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Die Erfindung bezieht sich auf ein fadenverarbeitendes System gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Betreiben eines fadenverarbeitenden Systems
gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Bereits bekannte, computerisierte fadenverarbeitende Systeme wie eine Webmaschine
mit ihren zugeordneten Liefer- und Zubehörkomponenten sind mit einer komplexen
mehradrigen Verdrahtung zum Übertragen von Signalen zwischen miteinander
verbundenen Betriebselementen und zugeordneten Steuer- und/oder
Überwachungseinrichtungen ausgestattet. Diese Verdrahtung erstreckt sich zwischen allen Komponenten der
Komponentengruppe des fadenverarbeitenden Systems.
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In EP-A-0 458 874 und WO 92/03881 A sind Verfahren und strukturelle Einrichtungen
zum Steuern und/oder Überwachen eines fadenverarbeitenden Systems offenbart, und
zwar mit Hilfe eines Zweileitungs-Feldbusses für die Übertragung von Nachrichten in der
Form eines schnellen Kommunikationsprotokolls mit Informationstypen, die hinsichtlich
ihrer jeweiligen Prioritäten differieren, um eine Echtzeitübertragung zumindest für
Informationen mit höchsten Priorität zu erzielen, die denselben Feldbus benutzen wie
Informationstypen niedrigerer Prioritäten. Die Verdrahtung kann hierbei bereits durch den
Zweileitungs-Feldbus vereinfacht werden, und auch durch das Kommunikationsprotokoll
von speziellen Kommunikationsmikroprozessoren an den Schnittstellen mit dem
Feldbus. Um jedoch alle Übertragungsteilnehmer an den Feldbus anzuschließen, muss der
Feldbus in die gedrängte Umgebung des fadenverarbeitenden Systems und an Stellen
integriert werden, an denen Einbauraum und Zugang ernsthaft beschränkt sind. Der
Feldbus ist ferner anfällig gegen Beschädigungen. Das gesamte System muss eine
komplizierte Auslegungskonfiguration erhalten. Schäden am Feldbus verursachen leicht
Zusammenbrüche der Kommunikationsmikroprozessoren.
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WO98/50833 offenbart ein automatisiertes Wohnungs-Managementsystem, das eine
Radiofrequenzkommunikation benutzt zwischen Subsystemen und in einer Vielzahl
Wohnungen und anderen Räumen angeordneter Einrichtung, um diese Wohnungen auf
zentralgesteuerte Weise zu betreiben, z. B. Privathäuser, Appartementgebäude,
Bürogebäude, und andere okkupierte Räume und Strukturen. Die Radioübertragung findet statt
mit einer variablen Übertragungs/Empfangs-Frequenz, derart, dass der Strom und die
variablen Frequenzen zwischen zwei oder mehreren Frequenzen synchron springen.
Eine ausgedehnte Spektrums-Kommunikationstechnik wird in dem 900 MHz-
Übertragungsbereich empfohlen. Typische Beispiele solcher Subsysteme sind
Wasserboiler, Beleuchtungen, Sicherheitssysteme, interne Telefonverdrahtungssysteme,
Gasmesser, Strommesser, Wasserzähler, Warmwasserleitungen, Wäschetrockner, und dgl.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, ein zuverlässigeres und flexibles computerisiertes
fadenverarbeitendes System sowie ein Verfahren zum Betreiben und Steuern dieses
fadenverarbeitenden Systems auf zuverlässigere und flexible Weise anzugeben.
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Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit dem Verfahren
gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Radioübertragungen innerhalb eines Frequenzbandes, wie es für industrielle Einsatzfälle
verfügbar ist, und über drahtlose Übertragungspfade vermeidet die Notwendigkeit, einen
Feldbus mit einer komplizierten Auslegungskonfiguration auszubilden. Die
Übertragungsteilnehmer kommunizieren miteinander durch Radioübertragungen. Dies führt zu
einer bequemen modularen Austauschbarkeit der Übertragungsteilnehmer. Im Fall von
Übertragungsfehlern oder Störungen ist die Gefahr von Schäden für andere
Übertragungsteilnehmer reduziert. Jede Komponente oder eine Komponentengruppe kann leicht
unabhängig von anderen und auch von anderen Herstellern vorfabriziert werden. Die
notwendige Kompatibilität lässt sich einfach erzielen und gestattet eine vorteilhafte
modulare Zusammensetzung von verschiedenen fadenverarbeitenden Systemen jeweils
basierend auf standardisierbaren Grundkomponenten. In ein und demselben
fadenverarbeitenden System können ein Radioübertragungssystem oder mehrere separate
Systeme vorgesehen sein, die dann jeweils eine gemeinsame Frequenz in dem 2.4-GHz-
oder 400-MHz-Band benutzen. Da in einem Radioübertragungssystem alle Teilnehmer in
der Lage sind, Informationen auszusenden oder abzuhören, und zwar ohne die
Beschränkung eines strukturellen Feldbusses wie beim Stand der Technik, ist für die
Zuverlässigkeit der jeweils zu übertragenden oder empfangenen Information spezielle
Sorgfalt erforderlich. Diese radiospezifische Aufgabe wird erfüllt durch die Radio-Medien-
Zugangssteuer-Schnittstellen-Mittel, die für die Organisation und die Umwandlung der
Information in die Radiosignale wie auch für die Auswertung der ankommenden
Radiosignale verantwortlich sind. Moderne Radiosender/Empfänger für industrielle Einsatzfälle
mit einer Reichweite von ca. 10 m wie auch die erwähnten
Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel sind kostengünstig und mit zuverlässigem Betriebsverhalten
erhältlich und lassen sich einfach in existierende elektronische Steuer- und/oder
Überwachungseinrichtungen integrieren. Obwohl durch die Radio-Medien-Zugangs-Steuer-
Schnittstellen-Mittel zusätzliche administrative Overhead-Ausstattung in dem System
konstituiert wird, ist dennoch der wichtigste Vorteil die Vermeidung einer strukturellen
Feldbus-Verdrahtung, wohingegen dennoch die Verwendung der Vorteile eines
schnellen und zuverlässigen Kommunikationsprotokolls möglich ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform sind sogar weitere aktive fadenverarbeitende
Zubehörkomponenten in das Radioübertragungssystem zu Steuer- und/oder
Überwachungszwecken integriert. Eine Voraussetzung solcher Zubehörkomponenten ist eine
elektronische Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung, eine Stromversorgung, ein
Kommunikationsmikroprozessor und das Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel für
die Radiosender/Empfänger. In diesen Zubehörkomponenten des fadenverarbeitenden
Systems werden auch Sensoren, Fadenbremsen, Fadenklemmen, Tensiometer,
Fadenabschneider, Fadenselektoren, Fadenförderer etc. per Radio übertragene Daten
empfangen oder aussenden.
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Es ist von Vorteil, Radiosender/Empfänger gemäß TDMA-Standard zu verwenden, d. h.
eine Form von Radioübertragungen wie sie auch von GSM-Mobiltelefonsystemen
benutzt werden. Alternativ können Radiosender/Empfänger eingesetzt werden, die den
CDMA-Standard entsprechen, d. h. einer anspruchsvolleren Form von
Radioübertragungen mit gesteigerter Zuverlässigkeit und einem hohen Störungssicherheitsniveau.
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Die erwähnten Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel können nur durch
Software konstituiert werden, und zwar in dem Kommunikationsmikroprozessor oder in
einem zugeordneten Mikroprozessor.
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Der Kommunikationsmikroprozessor kann ausgebildet und vorgesehen sein zum
Konfigurieren der unterschiedlichen Informationstypen jeweils mit einem Rahmen, der Daten
enthaltende Rahmenfelder hat. Diese Rahmenkonfiguration ist eine ideale Maßnahme
für rasche und ausfallsichere serielle oder serielle und digitale Übertragungen. Durch
Konfigurieren der Rahmen mit wenigstens einem Datenrahmenfeld, das allgemeine
Priorisierungsdaten und/oder individuelle Adressierungsdaten enthält, lässt sich eine
Echtzeit-Übertragung für wichtige Informationen erzielen, falls dies für eine
Echtzeitsteuerung und/oder Überwachung eines fadenverarbeitenden Systems notwendig sein
sollte, oder lassen sich Informationen nur zwischen speziell ausgewählten Teilnehmern
in dem Übertragungssystem übertragen oder empfangen.
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Die hohe Zuverlässigkeit und das störungsfreie Radioübertragungsniveau in einem
fadenverarbeitenden System könnte vorteilhaft weiter ausgedehnt werden durch
Verwenden eines. Hand-Controllers zur Übertragung und/oder zum Empfang von Informationen
auf drahtlose Weise zu oder von ausgewählten oder nicht ausgewählten Teilnehmern in
dem Übertragungssystem. Zweckmäßig wird der Hand-Controller verwendet, um
Operationsparameter einzustellen oder gespeicherte Informationen auszulesen. Der Hand-
Controller kann einfach so ausgelegt sein, dass er mit mehreren fadenverarbeitenden
Systemen gleicher oder unterschiedlicher Arten kompatibel ist.
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In dem Übertragungssystem sind nicht nur die Fadenliefervorrichtungen und die
Textilmaschine selbst Teilnehmer, sondern vorteilhaft auch Fadensensorelemente,
Antriebseinrichtungen, Antriebsoperiereinrichtungen, Tensiometer, Fadenbremsen,
Einfädelausrüstungen, Parametereinstell- und -speicherelemente, usw., von denen alle so
vorbereitet sind, dass sie durch die jeweiligen Radiosender/Empfänger übertragene
Daten absenden oder darauf ansprechen.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung ist:
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Fig. 1 eine schematische Diagrammansicht eines fadenverarbeitenden Systems,
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Fig. 2 eine schematische Ansicht eines essentiellen Teils einer Steuer- und/oder
Überwachungseinrichtung, wie sie in dem fadenverarbeitenden System
von Fig. 1 verwendet wird.
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Ein fadenverarbeitendes Systems S wird konstituiert durch eine fadenverbrauchende
Textilmaschine T, wie eine Webmaschine (wie gezeigt) oder eine Strickmaschine (nicht
gezeigt), durch wenigstens eine Liefervorrichtung F, und, falls benötigt, durch mehrere
fadenverarbeitende Zubehörkomponenten A, wobei alle diese Teile miteinander eine
Komponentengruppe G formieren, die ausgebildet und strukturiert ist für eine
gegenseitige Kommunikation zum Steuern und/oder Überwachen der Zusammenarbeit während
des Betriebs der Komponenten in der Komponentengruppe. Diese Kommunikation wird
durch Radioübertragung auf drahtloser Basis ausgeführt, vorzugsweise bidirektionale,
und durch Verwendung eines schnellen Kommunikationsprotokolls mit
Informationstypen, die in ihrer relativen Rangstufe differieren. D. h., dass die übertragenen
Informationen voneinander verschiedene Prioritäten mit der höchsten Priorität für eine für eine
Echtzeitübertragung bestimmte Information haben, während Informationstypen
niedrigerer Rangstufen auf die Übertragung zu warten haben, wenn gleichzeitig irgendeine
Information mit höherer Rangstufe zu übertragen ist. Die Informationstypen mit höchster
Priorität sind Triggsignale, Stoppsignale, Fadenbruchsignale, Sync-Signale, die
gebraucht werden für die korrekte Zusammenarbeit der Komponenten der
Komponentengruppe G. Operationsparameter, kontinuierliche Betriebssignale, vorbereiteten
Beschleunigungs- oder Verzögerungs-Kommandos gehören beispielsweise zu Informationstypen
mit niedriger Priorität.
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Obwohl in der Zeichnung nur eine Liefervorrichtung F gezeigt ist, kann das
fadenverarbeitende System S eine Vielzahl Fadenliefergerät F gleicher oder unterschiedlicher
Ausbildung enthalten, von denen jedes vorbereitet ist zum Verarbeiten eines Fadens Y, der
für die fadenverbrauchende Textilmaschine T gebraucht wird.
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Die Liefervorrichtung F hat in einem eine Fadenspeichertrommel 2' abstützenden
Gehäuse 1 eine Antriebseinrichtung 2 und Fadenbearbeitungs- oder -überwachungs-
Komponenten wie Fadensensoren 3 oder eine Fadenbremse 4, z. B. im Abzugsbereich
der Liefervorrichtung F. Weitere, nicht gezeigte, fadenbearbeitende
Zubehörkomponenten könnten auch an der Einlaufseite (linken Seite) der Liedervorrichtung F vorgesehen
sein. Diese Zubehörkomponenten 3, 4 sind mit der Stromversorgung der
Liefervorrichtung verbunden oder mit einer eigenen Stromversorgung, und sind auch mit einer
Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung C der Liefervorrichtung F verbunden. Diese
Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung C (ein elektronischer Steuerschaltkreis mit
einem Mikroprozessor zum Steuern des Antriebsmotors 2, z. B. auf der Basis von durch
die Komponenten 3, 4 unabhängig vom Fadenverbrauch abgegebenen Signale und auch
abhängig von Informationen, die von der Textilmaschine T erhalten werden) enthält
einen Kommunikationsmikroprozessor B und wenigstens einen Radiosender/Empfänger R
(der eine nicht gezeigte Antenneneinrichtung besitzt).
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Der Kommunikationsmikroprozessor B ist ausgelegt zur Übertragung von
Informationstypen unter Nutzen eines schnellen Kommunikationsprotokolls und einer seriellen oder
seriellen und digitalen Übertragung, wobei die Informationstypen voneinander
hinsichtlich ihrer Rangstufen verschieden sind, derart, dass ein Informationstyp mit der höchsten
Priorität in Echtzeit übertragen werden kann und Priorität hat gegenüber anderen
Informationstypen mit niedrigerer Priorität. Der Kommunikations-Mikroprozessor B ist in der
Lage, diese Information auf der Basis von Signalen oder Daten bereitzustellen, die in der
Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung C für den Radiosender/Empfänger R
vorliegen, ist jedoch gleichzeitig in der Lage, von jeglicher Information Daten oder Signale
abzuleiten, welche Information über den zugeordneten Radiosender/Empfänger R
erhalten wird für die Komponenten, die mit der Steuer- und/oder Überwachungs-
Einrichtung C verbunden sind.
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Stromab der Faden-Liefervorrichtung F ist als eine Zubehörkomponente A
beispielsweise ein Fadenspanner, eine Fadenbremse, oder ein Tensiometer 5 vorgesehen, der,
beispielsweise, eine eigene Stromversorgung 6 und eine eigene Steuer- und/oder
Überwachungseinrichtung C hat, die erneut ausgestattet ist mit einem Kommunikations-
Mikroprozessor B und einem Radiosender/Empfänger R.
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Nahe beim Einlass eines Webfaches 10 der Textilmaschine T ist eine weitere
Zubehörkomponente A angeordnet, nämlich eine Fadenabschneideinrichtung, ein Fadenselektor,
oder ein Hilfseintragförderer 7, der eine eigene Stromversorgung hat oder mit der
Stromversorgung der Textilmaschine verbunden ist, und der eine eigene Steuer- und/oder
Überwachungs-Einrichtung C besitzt, die einen Kommunikations-Mikroprozessor B und
einen Radiosender/Empfänger R enthält.
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Im Einlaufbereich des Webfaches T ist eine weitere Komponente 8, z. B. eine
Eintrageinrichtung, vorgesehen und, vorzugsweise, mit der Stromversorgung einer Steuer-
und/Oder Überwachungs-Einrichtung C der Textilmaschine T verbunden, wobei die
Komponente 8 ebenfalls mit einem Kommunikations-Mikroprozessor B und einem
Radiosender/Empfänger ausgestattet ist. Am Auslaufende des Webfaches 10 ist eine
weitere Zubehörkomponente 12 angeordnet, z. B. ein Ankunftssensor, der eine eigene
Stromversorgung 6 und eine Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung C hat, die wiederum
ausgestattet ist mit einem Kommunikationsmikroprozessor B und einem Radiosender R.
Die Stromversorgung für den Prozessor B oder den Radiosender/Empfänger R könnte
fallweise auch eine Batterie sein.
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Schließlich ist in der Textilmaschine T eine Hauptsteuer- und/oder Überwachungs-
Einrichtung C angeordnet, beispielsweise nahe beim Steuer- und/oder
Überwachungspaneel P der Textilmaschine T, an welches Paneel P, z. B., eine nur angedeutete
Antriebseinrichtung 9 der Textilmaschine T angeschlossen ist. Auch die Hauptsteuer-
und/oder Überwachungseinrichtung C der Textilmaschine T ist mit wenigstens einem
Kommunikations-Mikroprozessor B und einem zugeordneten, stationären
Radiosender/Empfänger R ausgestattet. Weiterhin kann ein Hand-Controller H benutzt werden als
ein Teil des fadenverarbeitenden Systems S. Der Hand-Controller H hat eine Anzeige-
und Eingabesektion 13, ist auf einer elektronischen Basis ausgebildet und enthält einen
Kommunikations-Mikroprozessor B und einen Radiosender/Empfänger R und eine
eigene Stromversorgung, vorzugsweise eine Batterie.
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Alle Radiosender/Empfänger R in dem fadenverarbeitenden System S sind ausgebildet
zu einer gegenseitigen drahtlosen Übertragung innerhalb eines Frequenzbandes, wie es
für industrielle Einsatzfälle verfügbar ist. Vorteilhafterweise sind sie ausgelegt
entsprechend ISM-Standards und für ein Frequenzband von ca. 2.4 GHz. Alternativ könnten sie
jedoch ausgelegt sein für ein Frequenzband von ca. 400 MHz. Die
Radiosender/Empfänger R, wie verwendet, könnten gemäß TDMA-Standard betrieben werden wie
mobile GSM-Telefonsysteme oder entsprechend einem CDMA-Standard, d. h. einer
etwas anspruchsvolleren Form einer Radioübertragung.
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In Fig. 2 wird ein essentieller Teil jeder der Steuer- und/oder Überwachungs-
Einrichtungen C gezeigt. Innerhalb der Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtung C ist
ein Mikroprozessor MP mit dem Kommunikations-Mikroprozessor B verbunden, der
seinerseits mit seinem Radiosender/Empfänger R verbunden ist. Zwischen dem
Kommunikations-Mikroprozessor B und dem Radiosender/Empfänger R ist ein Radio-Medien-
Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel M angeordnet, entweder in Form von Hardware-
Komponenten oder in Form von Software, konstituiert durch den
Kommunikations-Mikroprozessor B selbst, oder durch einen zugeordneten, nicht gezeigten, Mikroprozessor.
Jeder Radiosender/Empfänger R ist mit einer eingebauten Antenneneinrichtung 14
ausgestattet. Alle oben erwähnten Komponenten können auf einer gemeinsamen
Schaltungsplatine montiert sein.
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Falls von dem Mikroprozessor MP erhaltene Datensignale durch den
Radiosender/Empfänger R zu übertragen sind, werden sie durch den Kommunikations-Mikroprozessor B
organisiert, um eine Computerinformation eines der oben erwähnten verschiedenen
Informationstypen des Kommunikationsprotokolls formen. Da diese Informationstypen
nicht in dieser Form durch den Radiosender/Empfänger R übertragen werden können,
werden z. B. schematisch angedeutete Schnittstellen 15 und 16 benutzt, um zunächst die
von dem Kommunikations-Mikroprozessor B aufgebaute Information zu organisieren und
zu handhaben für den Radiosender/Empfänger R, und um über die zweite Schnittstelle
16 die organisierte oder übersetzte Information in Radiosignale umzuwandeln, die dann
durch den Radiosender/Empfänger R übertragen werden, und zwar beispielsweise durch
Frequenzmodulation (FM). Das Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel M ist
ein IC (integrierter Schaltkreis), der nicht nur die jeweilige Information für den
Radiosender/Empfänger R organisiert und handhabt, sondern auch jegliche per Radio
übertragene empfangene Information organisiert und handhabt zurück zum
Kommunikations-Mi
kroprozessor B, der dann die resultierenden Signale oder Daten in den Mikroprozessor
MP eingibt. Das Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel M ist eine
administrative Overhead-Ausstattung jeder der Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtungen C
und ist erforderlich, da alle Teilnehmer der über die Übertragungspfade D ablaufenden
drahtlosen Radioübertragungen gleichzeitig übertragen und/oder empfangen können und
deshalb eine administrative Organisation innerhalb des Übertragungssystems benötigen,
nämlich das Radio-Medien-Zugangs-Steuer-Schnittstellen-Mittel M in jeder der
kommunizierenden Steuer- und/oder Überwachungs-Einrichtungen C.