertes, der mit dem elektrischen Tachogenerator 30 (sh. Fig. 3) als Meßwertaufnehmer aufgenommen wird, der Drehzahl der Trommel 13 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Figur 1) werden Signale des Ist-Wertes des Motorstromes, der mit der Meßeinrichtung 43 (sh. Fig. 3.) ermittelt wird, des Antriebes für die Speisewalze 11 (sh. Fig. 2) eingegeben.
In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes des Motorstromes, der mit der Meßeinrichtung 44 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des Antriebs für den Abnehmer 14 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh.
Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes der Motorspannung, der mit der Meßeinrichtung 43 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des Antriebs für die Speisewalze 11 (sh. Fig. 2) eingegeben.
In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale des Ist-Wertes der Motorspannung, der mit der Meßeinrichtung 44 (sh. Fig. 3) ermittelt wird, des Antriebs für den Abnehmer 14 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh.
Fig. 1) werden Signale einer bekannten Testeinrichtung 31 (sh. Fig. 3) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der der Karde (sh. Fig. 2) oder Krempel vorgeschalteten Maschinen, z. B. einer aus der US-PS 3 169 664 oder US-PS 4 219 289 bekannten Flockenbeschickung 46 (sh. Fig. 3) oder einem bekannten Feinöffner, eingegeben.
In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der der Karde (sh. Fig. 2) nachgeschalteten Maschinen, z. B.
einem aus der US-PS 4 199 844 bekannten Streckwerk 47 (sh.
Fig. 3), eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale von Oberwachungselementen 35 (sh. Fig. 3), z. B. eines bekannten Motorschutzschalters, eingegeben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus einem und/oder für einen übergeordneten bekannten Leitrechner 36 (sh. Fig. 3), eine übergeordnete Steuerung o. dgl. für eine Mehrzahl von Karden oder Krempel eingegeben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus einem und/oder für ein bekanntes Programmiermodul 37 (sh. Fig. 3) eingegeben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signale aus der und/oder für die Maschinenbedienung 33 (sh. Fig. 3) eingegeben, z. 8.
bekannte Ein- und Ausschaltung der Karde oder Krempel. Die Erfindung umfaßt sowohl Steuer- als auch Regelvorgänge, d. h. es können sowohl; Steuer- als auch. Regelvorgänge verwirklicht werden.
Nach Figur 4 durchläuft das Faserband F den Flortrichter 8, wobei ein pneumatisches Signal x gewonnen wird, das in einem Wandler 45 in ein elektrisches Signal y umgewandelt wird. Das Signal y wird im Analog/Digital-Wandler 22 in ein digitales elektrisches Signal z umgewandelt, das in den Mikrocomputer 7 (sh. Fig. 1 bis 3) eingespeist wird. Aus diesem Signal wird ein Ausgangssignal entwickelt, das zur Steuerung z. B. der Speisewalze 11 dient, um die der Karde zuzuführende Fasermenge zu verändern und damit die Gleichmäßigkeit des die Karde verlassenden Faserbandes zu regeln.
Das in Figur 5 dargestellte Flußdiagramm zeigt die Aufeinanderfolge der Arbeitsabläufe, die von dem Mikroprozessor 1 durchgeführt werden. Wie allgemein bei dieser Technik üblich, wird die Arbeitsfolge zyklisch in einem ausgewählten Maß durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Einstellung ausreichend schnell erfolgt. Da Veränderungen des Kardierprozesses im Vergleich zum konventionellen Mikroprozessor-Schleifendurchlauf (Zyklus) sehr langsam vor sich gehen, bildet diese Forderung im vorliegenden Fall keine Schwierigkeiten, besonders durch die relativ geringe Anzahl von Schritten im Rahmen eines kompletten Arbeitszyklus.
Im Arbeitsablauf entsprechend Fig. 5 zeigt der erste Rechenkasten, daß der Soll- und Ist-Wert für die Geschwindigkeiten des Abnehmers- 14 und der Speisewalze 11 auf der Grundlage von angelieferten Werten, die sich aus dem Datenspeicher 2 und den Tachogeneratoren 21 und 26 ergeben, bestimmt werden.
Die Soll- und Ist-Werte für die Abnehmergeschwindigkeit werden verglichen (erster Entscheidungskasten) und das Ergebnis des Vergleichs wird an den zweiten Rechenkasten geliefert. Sofern keine Gleichheit vorliegt, wird ein neuer Vorgabewert für die Abnehmergeschwindigkeit, wie im zweiten Rechenkasten gezeigt, berechnet, um einen Vorgabewert zu liefern, der die Abnehmergeschwindigkeit auf den gewünschten Wert bringt. Der Vorgabewert wird dem Leistungsumsetzer 27 zugeführt.
Wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert der Abnehmergeschwindigkeit gleich sind, oder nach Bestimmung eines neuen Vorgabewertes für die Abnehmergeschwindigkeit, wird das Ergebnis, das durch Vergleich des Ist-Wertes und des Soll-Wertes der Geschwindigkeit der Speisewalze erhalten wurde, zum zweiten Entscheidungskasten geführt. Wenn dieses Vergleichsergebnis anzeigt, daß die Werte nicht gleich sind, wird ein neuer Vorgabewert für die Speisewalze im folgenden (dritten) Rechenkasten bestimmt, und der neue Vorgabewert wird dem Leistungsumsetzer 24 zugeführt.
Wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert für die Geschwindigeit der Speisewalze gleich sind oder nach Bestimmung eines neuen Vorgabewertes für die Speisewalze, werden der Soll-Wert und der Ist-Wert für die Banddicke gespeichert. Der Soll-Wert kann vom Datenspeicher abgefragt werden, während der Ist-Wert der Banddicke über den Wandler 2? vom Regler 45 abgeleitet wird. Die Werte werden dann verglichen und das Vergleichsergebnis wird einem weiteren (vierten) Rechenkasten zugeführt.
Wenn dieser (dritte) Entscheidungskasten anzeigt, daß die Werte nicht gleich sind, zeigt der letzte (vierte) Rechenkasten, daß ein neuer Soll-Wert für die Abnehmer-und/oder Speisewalzengeschwindigkeit zu berechnen ist.
Diese Berechnung beruht natürlich auf der Beziehung zwischen der Banddicke und den Abnehmer- und Speisewalzengeschwindigkeiten, was bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der neue Soll-Wert oder die neuen Soll-Werte werden dann zu dem ersten Rechen kasten zurückgeführt.
Wenn der letzte Entscheidungskasten übereinstimmung zwischen dem Ist-Wert und der gewünschten Banddicke anzeigt, kehrt der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten Entscheidungskasten zurück.
Figur 6 zeigt ein ähnliches Flußdiagramm wie Figur 5.
Hier werden zunächst der Soll- und Vorgabe-Wert für die Abnehmergeschwindigkeit und der Soll- und Vorgabe-Wert für die Speisewalzengeschwindigkeit berechnet.
Die Ergebnisse dieser Berechnung werden in gleicher Weise weiterverarbeitet wie in der in Figur 5 gezeigten Art. Im Gegensatz zu Figur 5 kehrt nach dem letzten Rechenkasten der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten Entscheidungskastens zurück. Während in Figur 5 Ist-Werte (actual values) im ersten Rechenkasten bestimmt werden, werden in Figur 6 am Eingang stattdessen Vorgabe-Werte (control values) berechnet.
Der Mikrocomputer 7 kann eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder eine Mikroprozessorsteuerung enthalten.
Speicherprogrammierbare Steuerungen können alle Aufgaben von Funktionssteuerungen übernehmen. Sie arbeiten nicht parallel wie Schützsteuerungen, sondern durchlaufen das gesamte Programm zyklisch. Logische Verknüpfungen von Eingangssignalen oder Merkerspeichern werden Befehl für Befehl abgearbeitet, das Verknüpfungsergebnis wird einem Merkerspeicher oder einem Ausgang zugewiesen.
Alle Daten und Operanden sind nur ein Bit breit. Speziell aufgebaute Logikprozessoren erreichen hierbei Zykluszeiten von 1 bis 3 ms für 1000 Programmworte. Dem Anwender erscheint die Arbeitsweise der SPS deshalb, wenn man von sehr schnellen Vorgängen absieht, parallel. Bei einigen Systemen kann die Zykluszeit durch bedingte oder unbedingte Sprünge beeinflußt werden. Andere wiederum lassen die quasi-parallele Abarbeitung mehrerer Programmzyklen zu.
SPS besitzen einen meist kleinen Vorrat unterschiedlicher Befehle, die anwendungsbezogen und durch Verwendung von Symbolik und die Beachtung mnemotechnischer Grundsätze leicht erlernbar sind. Hiermit können Verknüpfungs-, Folge- und Zeitsteuerungen realisiert werden.
Die Leistungsfähigkeit von Logikprozessoren bleibt in den meisten Fällen, bei vertretbaren Hardware- und Programmierkosten, auf diesen Bereich beschränkt.
Mikroprozessor-Steuerungen werden in der Regel in einer prozessornahen Sprache (z. B. Assembler) programmiert.
Sie arbeiten wortorientiert und sind für Funkt.ionssteuerungen dem Logikprozessor in Geschwindigkeit und Effizienz der Programmierung weit unterlegen. Die Wortverarbeitung wird jedoch benötigt zum Messen, Dosieren, Rechnen, Vergleichen oder dem Ausgeben von Texten. Die Grenzen zwischen Mikroprozessorsteuerungen und SPS sind fließend.
Es gibt Zwischenlösungen, bei denen Mikropro.zessor-Steuerungen eine benutzernahe Logiksprache während der Ausführungszeit interpretativ in Befehle der eigenen Sprache übersetzen. Hierdurch wird eine leichte Programmierbarkehrt bei Aufrechterhaltung der Wortverarbeitung durch Zugeständnisse an die Verarbeitungsgeschwindigkeit erkauft. Weitere Lösungen für die Kombination von Bit- und Wortverarbeitung bestehen z. B. in der Verbindung einer Mikroprozessorsteuerung mit einer SPS innerhalb einer Maschinensteuerung oder in der gemeinsamen Anordnung eines Logikprozessors und eines Mikroprozessors in einem System.
Signal-Prozessoren sind programmierbare Bausteine zur Echtzeitverarbeitung analoger Signale, etwa vorzustellen als Anordnung von Mikroprozessor, Analog-Digital-Wandler und Digital-Analog-Wandler auf einem Baustein.
Sie können z. B. für die Peripherieeinrichtungen (Aussenperipherie) eingesetzt werden.

Claims

Ansprüche 1) Elektronische Maschinensteuerung, insbesondere für eine Karde oder Krempel, bei der die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials gesteuert und kontrolliert werden, wobei z. B. die Ist-Drehzahlen der Speisewalze und des Abnehmers mit vorgegebenen, in einem Speicher vorhandenen Soll-Drehzahlen verglichen und aus der Abweichung Stellwerte gebildet und der Speisewalze bzw. dem Abnehmer zugeführt werden, um eine vorgewählte Liefergeschwindigkeit bzw.

einen vorgewählten Verzug einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher als Teil eines die Maschine steuernden Mikrocomputers (7) ein fest eingespeichertes Maschinenprogramm in einem Programmspeicher (3) und alle veränderlichen Signale für die Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials, z. B. Ist- und Sollwerte für Verzug, Liefergeschwindigkeit, Banddicke, Kannenfüllung u. dgl. in einem oder mehreren Datenspeichern (2) aufnimmt, daß der Mikrocomputer (7) mindestens einen Mikroprozessor (1) als zentrale Recheneinheit aufweist, welche die wechselseitig zwischen dem Speicher (2, 3) und einer Interface-Logikschaltung (4) laufenden Daten verarbeitet und steuert, daß die Interface-Logikschaltung (4) Ein- gabesignale aufnimmt und zur Weiterleitung an den Mikroprozessor (1) umsetzt, die ihr z. B. von einer Eingabevorrichtung (Tastatur 5) zur Programmeingabe und von Gebern (8) zur Darstellung des augenblicklichen Maschinenzustandes zugeführt werden und daß die Interface-Logikschaltung (4) Ausgabesignale an eine Produktionslogik (9) für die Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials gibt, wobei diese Ausgabesignale aus den Eingabesignalen und den gespeicherten Programmdaten über den Mikroprozessor (1) entwickelt werden, um die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials über die Produktionslogik (9) programmgemäß zu steuern und zu kontrollieren.

2-) Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) außer Ist- und Sollwerten für z. 8. Verzug, Liefergeschwindigkeit und Banddicke Zusatzfunktionen für interne oder externe Steuervorgänge einzugeben sind.

3) Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) des Mikrocomputers (7) Signale des Ist-Wertes von Meßgliedern einzugeben sind.

4) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeichern (2) Signale des Ist-Wertes der Drehzahl der Speisewalze (11) einzugeben sind.

5) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des Ist-Wertes der Drehzahl der Trommel (13) einzugeben sind.

6) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des Ist-Wertes der Drehzahl des Abnehmers (14) einzugeben sind.

7) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des mit einer Meßeinrichtung (43) ermittelten Ist-Wertes des Motorstromes des Antriebes für die Speisewalze (11) einzugeben sind.

8) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des mit einer Meßeinrichtung (43) ermittelten Ist-Wertes des Motorstromes des Antriebes für den Abnehmer (14) einzugeben sind.

9) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des mit einer Meßeinrichtung ermittelten Ist-Wertes der Motorspannung des Antriebes für die Speisewalze (11) einzugeben sind.

10) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des mit einer Meßeinrichtung ermittelten Ist-Wertes der Motorspannung des Antriebs für den Abnehmer (14) einzugeben sind.

11) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale einer Testeinrichtung (31) einzugeben sind.

12) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des Ist-Wertes des Meßsignals (z) der Faserbanddicke einzugeben sind.

13) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale des Ist-Wertes des Meßsignals der aktuellen Fasermenge, z. B. der Stärke des Trommel- oder Abnehmerbelages, einzugeben sind.

14) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale aus der Karde oder Krempel vorgeschalteten Maschinen, z. B. Flockenbeschickung (46), Feinöffner, einzugeben sind.

15) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale aus der Karde nachgeschalteten Maschinen, z. B.

Streckwerk (47), einzugeben sind.

16) Steuerung nach ein-em der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Schaltfunktionen sind.

17) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Regel funktionen sind.

18) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Signale über einen Analog/Digital-Wandler (22) dem Datenspeicher (2) zugeführt werden.

19) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Soll-Werte, z. B. für die Drehzahl der Speisewalze (11), der Trommel (13), des Abnehmers (14) u. dgl.

einzugeben sind.

20) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daD in den Datenspeicher (2) Signale zur Betriebskontrolle, z. B. Vor- und Hauptsignal für Kannenfüllung eingegeben werden.

21) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale von Oberwachungselementen einzugeben sind, um Betriebsstörungen anzuzeigen.

22) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in den bzw. aus dem Datenspeicher (2) Signale aus einem und/oder für einen übergeordneten Leitrechner (36).eine übergeordnete Steuerung o. dgl. für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln einzugeben sind.

23) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in den bzw. -aus dem Datenspeicher (2) Signale aus einem und/oder für ein Programmiermodul (37), mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können, einzugeben sind.

24) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in den bzw. aus dem Da- tenspeicher (2) Signale aus und/oder für die Maschinenbedienung einzugeben sind, z. B. Ein- und Ausschaltung der Karde oder Krempel, um den Maschinenzustand zu ändern.

25) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Datenspeicher (2) Signale für Stellglieder einzugeben sind.

26) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Datenspeicher (2) Signale für den Antrieb der Speisewalze (11) auszugeben sind.

27) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Datenspeicher (2) Signale für den Antrieb des Abnehmers (14) auszugeben sind.

28) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale für die Stellglieder über einen Digital/Analog-Leistungsumsetzer (24, 27) den Stellgliedern, z. B. den Antriebsmotoren (25, 28) zugeführt werden.

29) Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Datenspeicher (2) Signale für Betriebskontrollelemente auszugeben sind, wie Produktions- und Zählerstandsanzeigen (38), Signal lampen (40) und für Schütz-Schalter (41) und Ventile (42) u. dgl.

30) Steuerung und Regelung für eine Karde oder Krempel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 29, bei der zur Erfassung und Einstellung von maschinenbezogenen und fasertechnologischen Soll-Werten mindestens ein Meßwertaufnehmer vorgesehen ist, der mit mindestens einem elektronischen Steuer- und Regelgerät, dem ein Sollwertsteller zugeordnet ist, in Verbindung steht, das an mindestens ein Stellglied angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung und Einstellung aller maschinenbezogener und fasertechnologischer Kennwerte der Karde oder Krempel die Meßwertaufnehmer (21, 26, 30, 32) an einen Analog/Digital-Wandler (22) angeschlossen sind, der mit einem elektronischen Microcomputer-Steuer- und Regelgerät (7) in Verbindung steht, das an Digital/Analog-Leistungsumsetzer (24, 27) angeschlossen ist, denen die Stellglieder (25, 28) nachgeordnet sind, wobei das Steuer- und Regelgerät (7) die maschinenbezogenen und fasertechnologischen Kennwerte wechselseitig zu verknüpfen vermag.