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Die
Erfindung betrifft einen Falzmaschinenverbund aus mehreren aufeinanderfolgenden
Aggregaten, zu denen ein Bogenanleger, wenigstens ein Falzwerk und
eine Bogenauslage gehören,
sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Falzmaschinenverbunds.
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Falzarbeiten
können überaus vielfältig sein und
die unterschiedlichsten Kombinationen von Falzaggregaten erfordern,
die üblicherweise
mit einem Bogenausleger und einer Bogenauslage zu einem Falzmaschinenverbund
zusammengestellt werden. Während
beispielsweise das Falzen eines einfachen Prospektblattes mit nur
einem Falzaggregat bewerkstelligt werden kann, werden für das komplexe
Falten von Straßenkarten
oder faltbaren Stadtplänen
zahlreiche Falzaggregate unterschiedlicher Art benötigt. Für den Bogenanleger
kommen je nach Art und Größe der Bogen
verschiedene Typen in Betracht: Rundstapelanleger, Flachstapelanleger,
Palettenanleger usw. Die Bogenauslage als letztes Aggregat des Maschinenverbundes
sorgt für
eine exakte Stapelung der aus dem letzten Falzaggregat übergebenen
Falzbogen und wird in Abhängigkeit
vom jeweiligen Falzprodukt gewählt,
beispielsweise Kastenauslage, Schuppenauslage oder Stehendbogenauslage.
Sie kann mit einer Bogenpresseinrichtung oder Bündelpresseinrichtung kombiniert
werden.
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Für die Falzaggregate
selbst kommen je nach Falzarbeit verschiedene Falzwerke zum Einsatz,
insbesondere Schwertfalzwerke und Taschenfalzwerke. Neben den eigentlichen
Falzaggregaten werden je nach Falzprodukt Zusatzaggregate benötigt, beispielsweise
Perforieraggregate, Heft-, Schneid- oder Leimstationen.
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Nach
der Zusammenstellung des für
die jeweilige Falzarbeit benötigten
Falzmaschinenverbundes ist dessen Einrichtung erforderlich. Die
Betriebsparameter der einzelnen Aggregate müssen nicht nur auf das Falzprodukt
eingestellt werden, sondern es müssen
auch die Funktionen sämtlicher
Aggregate aufeinander abgestimmt werden. Das Aufstellen und Einrichten
eines Falzmaschinenverbundes für
einen neuen Falzauftrag erfordert daher ein hohes Maß an Qualifikation
und einen hohen Arbeitsaufwand. Zusätzlich können im Verlauf der Falzarbeit Eingriffe
erforderlich werden, um den Arbeitsablauf zu optimieren und dem
Abdriften von Maschineneinstellungen entgegenzuwirken. Eine hohe
Arbeitsgeschwindigkeit im gesamten Maschinenverbund wird zwar im
Interesse der Produktivität
angestrebt, jedoch muss ein ausreichender Abstand von der maximalen
möglichen
Kadenz eingehalten werden, um Fehlfunktionen auszuschließen, die
einen längeren Maschinenstillstand
oder gar Beschädigungen
zur Folge hätten.
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Aus
der nachveröffentlichten
Patentanmeldung
DE
195 07 862 A1 ist eine Faltmaschine zum Falten von großformatigen
Zeichnungen bekannt, welche aus Einzelaggregaten in Modulbauweise
besteht. Die einzelnen Aggregate weisen jeweils eine Steuervorrichtung
auf und sind untereinander sowie mit einer übergeordneten Steuervorrichtung
verbindbar. Der Faltmaschine sind die Schaltzustände angeschlossener Bearbeitungseinrichtungen
und die Art des zugeführten
Faltguts zuführbar.
Die Faltmaschine kann außerdem
die Betriebszustände
erfassen und eine selbsttätige
Abrechnung von Faltvorgängen ausführen. Eine
solche Faltmaschine wird in Konstruktionsabteilungen oder -büros aufgestellt,
um große
Konstruktionspläne
zu falten. Wie die Inbetriebnahme einer solchen Faltmaschine erfolgt,
geht aus der
DE 195
07 862 A1 nicht hervor.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Falzmaschinenverbund
und ein Verfahren zum Betreiben eines Falzmaschinenverbunds zu schaffen,
wodurch die Abstimmung einzelner Aggregate des Falzmaschinenverbunds
aufeinander bei der Inbetriebnahme für den Bediener vereinfacht
wird und das Risiko einer fehlerhaften Inbetriebnahme durch das
Bedienpersonal erheblich vermindert wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Patentansprüche
1 und 14 gelöst.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht,
einen Falzmaschinenverbund ohne großen Aufwand an Arbeitszeit
und qualifiziertem Personal nach den jeweiligen Bedürfnissen zusammenzustellen
und mit optimaler Produktivität zumindest
nahezu ohne Eingriffe durch das Bedienungspersonal zu betreiben.
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In
dem erfindungsgemäßen Falzmaschinenverbund
sind eine übergeordnete
Hauptsteuerung und eine Aggregatsteuerung in jedem Aggregat vorgesehen;
die Aggregatsteuerung ermöglicht
bei Bedarf den autarken Betrieb des Aggregats unabhängig von
der Hauptsteuerung. Mit Ausnahme des Bogenanlegers ist jedes Aggregat über eine
Steckverbindung an das vorausgehende Aggregat angeschlossen. Die
Hauptsteuerung und die Aggregatsteuerungen sind jeweils über eine
standardisierte serielle Schnittstelle an einen seriellen Bus angeschlossen. Jedes
Aggregat ist mit Erkennungsmitteln versehen, die ihm die Feststellung
ermöglichen,
ob ihm ein Aggregat vorausgeht und ob ihm eines nachfolgt. Die Aggregatsteuerungen
sind der Hauptsteuerung untergeordnet, die zumindest eine derjenigen
Funktionen der einzelnen Aggregate steuert, die für die Gesamtfunktion
des Maschinenverbundes von Bedeutung sind. Zu den Funktionen, die
für die
Gesamtfunktion des Maschinenverbundes von Bedeutung sind, gehört insbesondere
der Bogenvorschub in den einzelnen Aggregaten. Da dieser wiederum
von der Arbeitsgeschwindigkeit des Hauptantriebes jedes Aggregats
abhängt,
sind die Antriebe der Aggregate des gesamten Maschinenverbundes über ihre
im Slave-Modus betriebenen Aggregatsteuerungen der im Master-Modus
betriebenen Hauptsteuerung unterworfen. Die Hauptsteuerung ist vorzugsweise
dem ersten Aggregat des Verbundes zugeordnet, also dem Bogenanleger.
Die Arbeitsgeschwindigkeit jedes Aggregats wird also der Arbeitsgeschwindigkeit des
Bogenanlegers nachgeführt,
wobei jedoch die Arbeitsgeschwindigkeit des Bogenanlegers nur innerhalb
eines Bereiches veränderlich
ist, dessen Maximalwert durch die höchste mögliche Arbeitsgeschwindigkeit
des langsamsten Aggregats im Verbund bestimmt wird.
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Nachdem
ein Falzmaschinenverbund nach einem neuen Falzauftrag zusammengestellt
ist, ermittelt die Hauptsteuerung zunächst bei der Inbetriebnahme
alle im Verbund befindlichen Aggregate und fragt ihre Kenndaten
ab. Aus diesen Kenndaten und aus den zuvor eingegebenen Falzparametern
ermittelt die Hauptsteuerung dann die Betriebs- und Einstellparameter
für die
verschiedenen Aggregate und übermittelt
sie über
den seriellen Bus an die betreffenden Aggregatsteuerungen zu deren
Initialisierung sowie zur Initialisierung des Gesamt verbundes. Die
Kenndaten jedes Aggregats werden, soweit sie für die Funktion des Gesamtverbundes
von Bedeutung sind, automatisch berücksichtigt und in Betriebs-
und Einstellparameter für
den Gesamtverbund umgesetzt, so daß Einrichtarbeiten nahezu vollständig entfallen.
Da die Hauptsteuerung auch alle Funktionen der einzelnen Aggregate überwacht,
die für
die Gesamtfunktion des Maschinenverbundes von Bedeutung sind, können die
Einstellwerte und Betriebsparameter im Verlaufe des gesamten Betriebes
im Sinne eine Optimierung für
die Funktionssicherheit und Produktivitätssteigerung nachgeregelt werden. Eingriffe
durch das Bedienpersonal sind nicht oder kaum erforderlich.
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Beim
Betrieb des Falzmaschinenverbundes sind verschiedene Betriebszustände zu unterscheiden,
in denen die Hauptsteuerung besondere Funktionen abwickeln kann:
die Vorbereitung des Maschinenverbundes für die Betriebsaufnahme, im
folgenden als ”Aufstarten
und Initialisierung” bezeichnet, das
Anfahren und Abschalten des Maschinenverbundes sowie die Fehlerbehandlung
während
des Betriebs. In jedem dieser Betriebszustände gewährleistet die Hauptsteuerung
optimale Abläufe
zur Vermeidung von Makulatur, manuellen Eingriffen und unnötigen Stillstandszeiten.
So werden beim Anfahren des Maschinenverbundes die Antriebe der
Aggregate nacheinander in der Reihenfolge vom letzten zum ersten
Aggregat eingeschaltet, indem jedes auf die Bogenauslage folgende
Aggregat erst aktiviert wird, nachdem von dem vorausgehenden Aggregat
eine Meldung empfangen wurde, daß dessen Antrieb läuft. Der
Bogenanleger wird also erst aktiv, wenn die Betriebsbereitschaft
aller ihm nachfolgenden Aggregate gewährleistet ist. Beim Anhalten
des Maschinenverbundes werden die Aggregate hingegen in entgegengesetzter
Reihenfolge nacheinander stillgesetzt, mit dem Bogenanleger beginnend.
Der zuletzt angelegte Bogen durchläuft den Maschinenverbund daher
vollständig
bis zur Bogenauslage.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
vereinfachtes Blockschema eines Falzmaschinenverbundes;
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2 ein
Blockschema mehrerer über
einen übergeordneten
Bus mit einem Leitrechner vernetzter Maschinenverbunde;
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3 eine
Ausführungsform
eines Bedienfeldes für
die Hauptsteuerung des Verbundes;
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4 eine Ansicht eines Bedienfeldes für eine Aggregatsteuerung
an einem Aggregat des Verbundes;
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5 eine
schematische Darstellung der Menüstruktur
für die
Bedienerführung
an der Hauptsteuerung;
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6 ein
Blockschaltbild eines Bogenanlegers mit einem ersten Falzaggregat
des Verbundes;
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7 ein
Blockschaltbild eines darauffolgenden Aggregats des Verbundes;
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8 ein
Blockschaltbild einer einfachen Bogenauslage des Verbundes;
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9 die
Beschaltung eines Adaptersteckers, der den Betrieb eines Aggregats
auch ohne vorausgehendes Aggregat im Verbund ermöglicht;
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10 die
Beschaltung eines Blindsteckers, der den Betrieb eines Aggregats
auch ohne darauffolgendes Aggregat bzw. ohne Bogenauslage ermöglicht;
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11 Flußdiagramme
mit den wesentlichen Schritten beim Aufstarten und bei der Initialisierung
der verschiedenen Aggregate des Verbundes;
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12 Flußdiagramme
mit den wesentlichen Schritten beim Anfahren der verschiedenen Aggregate
des Verbundes;
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13 Flußdiagramme
mit den wesentlichen Schritten beim Abschalten der verschiedenen Aggregate
des Verbundes; und
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14 Flußdiagramme
mit den wesentlichen Schritten für
die Fehlerbehandlung in den verschiedenen Aggregaten des Verbundes.
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Der
in 1 gezeigte Falzmaschinenverbund besteht aus einer
gemeinsamen Hauptsteuerung 10, einer Anzahl von Aggregaten 12a bis 12n und
einem seriellen Bus 14, an dem die Aggregate 12a bis 12n und
die Hauptsteuerung 10 jeweils über eine serielle Schnittstelle
angeschlossen sind. Bei dem ersten Aggregat 12a handelt
es sich um einen Bogenanleger. Die darauffolgenden Aggregate 12b und 12c sind
Falzaggregate. Das letzte Aggregat 12n des Verbundes ist
eine Bogenauslage. Die Hauptsteuerung 10 ist mit einem
Hauptbedienfeld ausgestattet, das in 3 gezeigt
ist. Jedes der Aggregate 12a bis 12n verfügt über eine
eigene Aggregatsteuerung sowie über
ein Bedienfeld, das in 4 dargestellt
ist.
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Der
in 1 schematisch dargestellte Falzmaschinenverbund
kann über
eine weitere Schnittstelle der Hauptsteuerung 10 an einen übergeordneten
Bus 16 angeschlossen werden, durch den – wie in 2 dargestellt – mehrere
Maschinenverbunde der in 1 gezeigten Art mit einem Leitrechner 18, einem
Protokolldrucker 20, einer Datensichtstation 22 und
bei Bedarf mit weiteren übergeordneten
Peripheriegeräten
vernetzt werden. Vorzugsweise wird in der Hauptsteuerung 10,
den Aggregaten 12a bis 12n und auch für alle Anschlüsse zum über geordneten Bus 16 dieselbe
standardisierte Schnittstelle verwendet. Besonders geeignet ist
eine Schnittstelle vom Typ RS485.
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Das
in 3 gezeigte Bedienfeld 24 der Hauptsteuerung 10 gliedert
sich in vier gesonderte Tastenfelder 24a, 24b, 24c und 24d sowie
ein Anzeigefeld 24e und ein Einstellfeld 24f.
Die Tastenfelder 24a bis 24d enthalten außer Drucktasten
bei Bedarf auch Anzeige- oder Kontrollelemente. Da die Ausbildung
des Bedienfeldes weitgehend von ergonomischen Gesichtspunkten und
durch die Wünsche
des Benutzers bestimmt wird, erübrigt
sich eine detaillierte Beschreibung. Bei einem Vergleich des in 3 gezeigten
Bedienfeldes mit dem in 4 gezeigten Bedienfeld 26 der
Aggregate 12a bis 12n fällt jedoch auf, daß die Tastenfelder 24a und 26a genau übereinstimmen.
Auch die Einstellfelder 24f und 26f stimmen überein.
Das Anzeigefeld 26e ist hingegen gegenüber dem Anzeigefeld 24e auf
eine Anzeigezeile 26e reduziert.
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Die
Einstellfelder 24f, 26f sind mit einem Drehknopf
und einem Taster ausgestattet. Bei unbetätigtem Taster wird mittels
des Drehknopfes ein Leuchtbalken in einem Auswahlmenü gesteuert,
dessen Struktur beispielshalber in 5 dargestellt
ist. Das Auswahlmenü verfügt über mehrere
Ebenen, von denen nur die ersten zwei in 5 detailliert
dargestellt sind. Wird beispielsweise die erste Menüoption ”Geschwindigkeit” ausgewählt, so
werden in der zweiten Menüebene
die Arbeitsgeschwindigkeiten des Gesamtverbundes sowie der einzelnen
Aggregate zur Einstellung angeboten. Wenn sich der Leuchtbalken
in dem Auswahlmenü auf
der gewünschten Größe befindet,
wird die Funktion des Drehknopfes durch Betätigen des Tasters umgeschaltet
in die eines Einstellelements, durch welches der gewünschte Parameter
in vorbestimmten Schritten aufwärts
oder abwärts,
je nach Drehrichtung, eingestellt wird. Die Übernahme des Einstellwertes
erfolgt erst nach Loslassen des Tasters.
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Das
Blockschaltbild in 6 zeigt die wesentlichen Elemente
der Aggregatsteuerung des Bogenanlegers mit dem ersten Aggregat,
bei dem es sich um ein Taschenfalzwerk handelt, das mit dem Bogenanleger
zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt ist. Die erste Aggregatsteuerung
kann – abweichend
von der Darstellung in 1 – zugleich die Steuerung des
Bogenanlegers und die des ersten Falzwerks gewährleisten. Über ein fünfadriges Kabel 30 mit
Schutzleiter erfolgt der Anschluß des gesamten Falzmaschinenverbundes
an das Drehstromnetz. An der aus Bogenanleger und erstem Aggregat
bestehenden Baugruppe ist ein Stecksockel S vorgesehen, an dessen
Kontakte 1 bis 7 das Kabel 30 angeschlossen ist. Der Stecksockel
S enthält
ferner eine Gruppe von Kontakten, die mit 22, 23, 24, 32, 31 und 30
numeriert sind. An die mittlere Gruppe dieser Kontakte sind vier
Anschlußleitungen
einer seriellen Schnittstelle herangeführt, die in einer digitalen
Steuerung 32 enthalten ist. Es handelt sich vorzugsweise um
eine serielle Schnittstelle vom Typ RS485. Die äußeren Kontakte 22 und 30 der
genannten Kontaktgruppe sind überbrückt und
mit Masse verbunden; hier wird die Abschirmung des seriellen Kabels
angeschlossen.
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Mittels
eines Netzteils 34, das an zwei Adern des Kabels 30 angeschlossen
ist, werden die Betriebsspannungen 5 V und 24 V für die digitale
Steuerung 32 gewonnen. Eine dieser Spannungen ist an den
mit 25 numerierten Kontakt des Stecksockels herangeführt. Gemeinsam
mit dem mit 29 numerierten Kontakt, der mit einem Eingang der digitalen
Steuerung 32 verbunden ist, dient er dem Zweck, leicht
zu erkennen, ob an den Stecksockel ein weiteres Aggregat angeschlossen
ist. In diesem Falle sind die Kontakte 25 und 29 miteinander verbunden,
so daß ein Potential
von 24 V an den betreffenden Eingang der digitalen Steuerung 32 herangeführt wird.
Andernfalls liegt dieser Eingang auf niedrigem Pegel.
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Eine
weitere Gruppe von Kontakten des Stecksockels, die mit 17 bis 20
numeriert sind, dient der Durchschleifung eines Not-Abschaltkreises.
In den Anschlußleitungen
der beiden mit M symbolisierten Antriebe liegt jeweils ein Unterbrecherkontakt, der
durch ein Abschaltrelais R gesteuert wird. Die Unterbrecherkontakte
werden im normalen Betrieb durch die Relais R geschlossen gehalten,
deren Erregungsspannung an den Kontakten 17 und 18 abgegriffen wird. Über die
in dem letzten angeschlossenen Aggregat überbrückten Kontakte 19 und 20 wird eine
Erregungsspannung vom 24 V-Ausgang des Netzteils 34 zum
Kontakt 18 geführt.
Der Stromkreis für
die Erregung der Relais R kann an mehreren Stellen unterbrochen
werden, insbesondere durch einen Taster 36, der mit ”Not-Austaster” bezeichnet
ist und einen Unterbrecher 37, dessen Schaltzustand durch die
digitale Steuerung 32a über
einen geeigneten Steuerausgang derselben gesteuert wird. Eine weitere
Unterbrechung ist zwischen den Kontakten 19 und 20 mittels eines
Schalters möglich,
der mit ”Einrichten/Arbeiten” bezeichnet
ist. Schließlich
sind mehrere Schutzkontakte in Reihenschaltung in diesem Stromkreis
enthalten; diese Schutzkontakte sind mit ”Schutz-Gitter” bezeichnet.
Sobald eine sicherheitsrelevante Abdeckung geöffnet oder entfernt wird, erfolgt
eine Unterbrechung des Stromkreises durch einen der Sicherheitskontakte.
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Die
digitale Steuerung 32 ist über eine Busleitung 38 mit
zwei Steuerblöcken 40 und 42 verbunden,
von denen der erste den Antriebsmotor M ansteuert und mit ”erster
Hauptantrieb” bezeichnet
ist, während
der zweite einem Nebenantrieb M zugeordnet und mit ”erster
Nebenantrieb” bezeichnet
ist.
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Das
in 7 gezeigte Blockschaltbild der Folgeaggregate
stimmt weitgehend mit dem in 6 überein,
so daß gleiche,
jedoch um den Suffix ”a” ergänzte Bezugszeichen
verwendet wurden. Die Folgeaggregate sind jedoch jeweils mit zwei
Stecksockeln S1 und S2 versehen, die einander gleich sind und von
denen der Stecksockel S1 zum Anschließen an das vorausgehende Aggregat
und der Stecksockel S2 zum Anschließen an das nachfolgende Aggregat
vorgesehen sind. Die Kontakte der ersten Kontaktgruppe 1 bis 7 sowie
die Kontakte 22, 23, 24, 32, 31 und 30 der beiden Stecksockel S1
und S2 sind in der gezeigten Weise miteinander verbunden, wobei
in den Verbindungsleitungen der Kontakte 31 und 32 zwei Unterbrecher 44 liegen,
deren Schaltzustand durch einen Steuerausgang der digitalen Steuerung 32a gesteuert
wird. Der Kontakt 27 des Stecksockels S1, der in dem Stecksockel
S des ersten Aggregats frei bleibt, ist mit dem 24 V-Ausgang des
Netzteils 34a verbunden und kann über eine Brücke in einem Adapterstecker,
der in 9 gezeigt ist, mit dem Kontakt 21 des Stecksockels
S1 verbunden werden. Der Kontakt 21 führt zu einem Sensoreingang
der digitalen Steuerung 32a. Wenn die Kontakte 27 und 21 des
Stecksockels S1 überbrückt sind,
empfängt
die digitale Steuerung 32a über ihren genannten Sensoreingang
ein Signal, welches anzeigt, daß kein
vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist. In 7 ist
diese Funktion mit ”Eigenbetrieb-Erkennung” bezeichnet.
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Auch
die Kontakte 17 bis 20 für
den Not-Aus-Kreis sind zwischen den Stecksockeln S1 und S2 miteinander
verbunden, wobei in der Verbindungsleitung zwischen den Kontakten
20 der Not-Aus-Taster 36a liegt. Ein weiterer Unterbrecher 37a in
dieser Verbindungsleitung wird durch einen entsprechenden Steuerausgang
der digitalen Steuerung 32a gesteuert.
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Das
in 8 gezeigte Blockschaltbild der Bogenauslage stimmt
hinsichtlich der wesentlichen Komponenten mit dem in 6 überein,
so daß für einander
entsprechende Elemente gleiche, jedoch mit dem Suffix ”b” versehene
Bezugszeichen verwendet wurden. Auch die Bogenauslage ist mit nur
einem Stecksockel S ausgestattet. Auf ein gesondertes Netzteil kann
verzichtet werden, da die benötigten Betriebsspannungen über die
Kontakte 25 und 26 des Stecksockels S aus dem vorausgehenden Aggregat
bezogen werden.
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Jedes
Folgeaggregat kann durch Aufsetzen des in 9 gezeigten
Steckers auf den Stecksockel S1 bzw. S auch ohne vorausgehendes
Aggregat betrieben werden. Aus diesem Adapterstecker ist ein fünfadriges
Kabel 50 herausgeführt,
welches die Kontakte 1 bis 7 für
den Drehstromanschluß mit
ei nem weiteren Stecker S3 verbindet, der in einen Drehstrom-Netzanschluß paßt. In dem
Adapter-Stecker sind die Kontakte 27, 20 und 21 einerseits sowie die
Kontakte 18, 19 und die Kontakte 28, 17 überbrückt.
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Der
in 10 gezeigte Blindstecker kann auf den Stecksockel
S des Bogenanlegers bzw. S2 der Folgeaggregate aufgesetzt werden
und überbrückt dann
die Kontakte 19, 20. Alle anderen Kontakte sind unbeschaltet. Über die
Kontakte 19, 20 wird der Not-Aus-Kreis der vorausgehenden Aggregate
geschlossen. Da der Kontakt 29 unbeschaltet ist, empfängt der
betreffende Sensoreingang der digitalen Steuerung des betreffenden
Aggregats keinen hohen Signalpegel, woraus geschlossen wird, daß kein nachfolgendes
Aggregat vorhanden ist.
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Es
ist somit ersichtlich, daß jedes
Aggregat im wesentlichen durch die Beschaltung der Kontakte seiner
Stecksockel befähigt
ist, zu erkennen, ob ihm ein Aggregat vorausgeht und ob eines nachfolgt.
Jedes Folgeaggregat, auf das ein weiteres Aggregat folgt, schaltet
nach Erkennung dieses Folgeaggregats und Überprüfung seiner Funktionsfähigkeit
die Datenleitungen zwischen den Kontakten 32 und 31 der Stecksockel
S1 und S2 mittels der Unterbrecher 44 durch.
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Anhand
der Flußdiagramme
in den 11 bis 14 wird
nun die Arbeitsweise des Falzmaschinenverbundes beschrieben.
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In
diesen Figuren sind jeweils die wesentlichen Schritte des Bogenanlegers,
der Folgeaggregate und der Bogenauslage nebeneinander dargestellt; miteinander
verknüpfte
Schritte sind einander durch eine gestrichelte Linie zugeordnet.
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Bei
dem in 11 gezeigten Vorgang ”Aufstarten
und Initialisierung” erfolgt
in jedem Aggregat zunächst
ein Zurücksetzen
der Einstell- und Betriebsparameter mit anschließendem Aufstarten der Steuerung.
Bei der Aggregatsteuerung des Bogenanlegers wird dann im Schritt 100 geprüft, ob ein
Folge aggregat angeschlossen ist. Entsprechend wird in jedem Folgeaggregat
und in der Bogenauslage gemäß den Schritten 102 und 104 geprüft, ob ein
vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist. Wenn im Schritt 100 festgestellt
wird, daß kein
nachfolgendes Aggregat angeschlossen ist, wird die Aggregatsteuerung im
Schritt 106 gestartet. Andernfalls wird im Schritt 108 Kontakt
zu dem nachfolgenden Aggregat aufgenommen, und im Schritt 110 werden
die Maschinenkenndaten dieses nachfolgenden Aggregats abgefragt.
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Dann
wird im Schritt 112 geprüft, ob ein weiteres nachfolgendes
Aggregat angeschlossen ist. Wenn dies zutrifft, wird erneut der
Schritt 108 ausgeführt,
usw. bis zum letzten angeschlossenen Aggregat. Wenn kein weiteres
Aggregat angeschlossen ist, wird im Schritt 114 der gesamte
Falzmaschinenverbund initialisiert. Anschließend wird im Schritt 116 die Aggregatsteuerung
gestartet.
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Wenn
in einem Folgeaggregat mittels des Schrittes 102 festgestellt
wird, daß ein
vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist, wird zunächst im Schritt 118 abgewartet,
bis das vorausgehende Aggregat Kontakt mit dem betreffenden Aggregat
aufgenommen hat. Sobald dies geschehen ist, gibt das Aggregat 120 eine
entsprechende Meldung auf seiner seriellen Schnittstelle aus. Das
vorausgehende Aggregat empfängt
diese Meldung, während
das betreffende Aggregat nun im Schritt 122 abwartet, bis
seine Maschinenkenndaten von dem vorausgehenden Aggregat abgefragt
werden. Das Absenden der Maschinenkenndaten erfolgt dann im Schritt 124.
Anschließend
wird im Schritt 126 geprüft, ob ein nachfolgendes Aggregat
angeschlossen ist. Falls kein weiteres Aggregat angeschlossen ist,
wird im Schritt 128 die Initialisierung des gesamten Falzmaschinenverbundes
abgewartet, und nach erfolgter Initialisierung wird im Schritt 130 die
Aggregatsteuerung gestartet. Falls aber ein weiteres Aggregat angeschlossen
ist, wird im Schritt 132 die Verbindung zu dem nachfolgenden
Ag gregat hergestellt, im Schritt 134 wird die Initialisierung
des Maschinenverbundes abgewartet, und im Schritt 136 wird
die Aggregatsteuerung gestartet.
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Wenn
im Schritt 102 festgestellt wird, daß kein vorausgehendes Aggregat
angeschlossen ist, wird im Schritt 138 geprüft, ob ein
nachfolgendes Aggregat angeschlossen ist. Falls keines angeschlossen
ist, wird die Aggregatsteuerung im Schritt 140 gestartet.
Andernfalls wird im Schritt 142 zu dem nachfolgenden Aggregat
Kontakt aufgenommen, im Schritt 144 werden die Maschinenkenndaten
des nachfolgenden Aggregats abgefragt, und im Schritt 146 wird
geprüft,
ob ein weiteres Aggregat nachfolgt. Solange ein weiteres Aggregat
nachfolgt, werden erneut die Schritte 142 und 144 ausgeführt. Wenn
kein weiteres Aggregat nachfolgt, wird im Schritt 148 der gesamte
Falzmaschinenverbund initialisiert, und im Schritt 150 wird
die Aggregatsteuerung gestartet.
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Wenn
in der Bogenauslage bei der Überprüfung im
Schritt 104 festgestellt wird, daß kein vorausgehendes Aggregat
angeschlossen ist, wird im Schritt 152 die Aggregatsteuerung
gestartet. Andernfalls wird im Schritt 154 abgewartet,
bis das vorausgehende Aggregat Kontakt mit dem betreffenden Aggregat
aufgenommen hat. Im Schritt 156 wird dann an das vorausgehende
Aggregat eine Meldung abgegeben, und im Schritt 158 wird
abgewartet, bis das Abfragen der Maschinenkenndaten erfolgt ist.
Anschließend
werden im Schritt 160 die Maschinenkenndaten über die
serielle Schnittstelle ausgegeben. Nach Abwarten der Initialisierung
des Verbundes im Schritt 162 wird dann im Schritt 164 die
Aggregatsteuerung gestartet.
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In 12 sind
in gleicher Weise wie in 11 die
Abläufe
für die
verschiedenen Aggregate nebeneinander dargestellt, jedoch hier die
Abläufe beim ”Anfahren
des Maschinenverbundes”.
Nach Betätigung
der Taste ”ANTRIEB-START” wird im
Bogenanleger und in den Folgeaggregaten mittels der Schritte 166 und 168 jeweils
geprüft,
ob ein nachfolgendes Aggregat angeschlossen ist. Wenn kein nachfolgendes
Aggregat angeschlossen ist, wird im Schritt 170 der Antrieb
des Bogenanlegers gestartet. Andernfalls wird im Schritt 172 an
das nachfolgende Aggregat ein Signal ”ANTRIEB-START” abgesendet. Dann
wird im Schritt 174 geprüft, ob das nachfolgende Aggregat
eine Meldung abgibt, daß ihr
Antrieb läuft.
Erst bei Empfang dieser Meldung wird im Schritt 176 der
Antrieb des Aggregats gestartet. Im Schritt 178 wird dann
geprüft,
ob der Antrieb korrekt läuft. Schließlich wird
im Schritt 180 die Meldung ausgegeben, daß der Antrieb
des Aggregats läuft.
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Wenn
in einem Folgeaggregat bei der Überprüfung im
Schritt 168 festgestellt wird, daß ein nachfolgendes Aggregat
angeschlossen ist, so wird im Schritt 182 das Signal ”ANTRIEB-START” gesendet. Die
nachfolgenden Schritte stimmen mit den Schritten 174 bis 180 überein und
werden daher nicht erneut beschrieben. Wenn hingegen kein nachfolgendes
Aggregat angeschlossen ist, wird im Schritt 184 der Antrieb
des betreffenden Aggregats gestartet, dann im Schritt 186 geprüft, ob der
Antrieb korrekt läuft,
und schließlich
wird im Schritt 188 die Meldung ausgegeben, daß der Antrieb
läuft.
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In
der Bogenauslage wird nach Feststellung der Betätigung des Tasters ”ANTRIEB-START” der Antrieb
des Aggregats im Schritt 190 sofort gestartet. Nachdem
im Schritt 192 festgestellt wurde, daß der Antrieb läuft, wird
im Schritt 194 die diesbezügliche Meldung abgesendet.
Die gleichen Vorgänge
laufen ab, wenn von einem vorausgehenden Aggregat das Signal ”ANTRIEB-START” empfangen
wurde; es wird daher auf die Schritte 190 bis 194 verwiesen.
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Es
wird nun unter Bezugnahme auf 13 das
reguläre ”Abschalten
des Maschinenverbundes” beschrieben.
Im Bogenanleger wird mit dem Schritt 196 geprüft, ob die
Taste ”ANTRIEB-STOP” gedrückt wurde.
Sobald sie gedrückt
wurde, wird der Antrieb des Bogenanlegers im Schritt 198 stillgesetzt.
Im Schritt 200 wird geprüft, ob der Antrieb steht. Sobald er
stillsteht, wird im Schritt 202 die entsprechende Meldung ausgegeben.
Der gleiche Ablauf ergibt sich, wenn von einem nachfolgenden Aggregat
ein Signal ”ANTRIEB-STOP” empfangen
wird. Es wird daher auf die Beschreibung der Schritte 196 bis 202 verwiesen.
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In
jedem Folgeaggregat wird mit dem Schritt 204 geprüft, ob ein
Taster ”ANTRIEB-STOP” am Aggregat
gedrückt
wurde. Sobald dies geschieht, wird im Schritt 206 geprüft, ob ein
vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist. Wenn ein vorausgehendes Aggregat
angeschlossen ist, wird an dieses das Signal ”ANTRIEB-STOP” im Schritt 208 abgesendet. Wenn
hingegen kein vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist, wird im
Schritt 210 der Antrieb des betreffenden Aggregats stillgesetzt,
und im Schritt 212 wird geprüft, ob der Antrieb steht. Sobald
er stillsteht, wird die entsprechende Meldung im Schritt 214 ausgegeben.
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Wenn
irgendeines der Folgeaggregate im Schritt 216 feststellt,
daß der
Antrieb eines vorausgehenden Aggregats stillsteht, so wird im Schritt 218 der
Antrieb des betreffenden Aggregats stillgesetzt. Im Schritt 220 wird überprüft, ob der
Antrieb stillsteht, und im Schritt 222 wird die entsprechende
Meldung ausgegeben, sobald der Antrieb stillsteht.
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In
der Bogenauslage wird mit dem Schritt 224 geprüft, ob ein
Taster ”ANTRIEB-STOP” an der Bogenauslage
gedrückt
wurde. Sobald dieses geschieht, wird im Schritt 226 geprüft, ob ein
vorausgehendes Aggregat angeschlossen ist. Falls keines angeschlossen
ist, wird im Schritt 228 der Antrieb der Bogenauslage stillgesetzt.
Andernfalls wird im Schritt 230 ein Signal ”ANTRIEB-STOP” an die
vorausgehenden Aggregate abgeschickt.
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Wenn
in der Bogenauslage ein Signal von einem vorausgehenden Aggregat
empfangen wird, welches anzeigt, daß der Antrieb stillsteht, laufen
die gleichen Vorgänge
ab wie in einem Nachfolgeaggregat, so daß auf die Schritte 216 bis 222 verwiesen werden
kann.
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14 schließlich zeigt
die ”Fehlerbehandlung”, die beim
Auftreten irgendeiner Störung
im Maschinenverbund aufgerufen wird. Bei der Fehlerbehandlung wird
zwischen zwei Gruppen von Fehlern unterschieden. Schwerwiegende
Fehler werden der Fehlergruppe 1 zugeordnet. Sie sollen eine sofortige Stillsetzung
aller Aggregate des Verbundes auslösen. Weniger gravierende Fehler,
die der Fehlergruppe 2 zugeordnet werden, sollen zu einem geordneten,
sequentiellen Abschalten aller Aggregate des Verbundes führen, so
daß beispielsweise
ein verfalzter Bogen noch bis zur Bogenauslage transportiert wird.
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Wie
aus 14 ersichtlich ist, werden in allen Aggregaten
im Verlaufe der Prozeßsteuerung
alle Prozesse fortlaufend überwacht.
Beim Auftreten einer Störung
wird eine Fehlermeldung abgesetzt, welche die Art des Fehlers beinhaltet.
Im Bogenanleger wird mit dem Schritt 232 geprüft, ob im
Verbund ein Fehler der Fehlergruppe 1 vorhanden ist. Falls ein solcher
Fehler, also ein gravierender Fehler vorhanden ist, werden alle
Aktionen des Bogenanlegers sofort beendet. Andernfalls wird im Schritt 234 entschieden,
ob im Verbund ein Fehler der Fehlergruppe 2 aufgetreten ist. Auch
in diesem Falle werden alle Aktionen des Bogenanlegers beendet,
da auch bei weniger schwerwiegenden Fehlern keine weiteren Bogen
gefördert
werden sollen.
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In
allen darauffolgenden Aggregaten, einschließlich der Bogenauslage, erfolgt
bei Erkennung eines Fehlers der Fehlergruppe 1 die sofortige Beendigung
aller Aktionen des betreffenden Aggregats. Bei einem Fehler der
Fehlergruppe 2 wird hingegen im Schritt 236 bzw. 238 geprüft, ob der
Fehler vor dem betreffenden Aggregat aufgetreten ist. Nur wenn der
Feh ler nicht vor dem betreffenden Aggregat aufgetreten ist, werden
im Schritt 240 bzw. 242 alle Aktionen des betreffenden
Aggregats beendet.
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Die
Funktionsweise des gesamten Maschinenverbundes kann wie folgt zusammengefaßt werden.
Nach Betätigung
eines Hauptschalters am Bogenanleger wird zunächst der Not-Aus-Kreis geschlossen.
Dann muß die
Hauptsteuerung 10 (1) feststellen,
welche Aggregate sich in welcher Reihenfolge im Maschinenverbund
befinden. Zunächst wird
das erste Folgeaggregat hinter der Hauptsteuerung angesprochen.
Dieses Aggregat übermittelt dann
seine Maschinenkenndaten an die Hauptsteuerung. Die Hauptsteuerung
ordnet diesem Aggregat eine logische Adresse zu. Nach Kennung des
ersten Folgeaggregats erfolgt nacheinander die Kennung der weiteren
Aggregate, bis das letzte Aggregat erkannt wurde. Die Durchschaltung
der Datenleitungen in den Folgeaggregaten (7) durch
Schließen
der Unterbrecher 44 erfolgt erst nach Prüfung und
Bestätigung
der Funktionstüchtigkeit
des betreffenden Aggregats. Zugleich mit der Initialisierung und
Kennung werden durch die Zentralsteuerung die Sicherheitsfunktionen
der einzelnen Aggregatsteuerungen überprüft. Erst nach erfolgter Initialisierung,
Standortkennung und Sicherheitsprüfung wird der Falzmaschinenverbund
für den
Betrieb freigegeben.
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Nach
Betätigung
des Tasters ”ANTRIEB-START” an einem
beliebigen Aggregat wird der Maschinenverbund vom letzten Aggregat
aus beginnend eingeschaltet. Sobald die Geschwindigkeit des Antriebs
eines Aggregats einen bestimmten Prozentsatz von einem Sollwert
erreicht hat, erfolgt die Freigabe der Antriebssteuerung des davorliegenden Aggregats.
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Nach
diesem Prinzip wird die Einschaltroutine bis zum Bogenanleger fortgesetzt.
Erst nachdem alle Aggregate den Geschwindigkeitssollwert erreicht haben,
kann eine Funktion ”BOGEN-START” ausgelöst werden.
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Nach
einem erkannten Falzfehler an einem Falzwerk wird sofort eine Funktion ”BOGEN-STOP” ausgelöst, d. h.
der Saugtakt im Bogenanleger wird unterbrochen, und ein Bogenklemmmagnet
fällt ein. Das
Falzwerk, in dem der Fehler aufgetreten ist, und alle davorliegenden
Aggregate werden sofort abgeschaltet. Die darauffolgenden Aggregate
bleiben jedoch in Betrieb.
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Nach
Betätigung
eines Tasters ”ANTRIEB-STOP” an einem
beliebigen Aggregat wird der Maschinenverbund sequentiell vom Bogenanleger
bis zum letzten Aggregat abgeschaltet. Sobald ein Aggregat einen
bestimmten Geschwindigkeitswert unterschritten hat, wird das darauffolgende
Aggregat abgeschaltet. Die Ausschaltroutine wird nach diesem Prinzip
bis zum letzten Aggregat, in der Regel der Bogenauslage, fortgesetzt.
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Bei
der Erkennung eines Doppelbogens wird der Saugtakt im Bogenanleger
abgeschaltet, und der Klemmagnet wird aktiviert. Der gesamte Maschinenverbund
bleibt jedoch in Betrieb, bis alle darin befindlichen Bogen zur
Bogenauslage transportiert sind. Erst anschließend werden alle Antriebe stillgesetzt, und
der Klemmagnet wird gelöst.
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Zur
Einrichtung des Maschinenverbundes auf einen neuen Falzauftrag können die
Falzparameter (Bogengröße, Falzart,
...) manuell am Bedienfeld der Hauptsteuerung 10 eingegeben
werden. Für
vordefinierte Falzaufträge
können
die Falzparameter aus dem Speicher der Hauptsteuerung 10 abgerufen werden.
Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, die wesentlichen Falzparameter mittels eines Lernbogens,
der in den einzelnen Aggregaten abgetastet wird, abzuleiten.
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Für den Datenverkehr
auf dem seriellen Bus 14 (1) ist ein
System vom Typ CAN besonders geeignet. Dieses System verfügt über ein
Datenübertragungsprotokoll
mit Prüf-
und Synchronisationsbits sowie einem Arbitrations-Feld. Mit diesem
Feld werden Nachrichten identifiziert und deren Priori tät festgelegt.
Es gibt insgesamt 2032 mögliche
Daten-Identifikationen. Diese große Anzahl erlaubt eine Vielzahl von
Funktionen und Erweiterungsmöglichkeiten, ohne
die Kommunikationssoftware in den einzelnen Aggregaten ändern zu
müssen.
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Grundsätzlich wird
zwischen globalen und speziellen Nachrichten unterschieden. Zu den
globalen Nachrichten gehören
die Maschinenbefehle wie ”ANTRIEB-START”, ”ANTRIEB-STOP” usw. Spezielle
Nachrichten sind nur an bestimmte Aggregate adressiert. Beispiele
für spezielle
Nachrichten sind der Zählerstand
eines Bogenzählers
oder die Aggregatgeschwindigkeit.
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Um
während
des laufenden Betriebes Fehler im CAN-Bus erkennen zu können, müssen bestimmte
Nachrichten periodisch übertragen
werden. Ein Aggregat, das innerhalb einer bestimmten Zeit keine Nachricht
mehr erhält,
kann somit feststellen, daß ein CAN-Bus-Fehler
vorliegt. Das CAN-Bussystem erlaubt auch die Übertragung zeitkritischer großer Datenmengen
besonders im Hinblick auf etwa gewünschte künftige Steuerungserweiterungen.
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Mit
dem übergeordneten
Bus 16 (2) besteht die Möglichkeit,
eine Vielzahl von Falzmaschinenverbunden der beschriebenen Art in
einem Netzwerk mit einem Leitrechner 18 sowie mit weiteren Stationen,
beispielsweise der Datensichtstation 22 und dem Protokolldrucker 20,
zusammenzuschließen.
Auf diese Weise können
die Maschinenverbunde in ein Fertigungsleitsystem einfach und flexibel
integriert werden. Ein solches Fertigungsleitsystem erlaubt auch
die Fernüberwachung,
Ferndiagnose und Fernprogrammierung der einzelnen Maschinenverbunde.