DE3218114C2 - Vorrichtung an einer Karde zur Vergleichmäßigung von Kardenbändern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Karde zur Vergleichmäßigung von Kardenbändern, bei der die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials kontrolliert und gesteuert werden, 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.

Bei einer bekannten Karde erfolgen Steuerung und Kontrolle der Art und Menge 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.

Aus VDI-Z 123 (1981) Nr. 1/2-Januar (I/III), S. 15 bis 21 sind elektronische Maschinensteuerungen mittels eines Microcomputers bekannt, bei denen ein Speicher als Teil eines die Maschine steuernden Mikrocomputers ein fest eingespeichertes Maschinenprogramm in einem Programmspeicher und alle veränderlichen Signale für die Steuerung und Kontrolle der Verarbeitung, z. B. Ist- und Sollwerte in einem oder mehreren Datenspeichern aufnimmt, bei denen der Mikrocomputer mindestens einen Mikroprozessor als zentrale Recheneinheit aufweist, welche die wechselseitig zwischen dem Speicher und einer Interface-Logikschaltung laufenden Daten verarbeitet und steuert, bei der die Interface-Logikschaltung Eingabesignale aufnimmt und zur Weiterbildung an den Mikroprozessor umsetzt, die ihr z. B. von einer Eingabevorrichtung zur Programmeingabe und von Gebern zur Darstellung des augenblicklichen Maschinenzustandes zugeführt werden und bei der die Interface-Logikschaltung Ausgabesignale an eine Produktionslogik für die Steuerung und Kontrolle der Verarbeitung gibt, wobei diese Ausgabesignale aus den Eingabesignalen und den gespeicherten Programmdaten über den Mikroprozessor entwickelt werden, um die Verarbeitung über die Produktionslogik programmgemäß zu steuern und zu kontrollieren. Aus dieser Literaturstelle sind keine Vorrichtung an einer Karde zur Vergleichmäßigung von Kardenbändern und ebensowenig eine Abstimmung maschinenbezogener und fasertechnologischer Kennwerte im Kardierprozeß bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung 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 Patentan­ spruchs 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, Befehlssignale 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 Mikrocom­ puter in Verbindung mit Leistungsumsetzern, z. B. Thyristoren. Eine aufwendige und anfällige elektronische Motorregelung entfällt. Hierbei werden zugleich die nö­ tigen Zusammenhänge, d. h. die Drehzahlabstimmung zwischen Speisewalze, Abnehmer und Trommel der Karde realisiert. Die Verarbeitung der Meß- und Stellsignale für die Band­ regulierung des Faserbandes erfolgt ebenfalls durch den Mikrocomputer. Durch die ständige Überwachung aller we­ sentlichen Meßwerte können Fehler frühzeitig erkannt und lokalisiert werden. In vorteilhafter Weise kann durch den Mikrocomputer zugleich eine direkte Drehzahl­ regelung 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 Mikropro­ zessors ist es möglich, für bestimmte Partien einmalig ermittelte optimale Werte, z. B. für Verzug, Lieferge­ schwindigkeit 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, Hochlaufin­ tegrator u. ä.).

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Durch den Einsatz eines Leitrechners können diverse Auf­ gaben übernommen werden.

• a) Fehlermeldung- und -lokalisierung (Klartext) für Karderiemeister u. a.
• b) Betriebsdatenerfassung (Stillstandszeiten, Produktion, Bandbrüche, Fehler).
• c) Hinweise auf Wartungs-, Reinigungs- und Re­ paraturarbeiten (Betriebsstundenzähler).
• d) Für eine vom Leitrechner vorgegebene Karden­ gruppe können alle Karden auf eine entspre­ chende Partie programmiert bzw. umgestellt werden.
• e) Jede einzelne Karde kann vom Leitrechner aus korrigiert bzw. beeinflußt werden (Produk­ tionsgeschwindigkeit u. ä.).

Durch die "Intelligenz" des Systems ist es möglich, bei auftretenden Störungen sofort einzugreifen und mögliche nachteilige Auswirkungen nicht erst zuzulassen, wie fol­ gende Beispiele zeigen:

Durch Kabelbruch, Fehlbedienung o. ä. kann für eine Kannenfüllung ein Wert von 50 000 m/Kanne vorgegeben werden, wobei in dem System gespeichert ist, daß nur 9000 m/Kanne zutreffend sind. Bevor die unzutreffende Kannenfüllung von 50 000 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 ausge­ führt. - Weiterhin ist gespeichert, daß zu einer be­ stimmten Produktionsgeschwindigkeit eine bestimmte Drehzahl der Speisewalze gehört. Wird festgestellt, daß der Antriebsmotor für die Speisewalze plötzlich eine die vorgegebene Grenze überschreitende Drehzahl aufweist, wird die Maschine sofort abgestellt und der Fehler gemeldet, lokalisiert und ggf. werden auto­ matisch Hinweise für Abhilfe gegeben. - Auch wenn z. B. bei Schwergängigkeit die Drehzahl der Trommel absinkt, kann dies ebenfalls sofort erkannt, gemeldet und ausge­ wertet werden.

Erfindungswesentlich ist die zentrale Steuerung bzw. Regelung und Kontrolle aller Meß-, Befehls- und Stell­ signale bei der Verarbeitung des Fasermaterials durch den Mikrocomputer (Mikroprozessorsystem). Der Mikro- Computer wird also für Regelfunktionen eingesetzt, z. B. Drehzahlregelung der Speisewalze, des Abnehmers u. dgl. Der Mikrocomputer wird außerdem für Steuerfunk­ tionen eingesetzt, z. B. Ein-/Aus-Schaltung der Karde oder Krempel, Steuerung der Geschwindigkeitsstufen der Walzen, z. B. des Vorreißers, der Trommel, des Abneh­ mers für Anlagegang, Schnellgang und Langsamgang u. dgl.

Das System enthält die Anweisung, den Mikrocomputer auf eine neue, bisher nicht übliche und auch nicht naheliegende Art und Weise zu benutzen, nämlich zur Verknüpfung technischer Merkmale. Durch die Erfindung erfolgt eine neue und erfinderische Verwendung des Mikrocomputers zur Beeinflussung des Produktionsvor­ ganges. Wichtig ist die Verknüpfung des Mikrocomputers mit technischen Merkmalen, wobei eine neue erfinderi­ sche Brauchbarkeit der Anlage gelehrt wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, durch die Anwendung eines elektronischen Microcomputer-Steuer- und Regel­ gerätes in sehr erheblichem Umfang apparativen Auf­ wand 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 Leistungs­ umsetzer 27 keine Regelgeräte, sondern beispielsweise nur Leistungstransistoren sind, die durch entsprechende Impulse des Steuergerätes angesteuert werden.) Die Re­ gelung maschinenbezogener und fasertechnologischer Kenn­ daten erfolgt nicht mehr getrennt, sondern zusammen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der besondere Vor­ teil besteht darin, daß dadurch die maschinenbezogenen und fasertechnologischen Kenndaten miteinander ver­ knüpft und wechselweise aufeinander einwirken können. Beispielsweise können die Ist-Werte der Banddickenmes­ sung (fasertechnologisch) im Steuergerät verarbeitet und als (maschinenbezogene) Regelgrößen für die Drehzahl der Einzugswalze und/oder des Abnehmers der Karde ausge­ geben 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 glei­ chen maschinenbezogenen Regelgrößen der Walzen der Karde eingestellt werden. Schließlich können erforderliche fa­ sertechnologische Kenndaten auf die möglichen Maschinen­ leistungen abgestimmt und dadurch die Beziehung Kardier­ technologie zur Kardenkonstruktion optimiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für andere Funktio­ nen, z. B. des Antriebes und/oder der Kardiertechnologie über gewünschte, eingebbare Kennkurven ein bestimmtes Regelverhalten verwirklicht werden kann. Im Ergebnis werden die für die Kardiertechnologie notwendigen In­ formationen (Drehzahlen, Banddicke, Drehzahlverhält­ nisse 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 wie­ dergegebene vollautomatische Steuerung für eine Karde oder Krempel,

Fig. 2 ein Schaltbild für die Regelung der Spei­ sewalze und des Abnehmers der Karde,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung mit weiteren Steuerungs- und Kontrollfunktionen,

Fig. 4e eine Banddickenmeßeinrichtung mit Wandler für die Umwandlung pneumatischer in elektrische Signale und

Fig. 5 ein Flußdiagramm für die mit der erfindungs­ gemäßen elektronischen Maschinensteuerung durchgeführte Beeinflussung der Produktions­ weise, 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 bil­ den in ihrer Gesamtheit einen Mikrocomputer 7.

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 bestimm­ ten ermittelten Betriebszuständen bestimmte Maschinen­ funktionen zulassen oder unterdrücken. Hierbei geht es beispielsweise um Daten, die den erlaubten Drehzahlbe­ reich des Abnehmers festlegen.

Der Mikroprozessor 1 erzeugt zum einen alle für den Betrieb des Mikrocomputers 7 erforderlichen Steuersig­ nale und erledigt zum anderen, gesteuert durch das Programm im PMEM-Speicher 3, alle Datentransfers zwi­ schen den Speichern und den über das Interface 4 ange­ koppelten externen Schaltungen und Einrichtungen. Im übrigen führt der Mikroprozessor 1 alle benötigten Be­ rechnungen 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 Einga­ besignale, also etwa Tastatursignale und Signale zur Darstellung des Maschinenzustandes, in den Mikrocom­ puter 7 einzulesen und die in diesem befindlichen Infor­ mationen, also Befehle, an die externen Steuerlogiken, Anzeigeeinrichtungen u. dgl. als Ausgabesignale abzu­ geben.

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 an­ geschlossenen Regelmotoren 10 für den Materialtransport vorgesehen. Die Logik 9 enthält bei automatischem Be­ trieb ihre Befehlssignale vom Mikrocomputer 7 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 Program­ miertaste wird dabei ein Code erzeugt, der über das Interface 4 in den Mikroprozessor 1 eingelesen wird. Dieser entscheidet, ob der betreffende Code einen Be­ fehl, also etwa das Speichern, Löschen oder Einsetzen eines Signals, oder eine Information für das Produktions- Programm darstellt. Im ersten Fall wird der entsprechende Befehl ausgeführt. Bei Ermittlung eines Befehlssignals in Speichern veranlaßt der Mikroprozessor 1 die Übertra­ gung der zuletzt eingegebenen Daten in den Speicher 2.

Im zweiten Fall werden Ziffern bzw. Funktionen für weitere Verwendung im Datenspeicher 2 zwischenge­ speichert.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Karde mit einer Speise­ walze 11, einem Vorreißer 12, einer Trommel 13, einem Abnehmer 14, einer Abstreichwalze 15, zwei Quetschwal­ zen 16, 17, einem Flortrichter 18 und zwei Abzugswal­ zen 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 Mikro­ prozessor (sh. Fig. 1) mit Speicher (sh. Fig. 1) ent­ haltenden elektronischen Steuereinheit, dem Mikro­ computer 7, in Verbindung. Der Analog/Digital-Wandler 22 wird von dem Mikrocomputer 7 gesteuert. Dem Mikrocompu­ ter 7 ist ein Sollwertgeber 23 zugeordnet. Der Mikro­ computer 7 ist an einen ersten Digital/Analog-Leistungs­ umsetzer 24 angeschlossen, der vom Mikroprozessor 1 ge­ steuert 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 ange­ schlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit dem Mikrocomputer 7 in Verbindung. Der Mikrocomputer 7 ist außerdem an einen zweiten Digital/Analog-Leistungs­ umsetzer 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 Ein­ gangssignalen und den gespeicherten Programmdaten wer­ den über den Mikroprozessor 1 (sh. Fig. 1) digitale elek­ trische Ausgangssignale entwickelt. Diese Digitalsig­ nale werden durch die nachfolgenden Digital/Analog- Leistungsumsetzer 24 bzw. 27 wieder in analoge elektri­ sche Signale umgesetzt und gelangen anschließend in die Regelmotoren 25 bzw. 28, mit denen die Speisewalze 11 bzw. der Abnehmer 14 gesteuert werden.

Fig. 3 zeigt eine Steuerung wie Fig. 2, jedoch mit zusätzlichen Steuer- und Kontrollfunktionen. Der Trom­ mel ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer Tachoge­ nerator 30 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wand­ ler 22 angeschlossen ist. Weiterhin ist an den Analog/ Digital-Wandler eine Testeinrichtung 31 angeschlossen. Schließlich wird dem Analog/Digital-Wandler ein Analog­ signal aus einer Banddickenmeßeinrichtung zugeführt, die in Fig. 4 näher beschrieben wird.

An den Mikrocomputern 7 sind weiterhin die folgenden Ein­ richtungen 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; Überwachungs­ organe 35, die Störungen des Systems bzw. im Betriebs­ ablauf melden; ein übergeordneter Leitrechner 36 für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln; ein Programmier­ modul 37, mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können; ein Anzeigegerät 38 für Produktions- und Zählerstandsanzeige; eine Einrich­ tung 39, mit der z. B. Signallampen 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 Meßein­ richtung 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 Aus­ gangssignal ist ein (sich aus der Messung ergebendes) äquivalentes Meßsignal wobei bei Messung des Motorstro­ mes 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 Meß­ wertaufnehmer aufgenommen wird, der Drehzahl der Trommel 13 (sh. Fig. 2) eingegeben. In den Datenspeicher 2 (sh. Fig. 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 Überwachungselementen 35 (sh. Fig. 3), z. B. eines bekannten Motorschutzschalters, eingegeben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) werden Signa­ le 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 eingege­ ben. In dem bzw. aus dem Datenspeicher 2 (sh. Fig. 1) wer­ den Signale aus einem und/oder für ein bekanntes Program­ miermodul 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. B. 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 ver­ wirklicht werden.

Nach Fig. 4 durchläuft das Faserband F den Flortrichter 8, wobei ein pneumatisches Signal x gewonnen wird, das in ei­ nem 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 Gleich­ mäßigkeit des die Karde verlassenden Faserbandes F zu regeln.

Das in Fig. 5 dargestellte Flußdiagramm zeigt die Auf­ einanderfolge der Arbeitsabläufe, die von dem Mikropro­ zessor 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 Verände­ rungen des Kardierprozesses im Vergleich zum konventio­ nellen Mikroprozessor-Schleifendurchlauf (Zyklus) sehr langsam vor sich gehen, bildet diese Forderung im vor­ liegenden Fall keine Schwierigkeiten, besonders durch die relativ geringe Anzahl von Schritten im Rahmen eines kompletten Arbeitszyklus.

Im Arbeitsablauf entsprechend Fig. 5 zeigt der erste Re­ chenkasten, daß der Soll- und Ist-Wert für die Geschwin­ digkeiten 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 er­ geben, 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 Abnehmergeschwin­ digkeit 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 Speise­ walze im folgenden (dritten) Rechenkasten bestimmt, und der neue Vorgabewert wird dem Leistungsumsetzer 24 zuge­ führt.

Wenn der Ist-Wert und der Soll-Wert für die Geschwindig­ keit der Speisewalze gleich sind oder nach Bestimmung eines neuen Vorgabewertes für die Speisewalze, werden der Soll-Wert und der Ist-Wert für die Banddicke gespei­ chert. Der Soll-Wert kann vom Datenspeicher abgefragt werden, während der Ist-Wert der Banddicke über den Wandler 22 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 zwi­ schen der Banddicke und den Abnehmer- und Speisewalzen­ geschwindigkeiten, was bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der neue Soll-Wert oder die neuen Soll-Werte werden dann zu dem ersten Rechenkasten zurückgeführt. Wenn der letzte Entscheidungskasten Übereinstimmung zwi­ schen dem Ist-Wert und der gewünschten Banddicke anzeigt, kehrt der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten Entschei­ dungskasten zurück.

Fig. 6 zeigt ein ähnliches Flußdiagramm wie Fig. 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 Fig. 5 gezeigten Art. Im Gegensatz zu Fig. 5 kehrt nach dem letzten Rechenkasten der Arbeitsablauf zum Eingang des ersten Entscheidungskastens zurück. Während in Fig. 5 Ist- Werte (actual values) im ersten Rechenkasten bestimmt werden, werden in Fig. 6 am Eingang statt dessen, Vor­ gabe-Werte (control values) berechnet.

Der Mikrocomputer 7 kann eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder eine Mikroprozessorsteuerung ent­ halten.

Speicherprogrammierbare Steuerungen können alle Aufga­ ben von Funktionssteuerungen übernehmen. Sie arbeiten nicht parallel wie Schützsteuerungen, sondern durchlau­ fen das gesamte Programm zyklisch. Logische Verknüpfun­ gen 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. Spe­ ziell aufgebaute Logikprozessoren erreichen hierbei Zyk­ luszeiten von 1 bis 3 ms für 1000 Programmworte. Dem An­ wender 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 las­ sen die quasi-parallele Abarbeitung mehrerer Programm­ zyklen 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 Pro­ grammierkosten, auf diesen Bereich beschränkt.

Mikroprozessor-Steuerungen werden in der Regel in einer prozessornahen Sprache (z. B. Assembler) programmiert. Sie arbeiten wortorientiert und sind für Funktionssteue­ rungen 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 Mikroprozessor-Steue­ rungen eine benutzernahe Logiksprache während der Ausfüh­ rungszeit interpretativ in Befehle der eigenen Sprache übersetzen. Hierdurch wird eine leichte Programmierbar­ keit bei Aufrechterhaltung der Wortverarbeitung durch Zugeständnisse an die Verarbeitungsgeschwindigkeit er­ kauft. 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 vorzustel­ len als Anordnung von Mikroprozessor, Analog-Digital- Wandler und Digital-Analog-Wandler auf einem Baustein. Sie können z. B. für die Peripherieeinrichtungen (Auß­ enperipherie) eingesetzt werden.

Claims (15)

1. Vorrichtung an einer Karde zur Vergleichmäßigung von Karden­ bändern, bei der die Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials kontrolliert und gesteuert werden, bei der zur Erfassung und Einstellung von maschinenbezogenen und fasertechnologischen Soll-Werten mindestens ein Meßwertauf­ nehmer 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 fasertechnologi­ scher Kennwerte der Karde die Meßwertaufnehmer (21, 26, 30, 32) an einen Analog/Digital-Wandler (22) angeschlossen sind, der mit einem elektronischen Mikrocomputer-Steuer und Regelgerät (7) in Verbindung steht, das an Digital/Analog- Leistungsumsetzer (24, 27) angeschlossen ist, denen die Stell­ glieder (25, 28) nachgeordnet sind, wobei das Mikrocomputer- Steuer- und Regelgerät (7) die maschinenbezogenen und faser­ technologischen Kennwerte wechselseitig zu verknüpfen, eine Drehzahlabstimmung zwischen Speisewalze (11) und Abnehmer (14) der Karde vorzunehmen und als Regelgrößen für die Drehzahl der Speisewalze (11) und/oder des Abnehmers (14) Analogsignale auszugeben vermag.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Maschine steuernde Mikrocomputer (7) ein fest einge­ speichertes Maschinenprogramm in einem Programmspeicher (3) und alle veränderlichen Signale für die Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Faser­ materials, z. B. Ist- und Sollwerte für Verzug, Lieferge­ schwindigkeit, Banddicke, Kannenfüllung u. dgl. in einem oder mehreren Datenspeichern (2) aufnimmt, daß der Mikro­ computer (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) Eingabesignale aufnimmt und zur Weiter­ leitung an den Mikroprozessor (1) umsetzt, die ihr z. B. von einer Eingabevorrichtung (Tastatur 5) zur Programmeingabe und von Gebern (8) zur Darstellung des augenblicklichen Ma­ schinenzustandes 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 wer­ den, um die Art und Menge der Verarbeitung des Faserma­ terials über die Produktionslogik (9) programmgemäß zu steuern und zu kontrollieren.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) außer Ist-und Sollwerten für z. B. Verzug, Liefergeschwindigkeit und Band­ dicke Zusatzfunktionen für interne oder externe Steuervor­ gänge eingebbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) des Mikrocom­ puters (7) Signale des Ist-Wertes von Meßgliedern eingebbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale einer Test­ einrichtung (31) eingebbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale aus der Karde oder Krempel vor- und/oder nachgeschalteten Maschinen, wie Flockenbeschickung (46), Feinöffner, eingebbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signale Schaltfunktionen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Soll-Werte, z. B. für die Drehzahl der Speisewalze (11), der Trommel (13), des Abnehmers (14) u. dgl. eingebbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale zur Betriebskontrolle, z. B. Vor- und Hauptsignal für Kannenfüllung eingebbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale von Überwachungselementen eingebbar sind, um Betriebsstörungen anzuzeigen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus einem und/oder für einen übergeordneten Leitrechner (36) eine übergeordnete Steuerung o. dgl. für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln ein­ bzw. ausgebbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus einem und/oder für ein Programmiermodul (37), mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können, ein- bzw. ausgebbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus und/oder für die Maschinenbedienung eingebbar sind, wie Ein- und Aus­ schaltung der Karde oder Krempel.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Signale für Stellglieder eingebbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Signale für Betriebskontrollelemente ausgebbar sind, wie Produktions- und Zählerstandsanzeigen (38), Signallampen (40), Schütz-Schalter (41), Ventile (42) u. dgl.