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Verfahren und Schaltung zum Unterdrücken
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von Fehlsignalen bei Abtastern von physikalischen Größen, insbesondere
bei Fadenspannungsabtastern von Offenendspinnmas chinen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Unterdrücken von Fehlsignalen bei empfindlichen Abtastern von physikalischen
Größen, insbesondere bei Fadenspannungsabtastern von Offenendspinnmaschinen, gegen
wilde, beispielsweise durch Schwingungen, Stöße od. dgl. erzeugte Signale, und eine
Schaltung zum Durchführen dieses Verfahrens.
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An automatisierten Textilmaschinen werden verschiedenartige Abtaster
zum Erfassen z. B. der axialen Fadenspannung des Fadengewichts oder anderer physikalischer
Größen eingesetzt, die in der Regel elektrische Signale zur Weiterverarbeitung abgeben.
Da beispielsweise die Fadenspannung gewöhnlich gering ist, müssen die Abtaster mit
hoher Empfindlichkeit
ansprechen. Die Abtaster sind meist an kritischen
Maschinenstellen angeordnet und den durch den Maschinengang verursachten Schwingungen
ausgesetzt, die zum kurzzeitigen, ggf. vielfachen Einschalten des Abtasters und
zur Ausgabe von Signalen über einen Fadenspannungsabfall führen können, auch wenn
überhaupt kein Abfall der Fadenspannung entstanden ist.
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Schwerwiegende Betriebsstörungen z. B. im Spinnprozeß sind durch einen
langfristigen Abfall der axialen Fadenspannung charakterisiert. Die Zeitdauer des
eine solche Störung angebenden Signals sowie auch die Frequenz der eventuellen Schwingungen
sind der axialen Fadenspannung indirekt proportional. Beim Ausspinnen von groben
Garnsorten ist die axiale Spannung hoch, so daß der Abtaster lediglich bei großen
Stößen sporadisch und kurzzeitig einschaltet, während er beim Ausspinnen von feineren
Garnsorten gegen unerwünschte Schwingungen viel empfindlicher ist.
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Verfahren zum Unterdrücken von kurzzeitigen Abtastersignalen sind
bekannt. So kann z. B. ein Abtaster mit einem Integrations-RO-Element (Widerstand,
Kondensator) gekoppelt sein, das Pulse unterdrücken kann, die kürzer als die durch
die Beziehung g 5 0,7 RC gegebene Zeitkonstante des Stromkreises sind. Da der Stromkreis
als Integrator wirkt, werden auch kurzzeitige aufeinanderfolgende und durch mechanische
Stöße verursachte Signale als echte Signale ausgewertet, was unerwünscht ist. Die
Zeitdauer der Unterdrückung kann lediglich durch eine Änderung des Wertes des Widerstands
bzw. Kondensators variiert werden, was sich beispielsweise bei einer z. B. 200 Spinneinheiten
enthaltenden Offenendspinnmaschine bei der Änderung der Garnnummer praktisch kaum
realisieren läßt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile beim Erfassen und Auswerten
der Meßsignale durch empfindliche Abtaster zu beseitigen, wobei auf einfache und
kostengünstige Weise unechte Signale, die eine nicht vorhandene Störung anzeigen
und eine diese Störung behebende Einrichtung einschalten können, unterdrückt bzw.
vermieden werden.
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Das Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß die Zeitdauer des
Abtaster-Signals durch ein kontinuierliches Prüfsignal in einem UND-Gatter periodisch
geprüft wird, wobei die Ausgangspulse des UND-Gatters die Anfangskapazität eines
Puls zählers herabsetzen und nach dem Erzielen seiner Null-Kapazität ein echtes
Signal zum Signalisieren oder Beheben eines Fadenbruchs von dem Ausgang des UND-Gatters
ausgegeben wird.
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Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der
Puls zähler bei einer Unterbrechung des Abtaster-Signals auf die Anfangskapazität
eingestellt wird und die Frequenz des Prüfsignals oder die Anfangskapazität des
Puls zählers variabel sind.
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Die zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Schaltung besteht erfindungsgemäß
darin, daß der Ausgang eines Abtasters mit einem Pulszähler einerseits über den
ersten Eingang eines mit seinem Ausgang an den Zähleingang des Pulszählers angeschlossenen
UND-Gatters, andererseits über einen Inverter mit dem Stelleingang des Pulszählers
verschaltet ist, welcher mit seinem zweiten Eingang an eine Steuerzentraleinheit
und mit seinem Ausgang an eine Einrichtung zum Signalisieren z. B. eines Fadenbruch$
angeschlossen ist, wobei der zweite Eingang des UND-Gatters mit dem Ausgang eines
Prüfsignalgebers verbunden ist.
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Besonders ökonomisch ist eine Schaltung mit einem zentralen Prüfsignalgeber,
der alle den einzelnen Arbeitsstellen zugeordnete Stromkreise zum Unterdrücken der
Empfindlichkeit der Abtaster betätigt.
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Sehr gute Ergebnisse sind mit einer Schaltung erzielbar, bei welcher
die Puls zähler der einzelnen Arbeitsstellen in der Steuerzentraleinheit gespeichert
und zum programmgemäßen Einstellen der Pulszähler auf die Anfangskapazität sowie
zum Herabsetzen der Kapazität im Einklang der Frequenz des Prüfsignals mit der die
periodische Bedienung der Arbeitsstellen anlassenden Frequenz befähigt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Schemazeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Schaltung; und Fig. 2 ein Schema des Zeitverlaufs der von dieser Schaltung ausgegebenen
Signale inkl. ihrer gegenseitigen Zeitbeziehungen.
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Nach Fig. 1 überwacht ein Abtaster 1 mit einem Fadenspannungswächter
11 die Spannung eines Garns 12 um einen Fadenbruch oder andere anormale Situationen
an einer Arbeitsstelle 8 zu erfassen. Unter der "Arbeitsstelle" ist eine bekannte
Offenendspinneinheit zu verstehen.
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Den Ausgang 13 des Abtasters 1 - der von einem Kontakt-oder kontakt
losen Typ sein kann - ist mit dem ersten Eingang 21 eines UND-Gatters 2 verbunden,
dessen zweiter Eingang 22 an den Ausgang 31 eines Prüfsignalgebers 3 angeschlossen
ist.
Ein beispielsweiser Zeitverlauf des Prüfsignals 32 ist der Fig. 2 entnehmbar. Vorzugsweise
kann dieser Prüfsignalgeber 3 als eine einzige Einheit für die ganze Maschine dienen,
wobei in diesem Fall sein Ausgang 31 zu den einzelnen Arbeitsstellen - d. h. den
Spinneinheiten und ihnen zugeordnete weiter beschriebene Stromkreise -führt, was
z. B. mittels einer Sammelschiene 30 erfolgen kann.
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Der Ausgang 23 des UND-Gatters 2 führt zum Zähleingang 41 eines Pulszählers
4, dessen weiterer Eingang 42 über eine Sammelschiene 50 mit dem Ausgang 51 einer
Zentralsteuereinheit 5 verbunden ist, welche die Funktion von zentralen Steuerelementen
steuert und die zum Auswerten eines echten Signals 14 von dem Abtaster 1 notwendige
Zeitdauer einstellt. Vorzugsweise kann die Zentralsteuereinheit 5 mit einem Speicher
und einem Programm ausgestattet und zum Einstellen des Puls zählers 4 auf die Anfangskapazität
sowie zum programmgemäßen Herabsetzen dieser Kapazität aufgrund der tibereinstimmung
der Frequenz des Prüfsignals 32 mit der die periodische Bedienung der Arbeitsstellen
8 anlassenden Frequenz befähigt sein.
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Der Ausgang 13 des Abtasters1 ist über einen Inverter 6 an den Stelleingang
43 des Puls zählers 4 angeschlossen.
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Der Ausgang 44 des Pulszählers 4 ist mit einer Einrichtung 7 zum Beheben
bzw. nur zum Signalisieren eines Fadenbruchs verschaltet und zeigt die Zeitdauer
des Signals 14 vom Abtaster 1 (Fig. 2) an, die länger ist als die eingestellte Zeitspanne.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltung anhand der in Fig.
2 dargestellten Signalverläufe unter Berücksichtigung
der Schaltung
gemäß Fig. 1 beschrieben werden.
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Am Ausgang 13 des Abtasters 1 entsteht Cs elektrische Signal 14 sobald
der Abtaster 1 in Betrieb ist. Dieses Signal 14 wird zusammen mit dem Prüfsignal
32 aus dem Prüfsignalgeber 3 dem UND-Gatter 2 zugeführt, wo eine UND-Funktion aus
den beiden Signalen erzeugt wird. Wie den vertikalen dünnen Linien in Fig. 2 zu
entnehmen ist, steht am Ausgang 23 des UND-Gatters 2 ein Signal 24 zur Verfügung,
dessen Frequenz der Frequenz des Prüfsignals 32 lediglich während der Abtastertätigkeit
entspricht.
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Die am Ausgang 27 des UND-Gatters 2 erzeugten Pulse werden in dem
Pulszähler 4 gezählt. Die Arbeitsweise des Pulszählers 4 besteht darin, daß beim
Stillstand des Abtasters 1 ein logisches Signal vom Abtaster 1 dem Stelleingang
43 des Pulszählers 4 über den Inverter 6 zugeführt wird.
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Dieses Signal stellt die Kapazität des Puls zählers 4 auf einen Wert
ein, der dem weiteren Eingang 42 des Pulszählers 4 von der Zentralsteuereinheit
5 zum Einstellen der bei einem tatsächlichen Fadenbruch notwendigen Einschaltdauer
des Signals aus dem Abtaster 1 zugeführt wird. Nach dem Anlegen des Pulses des Signals
24 an dem Zähleingang 41 des Pulszählers 4, sinkt seine Kapazität um einen Einher,
Nach dem Erzielen der Null-Kapazität gibt der Pulszähler 4 ein Ausgangssignal ab,
das darüber informiert, daß die ununterbrochene Dauer des Signals 14 innerhalb der
zum Ermitteln des wirklichen Fadenbruchs notwendigen Zeit erzielt worden ist. Dieses
Signal wird der Einrichtung 7 zugeführt, die entweder den Fadenbruch selbst behebt
oder signalisiert.
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Im Prinzip kann die Zeitdauer des Signals auf zweierlei Art u. zwar
durch Änderung der Frequenz des Prüfsignals 32 oder durch Änderung der festgestellten
Anfangskapazität des Pulszählers 4 eingestellt werden.
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Wird die Frequenz des Prüfsignals 32 mit dem Buchstaben f und der
Zahlwert der Anfangskapazität des Pulszählers 4 mit dem Buchstaben N bezeichnet,
dann gilt für die Zeitdauer T des vom Abtaster ausgegebenen Signals 14 bis zur Ausgabe
des Ausgangasignals am Ausgang 44 des Pulszählers 4 folgende Beziehung N f T(sek)
= f(Hz) Da es möglich ist, sowohl die Frequenz f des Prüfsignals 32, dessen Geber
3 vorzugsweise als gemeinsame Zentraleinheit für alle Arbeitsstellen realisiert
werden kann, als auch den Zahlwert N, auf welchen die Kapazität des Pulszählers
4 eingestellt wird, ohne Schwierigkeiten zu ändern, hängt es von der Konzeption
der Maschinensteuerung ab, ob die eine dieser Größen variiert wird, während die
andere konstant bleibt. Um einen breiteren Bereich in der Einstellung der erforderten
Zeitdauer des Signals 14 vom Abtaster 1 erzielen zu können, ist es jedoch auch möglich,
beide Größen zugleich zu ändern.
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Falls die Offenendspinnmaschine ein zentrales Steuersystem mit periodischer
Bedienung der einzelnen Arbeitsstellen in einem festgestellten Zeitintervall aufweist,
ist es vorteilhaft, die allen Arbeitsstellen bzw. Spinneinheiten zugeordneten Puls
zähler in die Zentralsteuereinheit des Systems zu integrieren bzw. speichern und
dann durch periodisches Prüfen des Zustandes der Abtaster aller Arbeitsstellen die
Kapazität der Pulszähler an den Arbeitsstellen herabzusetzen, an welchen ein Signal
14 vom Abtaster 1 registriert wird. Wenn die Unterbrechung des Signals vom Abtaster
früher registriert worden ist, als die Kapazität des
betreffenden
Pulszählers erschöpft wird, handelt es sich um ein wildes, durch Maschinenschwingungen
hervorgerufenes Signal. In diesem Fall muß die Anfangskapazität wiederhergestellt
und die Bedienung der betreffenden Arbeitsstelle fortgesetzt werden, als ob kein
Signal vom Abtaster 1 ausgegeben worden wäre.
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Falls die Kapazität des Pulszählers 4 durch periodisches Herabsetzen
bis zum Null-Wert entleert worden ist, gibt die Zentralsteuereinheit einen Befehl
für die Wartung der Arbeitsstelle, bei der eine Störung innerhalb einer Zeitspanne
signalisiert wird. Der Zahlwert N, auf welchen die Kapazitäten der Puls zähler 4
aller Arbeitsstellen eingestellt werden, ist vom Bedienungsmann auf dem Schaltbrett
der Zentralsteuereinheit der Maschine wählbar. In diesem Fall ist deshalb die Frequenz
f des Prüfsignals 32 konstant und mit der Frequenz des Signals identisch, das die
periodische Bedienung aller Arbeitsstellen der Offenendspinnmaschine in regelmäßigen
Zeitintervallen zuläßt.
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