JP3242915B2 - 繊維処理プラント紡績工場および紡績機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は紡績プラント等におけるプロセス制御シス
テムに関する。

技術の現状 コンピュータ制御の紡績工場というアイディアは20年
このかた技術者の頭を離れることがなかったものである
（例えば、US3922642,BE771277,BE779591参照）。

この分野において最近に現れたものは雑多なものがあ
る（例えば、DE−OS3906508;US−PS4563873;US−PS4665
686;EP−PS0410429参照）。

プロセス制御に至るまでの中間段階は1980年に出現し
たプロセスデータ獲得であった。この種法は1984年の５
月の“Textil Praxis"におけるW.Kistler氏になる“Die
Prozessdatenerfassung als Fhrungsinstrument（ガ
イド器具におけるプロセスデータ獲得）”に記載されて
いる。プロセスデータ獲得の発達の跡は以下の文献によ
ってたどることができる。

ｉ）1985年６月の“Melliand Textilberichete"にMarce
l Znd氏になる“Mikroelectronik−heutige und zuku
nftige Einsatzgebiete in Spinnereibetrieben（マイ
クロエレクトロニクス−紡績工場における応用の現在及
び将来の分野）” ii）1986年“Textile World"における“Conedata 100 f
or Quality and Productivity in Winding" iii）1986年５月の“Canadian Textile Journal"におい
てスラブキャッチャのための設定の“ダウンロード”の
概要を説明した、Dan Claeys氏になる“A Quality Anal
ysis for OE Based on an Absolute Detector" これを受けて1986年12月にもたれたReutlingでの紡績
に関する非公式会議はコンピュータ科学一色となった。
紡績におけるプロセス制御システムの使用についての概
括的な記事としては“Integration of Information in
Textile Plants−Consideration on Textile CIM（T.Fi
scher博士）”がある。

情報システムが満たさなければならない条件について
は1987年11月の“Melliand Textile Reports"の805頁か
ら808頁における“Integrated Information Processing
as Instrument ofthe Management"という記事に概説さ
れている。アップツーデートな解という最初のアイディ
アはこの雑誌の809頁から814頁における“Integration
and Networking Capabilities"という記事に解説されて
いる。

BARCO CIMシステムは1991年当時の技術水準として引
用することができるものである。このシステムは米国の
ノースカロライナ州のSharlotteにあるBarco Automatio
n社の“CIM in Spinning"という印刷物に開示されたも
のである。このシステムは機械毎に一つのデータユニッ
ト（machine terminal）を用意し、これによりプロセス
制御コンピュータ（main frame）は機械のデータユニッ
トと信号を交換するようになっている。データユニット
は（そのディスプレイと共に）オペレータの支援をも行
なうものである。上述の印刷物は双方向の情報伝達を取
り扱ってはいるが、このシステムは本来は機械における
データ取得及びプロセスコンピュータへのデータの伝達
を本来は意図したものであることは明かである。このよ
うなデータユニットは単一のネットワークに統合され、
これによりシステムアーキテクチャが単純化される。し
かしながら、そこにはシステムの柔軟性及び応答速度の
点で犠牲が伴うものであった。加えて、このシステムで
は真の意味での中央制御が行なわれておらず、ネットワ
ークに連結されたシステムをネットワーク破壊もしくは
ブレークダウンから保護するための手段はなんら施され
ていなかった。このシステムを更に発展させたものとし
て、1991年９月のMilliand Textile Report（ITMA版）
に“Tarn breakage detector for ring spinningmachin
es"の記事に記載されたものがある。

ある産業の分野ではプロセス制御システムはもう相当
以前から当り前の技術となっていた。これらの“公知の
原理”が紡績機械においては何故にそのまま実現しえな
かったのか、というのは当然の疑問である。むしろ、実
情としてはその実施には多大の努力を要し、前進は段階
的にしか行なわれなかった。その理由は、先ず、（紡績
機械のような）機械複合体にはプロセス制御を行なわし
めるのが極度に困難であったことが挙げられる。プロセ
ス制御システムは、データ処理とプロセス技術とが同時
に開発された場合には極めて容易にその導入が可能であ
る。このことは、人造繊維製造（フィラメント紡糸）の
分野には該当し、フィラメント紡糸ではプロセス制御シ
ステムを導入することは可能であると認められており、
1981年のDornbirn会議において既に提案されていた（K.
Ibounig氏の“Change in Process Control Technology"
という講演）。

短いステーブルの繊維及び長いステーブルの繊維の紡
績及びそのような紡績工場での機械の設計の技術は急速
には変化していない。従って、データ処理もこのような
緩慢な発展過程に適合させる必要がある。紡績工場にお
いて実現することができるプロセス制御システムの提案
は紡績工場におけるこのような環境要因を考慮に入れた
ものでなければならない。以下、プロセス制御システム
に影響する要因について簡潔に説明することにする。

データ処理／プロセス技術（自動化） 紡績機械に適用されるデータプロセスは自動化の全体
の枠組のなかにはめ込まれるべきものである。その目的
は糸の製造における制御を改善することにある。主要な
因子は製造コストである。副次的な要因としては原材料
マーケット、地域的な操業条件、糸のユーザ等がある。
次の情報が短いステーブルの繊維の紡績における条件に
関する。コーマー掛けの綿からのリング紡績糸を以下例
として説明する。しかしながら、この発明は他の紡績機
械でもかつ他の最終製品についても応用可能なことはい
うまでもない。

精紡プロセスはある限界内で所定の性質を持った天然
の製品を正確に特性される中間製品（糸）に交換するこ
とより成る。この工程は異なった複数の段階に分割され
ていることから糸の製品はプロセス技術としては特に複
雑なものとなる。

第１図に示すように、値の生成は紡績の段階の間で均
等に分布しているわけではない。開繊室及びカード室で
は、以後の繊維の紡績における走行特性に実質的に影響
を及ぼす清掃効果が前面にある。最終的な糸に最も強い
影響を及ぼすのはこれに継続する段階であるコーミング
及び練条である。製造の中に含まれるこれらのセクショ
ンは今日の紡績における値の生成の限られた部分を形成
するにすぎない。しかしながら、これらの部分はプロセ
スを制御するため決定的なものである。起こり得る利点
としては高価でない原材料を利用することができるとい
うことに主として限定される。値の生成の多くは最終的
なリング精紡工程にある。精度の高い糸はこの段階にお
いて製造される。最終的な精紡工程の終において材料の
試験が行なわれ、“良好”、“低品位”（または“失
格”）の評価が行なわれる。

値生成過程を追求してゆくと最も改良できそうな点は
人手の要求ということにあることが判る。リング精紡機
はこの特によい例である。第２図は各処理段階における
人手の要求を示している。操作のためには訓練期間を長
く必要とすることはないが、特に高い信頼性が要求され
る。夜間の１交代の間に二つの糸ボビンを間違えただけ
で、最悪の場合には、数日間の生産全体が無に帰するこ
とすらあり得る。そして、或る状況下ではこのような欠
陥が完成した織布染色のとき始めて認識されることも良
くあることである。古いプラント等では作業員として特
に注意深く、かつ信頼に足るものが要求される。

プロセスの制御における特に重要な要因は生産ライン
の始動、変更及び停止である。この点は自動化のために
特に魅力的な対象である。週末にわたって設備が停止さ
れるのは西ヨーロッパのどこでも普通に行なわれること
であるが、費用が嵩む遊び期間が長くなるだけでなく、
プロセスにとっては相当な変動要因ともなるものであ
る。機械の停止はどのようなものであっても外乱とな
り、短期間ではこの機械の前もしくは後の機械をして生
産サイクルから排除せしめることになる。紡績設備の始
動は製造技術の面からはいつも危険が伴うものである。
従って、自動化における優先事項は設備の自動化始動で
はなく、静止状態を回避することにあるのである。夜間
もしくは週末において小数の作業員での交代勤務を行な
わせることは始動を回避するため将来的には役立つもの
である。

制御された紡績技術と自動化とは相互に依存性がある
事項である。自動化は特性が素直なプロセスと協働でき
るだけである。スライバの特性が突発的に変化すると生
産プロセスに外乱が惹起され、技術的には個々の機械は
停止することになる。ベールからの繊維要素が糸となる
のに平均通過日数として数日要するとしても、ある種の
処理段階では材料の流れを維持するために分単位での仲
介サイクルが要求される。繊維工場の構成及び操業は個
々の機械の生産サイクルと密接に関連されるものであ
る。

開繊室や、カード室の領域や、準備精紡及び最終精
紡、並びにワインディングは本来的には自己完結的な部
門をなしており、プロセスの技術的な観点からすると材
料バッファによって分離されている。このような分離と
いう前提要件はもはや存在していない。生産速度が著し
く増大しているにもかかわらず、一人の作業員が処理段
階全体もしくは複数の連結された機械を操作することを
最近ではよく行なわれるようになっている。従って、処
理サイクルは誤作動に対してより敏感となっており、突
発的な介入作業のための人員を確保することは多少とし
ても行わないようになっている。

このことはコンピュータネットワークのための最初の
適用分野として複数の機械の監督を行なわしめてはどう
かということにつながる。操業時間及び停止時間の統計
をとることによってユーザにより有効な人員の活用につ
いての結論を提供することができるようになる。練条機
スライバや糸の品質の監視はプロセスサイクルにおける
紡績技術の誤りを診断せしめることを可能とする。この
ような監視によって機械を適時のメインテナンスを容易
に行なうことができるようになる。

これらの問題は、特有の作動パターンを有する個々の
生産設備で許容される程度までは技術的観点からみて解
決を図ることができた。しかしながら、この管理搬送を
手動によって行なっていることにより惹起される情報不
足及び次のような別の重要な仲介要因による狭い限界に
すぐに到達してしまう。

−停止されるだけでその理由が自動的に記録されるこ
とはない。誤動作についての統計を得るため作業員の協
力は依然として必要である。

−材料の流れは制御されない。誤りがどのような過程
で伝わっていったかは推測によって追跡することができ
るにすぎない。

−糸切れとかラップ除去といった技術的にみて重要な
仲介工程は精紡位置もしくは精紡機の停止期間等を介し
て間接的に記録されるだけである。

−最後に、統計は過去を表示するにすぎない。過去の
統計は正しくない結論を導くことが多い。急速な介在作
業は（誤りを適時に排除するのに依然として必須である
が）注意深い作業員による巡回的な検閲が必要である。

以上のことより、プロセス管理のためのさらなるステ
ップは最も重要な作動の機能を自動化に依存することが
判る。種々のデータ処理の概念を評価するためにこれら
を他の自動化機能の範囲内において観察してみることが
重要である。

自動化を導入するための経済的な圧力は人員の要求が
最大の箇所に主として存在している。人員を最も多く必
要とするのは紡績開始や、搬送や、粗糸ボビン交換であ
る。自動的な紡績開始がすでに当り前となっているロー
ター精紡では準備練条機での紡績ケンスの搬送や、糸ボ
ビンの排出作業が将来の注目点である。

ここに説明する機能はデータ処理ネットワークを形成
し、この点について、カード機、練条機、（例えばPCT
国際出願WO92/00409号）及びボビンワインディング機械
における品質監視システムによって補足説明する。現状
では、自動化における種々の部品は発展段階にあり、広
範に使用されてはいない。しかし、正確には、データ処
理ネットワークのための多様な概念においてこのことは
考慮にいれる必要がある。仮に不十分な伝達容量しか設
けられなかいとすれば、将来のための価値ある機会は失
われることになる。

作業ロボット及び搬送装置を使用しているにもかかわ
らず、例外的な状況及びメインテナンスに属する多くの
作動システムは、人間のオペレータに委ねられているこ
とと予測されよう。作業容量は最大限まで引き延ばした
上で、正確に決められた優先度に応じて使用しなければ
ならない。オペレータ支援の領域ではこれは重要で、時
間的に重大な仕事である。既に実現された個々の自動化
段階を有するパイオニア的な企業で得られた実際上の経
験は警報システムの決定的な役割を認識している。適材
適所ということはプラント全体の作動のために規範とな
るものである。このことは人対人のコミュニケーション
では確保することができない。それは、プラントにおけ
る作業員を見つけるということでさえ、数分間も引き続
く巡回作業の連続が必要となるのである。

同様に時間的に重大なシーケンスとしては材料の流れ
をどのように連続させるかということがある。中間の大
きな貯蔵部を設けることによる個々の処理段階の分離を
行なう伝統的な手法はフレキシブルな、品質的にしっか
り管理された製造ラインという要求には適合することが
できない。従って、搬送の自動化は接続される複数の位
置の制御の管理の段階、換言すればプロセスに対する直
接的な関与の段階があるというデータプロセシング（デ
ータ処理）のことを意味する。データプロセシングの信
頼性はプラントによって予約システムが航空会社に重要
であるのと同程度に重要である。停電はこれが発生する
と即座に重大な結果をもたらすものである。紡績工場の
建設はデータ処理ネットワークをデータプロセシング全
体の観点から検討することであり、プラント内のデータ
プロセシングシステムに対する単なるPC応用もしくは補
充以上のものであると考える必要がある。

第３図は紡績工場における時間に関連するプロセシン
グ処理能力に関する機能と要求とを組み合わせたもので
ある。

本発明の概念 原理的にはネットワーク化プロセスコンピュータ解決
のための前に述べた二つの始点の間の区別は可能であ
る。

−生産計画及び制御を個々のプロセス段階及び機械ま
で生産ラインに拡張。これはデータプロセシングにおけ
る上層から下層への導入といってもよい。

−全プロセスの監視に至るまで材料流れの監視を行な
うことによる品質監視方式。この処理過程は作業データ
の獲得及び品質補償のための公知のシステムの改良を図
ることに帰着する。

この発明は以上とは異なり、閉制御ループによる制御
可能な作動特性を備えた新規な紡機の導入という第３の
概念に基礎をおくものである。この発明は作業ロボット
（普通の場合）及び作業員（例外的要因、メインテナン
ス）による誤動作の排除にも関連している。この概念は
通常のプロセス制御への交換を意味する。これは高度な
オートメーション及びプロセス監視を要求する。第４図
は紡績におけるプロセスデータ処理の導入を鳥瞰したも
のである。

この考え方自体は新規ではなく、この方向でのアプロ
ーチはこの明細書で述べたように従来技術に見ることが
できるものである。しかしながら、この概念を紡績で徹
底的に実施することはまだ行なわれていなかった。

プロセス制御に対する段階は将来的な要求にも適合す
ることができる強力なコミュニケーションを必要とす
る。今日入手可能な標準化されたインターフェースは作
業データを獲得するには充分である。しかしながら、連
結した機械群のプロセスを制御するためには充分ではな
い。可能な応用分野の制限は伝達上の能力だけにあるの
ではない。

−プロセス制御は最も高い作業上の安全性を要求す
る。しかしながら、プロセス制御にリンクされたオペレ
ータ案内（ガイド）は高速及び大量のデータ発生を要求
している。ネットワークの双方の機能はプロセスの作動
に対して直接的な影響を及ぼす。オペレータによる規則
的な検査のための巡回はもはや必要ではなく、高度に自
動化された紡績工場は進んで警報システムに完全に依存
する。

−センサ信号の圧縮及び評価をスペクトログラム等に
より包括的な形で行なうことは大きな処理能力が要求さ
れることから機械の制御の全てにわたってはできない。
従って、センサから直接に得ることができる生のデータ
へのアクセスは強力な品質管理システムによって行なう
べきである。局部的な評価ユニットによる従来方式の圧
縮は将来の拡張機能を極度に高価かつ困難なものとす
る。

生データの伝達は時間にクリティカルではなく、その
信頼性にある程度の妥協をしなければならない。しかし
ながら、データの加工量を多く必要とする。

−市販のインターフェースでの実際的な経験ではその
応用において理論的に得られる伝達容量のたった10分の
１程度を期待することができるに過ぎない。残りはセル
フチェックや、データ流れの制御や、ピーク期間のため
の予備に使用されている。

第５図は第３図に示すような機能を達成するため設計
されたネットワークのデータ伝達能力に対する要求を概
略的に示している。

これは全機械、作動位置、更には“主要な解決課題領
域”（例えば、個々のスラグキャッチャーに至るまでの
最終紡績領域）のため重要なセンサを組み合せるデータ
処理概念にまで行くつくことになる。しかしながら、ネ
ットワークを多数の連結位置に協働するように分割する
ことが必要になろう。好ましくは、プラントにおける全
てのインターフェースへのプロセスコンピュータへのフ
リーなアクセスを作業スタックの警告も含めて配慮する
必要がある。この概念によれば、コミュニケーションを
段階的に構築し、明確に規定された手段によってこれを
更新することが可能である。共通のエレメントは強力型
のプロセス制御コンピュータであり、このコンピュータ
は所望のインターフェースドライバーを具備している必
要がある。個々の機械制御ユニットは双方向データ伝達
のためのネットワーク化可能なインターフェースを備え
ていなければならず、かつ現在の作動条件を報告可能な
位置には少なくともなければならない。

個々のインターフェースプロトコルの選定は通常予測
されるよりはその重要性は低い。これらのシステムでは
シリアルデータトランスミッションが許容されている。
２線系で働くRS−232,RS−422,RS−485といったトラン
スミッション標準は90年台の後半にはもはや適当ではな
いであろう。能力及び範囲は、１ダースの連結点を有
し、数百メートルにも達するライン長を有するプラント
にとってはいまや既に非常に狭くなっている。ネットワ
ークを幾つかの小さなネットワークに細分することによ
り配線費用を低コストとしつつ適当な解を得ることは可
能である。同軸ケーブルによるネットワークは商用のデ
ータ処理では普通であるが、将来的にも価値を保有する
であろうことから投資といえると思われる。American i
ndustry社によって開始されたMAPデザインはこの技術を
基礎としたものであり、Rieter社によって選ばれたRIEL
ANに類似している。将来的には光学的波ガイドを実現す
ることにより少なくとも同様な伝達能力は得ることがで
きよう。

ネットワーク標準の発達においてテレコミュニケーシ
ョンは繊維工業においてその必要性が強く考慮されてい
た。工業において広範に使用されている生産物のみが生
産できる。所望の製品寿命と信頼性を確保する必要があ
る。必要とされるハードウエア要素及びソフトウエアド
ライバーは正確に特定され、特に発展させる必要はなか
った。

本発明 上述の理念によると、本発明は少なくとも一つのグル
ープの機械のためのプロセス制御コンピュータを備えた
繊維工場を提供するものであり、ここにおいてグループ
における各機械は機械のアクチュエータ要素（及び前記
機械に割り当てられる全ての補助的な組立体）を制御す
る自らの制御ユニットを具備している。少なくとも一つ
のネットワークはコンピュータとグループの各機械の間
の双方向コミュニケーションを備えている。

プロセス制御コンピュータからの制御指令はプラント
の操業の間にネットワークによって機械制御ユニットに
伝達される。各機械制御ユニットは制御指令を、この制
御指令によって制御されるアクチュエータの制御ユニッ
トに伝達し、制御指令はその必要性に応じて機械制御ユ
ニットによってアクチュエータに適合した制御信号に変
換される。

制御指令の伝達はプロセス制御コンピュータから機械
制御ユニットに直接的に行なわれる。しかしながら、こ
の伝達はEP 0 365 901に記載された“machine station"
のような別の装置によって実施してもよい。重要なのは
プロセス制御コンピュータも（前記機械ステーション等
の）伝達装置も機械のアクチュエータに対する直接的な
アクセスは許可されていないことである。その代りに、
機械の状態の変化が原因でアクチュエータの関与が必要
となった場合にはこれは機械の制御ユニットによって
（この制御ユニットに有効な作動プロゲラムに従って）
実行されるだけである。

機械の制御ユニットと、その（制御される）アクチュ
エータとの接続は機械制御ユニットとプロセス制御コン
ピュータとの間のコミュニケーションネットワークに独
立的に構成されることができる。それは種々のアクチュ
エータエレメント（もしくは補助的組立体）のために異
ならせることも可能である。複数の処理ステーションを
有した機械（所謂長手方向ピッチ型の機械等）でかつ各
プロセス位置のため自動制御ユニットを有したものに関
しては、機械制御ユニットと既存のアクチュエータとの
間の連結はDOS3928831もしくはDOS3910181もしくはDPS3
438962等における自律的処理位置制御ユニットによって
実現することができる。

リング精紡機においては機械制御ユニットとプロセシ
ング位置制御ユニットとの間のコミュニケーションリン
クが、機械制御ユニットと、全処理位置によって組み合
せ的に使用される補助的組立体（例えばリング精紡機の
玉揚装置等）との間の信号伝達にも使用できるというこ
とは現在は想定できない。新規な精紡プロセスにおいて
は、EP0295406に示すように、補助組立体は可動な自動
装置として配置され、処理ステーションを介してメイン
フレームとコミュニケーションするように設けられてい
る。

アクチュエータエレメントの配置に依存して機械の制
御ユニットとの信号連結は電気的、光学的、磁力的、空
気圧的、機械的（又は他の方式）の信号伝達手段を基礎
とする。

いずれにしても、各機械制御ユニットはプロセス制御
コンピュータから受け取った制御指令をそのアクチュエ
ータ要素のための適当な信号に翻訳（変換）することが
できる。即ち、プロセス制御コンピュータは、プロセス
制御コンピュータに連結されたこの機械タイプが同一も
しくは異なったアクチュエータエレメントもしくは補助
的組立体を備えているか否かに関わらず、与えられたタ
イプの機械のため単一セットの指令で作動することがで
きる。

機械のセンサは好ましくは少なくとも一つの安全セン
サを具備し、このセンサは機械の制御ユニットに信号伝
達可能に連結される。このセンサによって、機械制御ユ
ニットは機械の状態の真実の同等データ（即ち、安全状
態）を生成する位置にある。機械制御ユニットは、プロ
セス制御コンピュータからの制御指令を、機械の状態の
同等データにより、人、機械もしくは作業設備を損なう
危険なく新らしい状態に移行できると判断したときのみ
に、実行するようにプログラムできる。従って、この機
械の“安全状態”は作業員の安全及び既存の可動作業装
置（特に、自動作業装置）及び機械に組み込まれたエレ
メントの安全の双方を包含するものである。この点は、
機械領域において自由に移動することができる人間、及
び非連続的かつ一時的にのみ機械の付近にくる可動装
置、例えば、材料の搬送装置、に関しては特に重要であ
る。

好ましい実施例ではこの発明は国際出願番号WO91/164
81号のPCT特許出願のプラントにおいて実現される。即
ち、この装置では少なくとも一つの機械制御ユニットは
ユーザインターフェースを具備し、プロセス制御コンピ
ュータはこのユーザインターフェースを人間もしくはこ
の機械の可動自動装置とのコミュニケーションのため使
用することができる。この装置では、特定信号はコンピ
ュータによって制御されるプラント全体において特定意
味を有するということを比較的容易に確保することがで
きる。このシステムは、オペレータサポートが機械制御
ユニットと独立したシステムによってもたらされるUS41
94349号のようなシステムとは対照的である。この発明
の組み合せの利点が明白となるのは、US4665686号に記
載されたシステムと類似したリング精紡機のための玉揚
管理装置等のように、プロセス制御コンピュータがオペ
レータサポートと機械の制御とに影響を及ぼすときであ
る。

ユーザインターフェースを介してのオペレータサポー
トは必要な場合はいつも応援システムを当然に確保する
ようになっている。これは警報及び呼び出しシステムの
単純化を可能とする。というのは、オペレータは、原理
的に、取るべきアクションについて知らしめられること
なくその機械の箇所に呼ばれるだけであるからである。
警報もしくは呼び出しは、当然ながら、オペレータがオ
ペレータ呼び出しの緊急性もしくは優先度について予め
知らしめられており、かつ正しいオペレータもしくは作
業員（玉揚応援、メンテナンス、糸切れ排除）がその機
械に呼ばれるということを確保する。

ユーザインターフェースを介して、オペレータに、機
械制御ユニット自体によっては実行できないアクション
を実施するための指令を与えることが可能である。何故
なら、例えば、要求されるアクチュエータが機械内に存
在せずまたは機械制御ユニットの制御下にないためであ
る。このようなアクションの例（例えば、機械制御ユニ
ットが精紡位置において直接的に介入できない機械不良
の精紡位置の停止等）はこの出願人と同一の出願人によ
る1991年３月７日のスイス国特許出願第697/91−２号
（0bj.2211）に記載されている。しかしながら、オペレ
ータは（キーボード等を通して）コミュニケーションシ
ステムに或る種の情報（データ）を入力することも要求
されることがある。これらのデータエレメントは、要求
されるセンサが制御される機械に具備されていないとき
はプロセスコンピュータにおけるシステムの同等データ
を補完するものである。

オペレータは、指令の実行を表す信号を発生させかつ
この情報を機械制御ユニットもしくはプロセス制御コン
ピュータに提供する位置にいることが好ましい（又はそ
れを強制的に行なわしめる）。

この発明の好ましいプラントは、プロセス制御コンピ
ュータのプロセス制御信号なしにプラントの操業を補償
するセンサシステムを具備している。この好ましい配置
によれば、プラントは“従来方式”で操業されるプラン
トとして設けられる。即ち、機械レベルでは、プラント
はプロセス制御コンピュータなしに完全に操業可能とす
るようにセンサシステムに制御される機械的制御ユニッ
トを具備している。

作動プロセス制御コンピュータによって発生される制
御信号はプロセス制御コンピュータなしでも作動可能プ
ラントを最適化するように働き、プラントの機械制御ユ
ニットは、同ユニットが接続されるセンサシステムによ
って提供される信号に基づいて、いかなる時点にあって
も制御信号の妥当性のチェックを行なうことができる。
機械制御ユニットは、妥当性チェックによってプロセス
制御コンピュータ制御信号（制御指令）とセンサシステ
ムによって決定されるプラント条件との間の矛盾が検出
されないときのみに、プロセス制御コンピュータからの
制御指令を実施するようになっている。さもなくば、機
械制御ユニットは警報信号を発生する。プロセスコンピ
ュータからの“制御信号”は通常は計画値の形式で設け
られているか、その機械（単数及び複数）の条件におけ
るプロセス及び変化を開始するようになっている。

プラント（“連鎖状に配置された機械”）は、現在知
られている制御及びセンサシステムはプロセスコンピュ
ータなしにプラントを作動させるに充分であるという意
味で“通常”の手法で操業可能である。これらの現在知
られた制御システムはごく当然の通り改善することがで
きる。しかしながら、このシステムはプロセスコンピュ
ータなしでプラントの操作性を維持できるという限りで
は“従来型”であると依然見なされる。プロセスコンピ
ュータの故障の際には、或る機能はオペレータによって
取って代られることが想定される。このような場合には
“従来型”のプラント制御システムでは人間の介在とい
う選択枝が必要である。しかしながら、プラントがプロ
セスコンピュータによって完全制御されているとして
も、プラントのプロセスをオペレータによって個々に介
在させる選択枝を設けることが他の理由で望ましいこと
がある。

本発明の別の観点では紡績工場は次の構成より成る。

−工場の機械の少なくとも一つのグループのための一
つのプロセス制御コンピュータ −前記グループの各機械のための一つの自動制御ユニ
ット −プロセス制御コンピュータと自律的制御ユニットと
の間の双方向情報コミュニケーションのためのネットワ
ーク、制御指令はネットワークを介してプロセス制御コ
ンピュータから機械制御ユニットに伝達することができ
る。

−少なくとも一つの制御ユニットのための作動手段、
作動手段によって制御ユニットのリセットが可能であ
り、作動手段は制御ユニットを第１及び第２の条件とす
るため選択的に起動可能な手段を具備し、第１条件では
制御ユニットは制御手段に反応するのみであり、かつ第
２条件では制御ユニットは作動手段と、プロセス制御コ
ンピュータから来る制御信号との双方に反応する。

全機械制御ユニットもしくは少なくとも一部の要の機
械制御ユニットが上記第２の発明に準じて配置されたプ
ラントでは、プロセスコンピュータが作動可能であると
否とに関わらず、オペレータは（“作動手段”を介し
て）プラントのプロセスサイクルにいつでも関与するこ
とができる。加えて、オペレータはプロセス制御コンピ
ュータから個々の機械もしくは少なくとも或る機械を切
り放し、その選定された機械におけるメンテナンス作
業、もしくは変更を実施することができる。

プロセス制御コンピュータ（もしくはその重要な機能
の一つ）、又はマスターコンピュータと機械との間のコ
ミュニケーションネットワーク又はセンサシステムが故
障した場合は、機械（もしくは各機械）又はセンサシス
テムは獲得したデータの予備的保存のための局部的収納
手段に連結され、このデータをプロセス制御コンピュー
タに供給することができる。コンピュータもしくはネッ
トワークが再度オンラインに復帰すると、保存されたデ
ータはマスターコンピュータに供給することができる。
各“コミュニケーションユニット”（ネットワークを介
してマスターコンピュータにデータを供給する装置）は
供給されたデータが受け取られたか（もしくは“確認さ
れたか”等）確認する手段を具備することができる。確
認（供給されたデータがプロセス制御コンピュータに到
着したことの確認）がない場合は、夫々のセンサシステ
ムの予備的収納手段への連結が行なわれる。獲得された
データを通常の作動の間に局部的バッファメモリに書き
込み、プロセスコンピュータとのコミュニケーションが
計画のように行なわれたことが“確認”されたときのみ
にデータをネットワークに供給するようにすることが可
能である。

この発明の第３のアスペクトによれば、“生のデー
タ”はプロセス制御コンピュータに供給される。“生の
データ”はセンサの現実の出力信号を（必ずしも）意味
せず、そのような信号の完全な“情報的内容”を少なく
とも意味する。

この発明の第４のアスペクトによれば、制御されたプ
ラントはプロセス制御コンピュータが利用できるか否か
に関わらず完全に作動可能であり、機械はこの目的のた
めの必要なセンサを具備している。

この発明の以上のアスペクト及び他のアスペクトを以
下の図面に略示された実施例を参照にして以下説明す
る。

図面の簡単な説明 第１図はコーマ綿についてリング精紡機における値の
生成の分布を概略的に示す図； 第２図は処理段階における入力要求を概略的に示す
図； 第３図は紡績におけるプロセス制御の機能を概略的に
示す（データの型及び時間による信号発生を示す）図； 第４図は紡績におけるプロセスデータ処理の導入を概
略的に示す図； 第５図はデータ伝達要求を概略的に示す図； 第６図は精紡機までの（再ワインディング無し）紡績
工場における配置概略的； 第７図は第６図のダイヤグラムの要約を示す図； 第８図は第７図の工場におけるプロセス制御ユニット
のためのコンピュータ配置を示す図； 第９図は機械（複数）、作業ロボット及び搬送システ
ムのネットワークを概略的に示す図； 第10図は機械制御ユニットは精紡位置との間の連結の
概略的表示を示す図； 第11図は機械制御ユニットとワインディング位置との
間の連結の概略的表示を示す図； 第12図はプロセス制御ユニットが取り得るアーキテク
チャーを概略的に示す図； 第13図は第12図のアーキテクチャーの変形例； 第14図は第12図のアーキテクチャーの更に別の変形
例； 第15図はプロセス制御にとって重要な全ての項、標
準、及び条件をリストしたものを示す。

第16図は幾つかの補助的装置を具備したリング精紡機
の概略的断面図； 第17図はロボットを補助的装置として含む紡績ルーム
の概略的配置を示す図； 第18図は機械に組み込まれる搬送装置の概略的； 第19図は第14図の装置の変形を示す図； 第20図はこの発明の種々の可能性を示す図； 第21図はリング精紡機の撚り係数を（概略的）に示す
図； 第22図は“コミュニケーションの可能性”について構
成を良く表すためのダイヤグラム。

発明を実施するための最良の形態 紡績におけるプロセス制御に関する問題は（自動的か
もしくは入力かに関わらず）処理ラインに対する入口と
糸の格納部にもしくは製織もしくは編成に対する出口と
の間で材料の流れを“分割”することに部分的に原因す
る。この点は、本発明の原理の応用に先だって、より詳
細に説明する。以下説明するプラントは通常型のもので
あり、PCT出願第PCT/CH/91/00140号（国際公開番号WO92
/00409号）に既に示されており、これは単に実施例とし
てのみ供したものである。

第６図に表される紡績設備はベールオープナ120と、
粗クリーナ122と、混綿室124と、２台のファインクリー
ナ126と、12台のカード128と、練条機130（第１練条）
と、２台のコーミング準備機132と、10台のコーミング
機136と、４台の練条機138（第２練条）と、５台のフラ
イヤ140と、40台のリング精紡機142とより構成される。
各リング精紡機142は多数の精紡（錘）位置（機械毎に
約1200箇所にまで達する）を具備している。このことは
後で第16図を参照した説明する。

第６図はコーマリング糸を製造するためには今のとこ
ろ通常の配置である。リング精紡プロセスは革新精紡工
程（例えばロータ精紡）に変更することができるが、こ
の場合はフライヤはもはや不要となる。しかしながら、
この発明の原理は精紡段階の形式に関わらず使用可能で
あり、また通常型のリング精紡機に関連した説明は革新
型精紡方法（ロータ精紡方法）への本発明の応用におい
ても充分理解できるものと思われる。

第６図の紡績工場はその概略が第７図に再び図示され
ており、ここに第７図の場合は機械は所謂“プロセシン
グ段階”として組み合せられている。このアプローチに
よれば、混綿機124及びファインクリーナ機は一体とな
って所謂開繊室42を構成し、この開繊室42で充分の開繊
かつ塵を除去された繊維材料はカーディング室44に供給
される。開繊室内で繊維材料は空気式の搬送システム
（空気流）にのって機械から機械に搬送される。このシ
ステムはカーディング室に終端している。カード128は
その各々が中間製品としてのスライバを供給し、スライ
バは適当な容器（所謂“ケンス”）に蓄積され、後工程
に更に供給される。

練条機130を介しての第１の練条段階は及び練条機138
を介しての第２の練条段階はその各々が処理段階46もし
くは52（第７図）を夫々構成する。これらの間におい
て、コーミング準備機132は処理段階48（第７図）を構
成し、コーマ機136もまた処理段階50（第７図）を構成
する。最後に、フライヤ140は紡績準備段階54（第７
図）を構成し、リング精紡機142は端部紡績段階56（第
７部）を構成する。

この出願の出願人と同一の出願人にかかる1989年６月
26日のドイツ国特許出願第3924 779号が開示するプロセ
ス制御システムでは繊維工場は“領域（複数）”におい
て配置され、一つの領域からの信号は先の領域を制御す
るために使用される。そのようなプラントの例が第８図
に示され、ここにおいてプラントは３個の領域B1,B2,B3
を有し、各領域は自らのプロセス制御コンピュータR1,R
2,R3を具備している。各コンピュータR1,R2,R3はデータ
の交換のため接続（第８図で接続矢印86にて示す）され
ている。当業者には明かな通り、第８図は純粋に略示の
ためのものである。また、単一のプロセスコンピュータ
のみが設けられ、この単一のプロセスコンピュータは紡
績工場の全領域に連結され、これらの領域間での所望の
データ交換を行なうようになっている。別の“領域”を
定義することも可能であり、例えば、H.P.Erni氏により
（1987年12月2,3日のRetlingでの紡績についての非公式
会議で）発表された“Integrierte Prozessdatenverarb
eitung mit USTER MILLDATA（USTER MILLDATAについて
の統合プロセスデータ処理）”という記事を参照された
い。この記事において領域Ｂ毎のプロセスコンピュータ
の配置は以下の説明のために使用できる有益な配置を表
している。

領域B1は開繊室42と、カーディング室44（第７図）と
を有する。

領域B2は二つの練条段階46,52（第７図）と、コーミ
ング準備室48と、コーミング室50とを含む。

領域B3はフライヤ54と、最終精紡段階56（第７図）
と、多くはワインディング部をも包含する。第１図から
第５図に関連して概説した原理を第６図から第８図まで
のシステムにどのようにして組み込むのかを以下第９図
から第14図を参照して説明するものとする。

自動化されたプラントにおける領域B3における具体化
について第９図にて説明する。しかしながら、この表示
は依然として概略的であり、システムのデータ処理の観
点からその輪郭を示したものに過ぎない。プラントの図
示された部分は（処理段階の連続的な配置に沿って、即
ち機械の“連鎖”によって表すと）以下のものより成
る。

（ａ）フライヤ段階300 （ｂ）最終精紡段階320;ここではリング精紡機によって
構成される。

（ｃ）粗糸搬送システム310。同システムはフライヤ段
階300からのフライヤボビンを最終精紡段階320に搬送す
ると共に、空ボビンを最終精紡段階320からフライヤ段
階300に戻すためのものである。

（ｄ）再ワインディング段階330。この段階はリング精
紡機によって形成された管糸を大きな（円筒状もしくは
円錐状）パッケージに変換するため使用される。

各処理段階300,320及び330は複数の主プロセシングユ
ニット（処理機械）を具備し、主プロセシングユニット
は各々が自らの制御ユニット（機械制御コンピュータ）
を具備する。前記制御ユニットは第９図に示されていな
い。ロボットユニット（自動作業装置）は夫々の機械制
御ユニットとリンクされている。ロボットユニットは夫
々の機械に対して直接的に割り当てられている。第９図
は段階300の各フライヤが自らの玉揚装置（ドッファ）3
02を具備していることを示す。“フライヤ玉揚”の機能
は第９図において箱302内に図示されている。具体的な
配置としてはEP−360149もしくはDE−OS−3 702 265号
等に示されている。

第９図は各リング精紡機320が列毎の精紡位置につい
て自動作動装置及び粗糸供給のための一つのクリール作
動装置を具備していることを示27す。“精紡位置作動”
の機能は箱322,324（精紡位置の各列毎に一つの箱があ
る）内に示され、“粗糸供給”の機能は箱326にて示さ
れる。具体的な配置としてはEP−41 99 68もしくは1991
年11月２日出願のPCT特許出願PCT/OH/91/00225号等に記
載されている。

粗糸搬送システム310はここには詳細に示さないが自
らの制御ユニットを具備している。システム310は粗糸
ボビンの清掃を同ボビンがフライヤ段階300に供給され
るに先だって行なうユニットを具備している。第９図は
箱312によって“粗糸ボビンクリーニング装置”の機能
を示している。具体的な配置としてはEP−43 12 68（及
び部分的ではEP−39 24 82）に記載されている。

段階320のリング精紡機及び段階330のワインディング
機は一緒になって“機械ユニット”を形成し、管糸をワ
インダに搬送する作業が行なわれる。このユニットの制
御はワインディング機によって達成される。

ネットワーク350は全ての段階300,320及び330並びに3
10の機械プロセス制御コンピュータ（マスターコンピュ
ータとも言う）340と信号を交換（データトランスミッ
ション）するべく接続されることを確保する。マスター
コンピュータ340は警報システム342及びマスター制御ユ
ニットもしくはマスターターミナルなどの作動ユニット
344を直接的に作動せしめる。

リング精紡糸の再巻き取りの重要な機能は箱360にて
示される所謂ヤーンクリーニングの機能である。ヤーン
クリーナはネットワーク350を介してマスターコンピュ
ータに接続される。この装置により糸の欠陥が除去せし
められ、同時に、それまでの処理段階での紡出結果を引
き出させる情報（データ）が得られる。糸クリーニング
機能はワインディング機によって実施される。

第10図及び第11図は段階320のリング精紡機321（第10
図）及び段階330のワインダ331（第11図）をより詳細な
しかし依然として概略的に表す図である。

機械321の制御ユニットは323によって概略的に示さ
れ、機械331の制御ユニットは333によって表される。各
機械321,331について作業位置処理位置370（第10図）、
380（第11図）のみが概略的に示されている。リング精
紡機321についていえば、作業位置370は、粗糸372を牽
伸部373に供給するフライヤボビン371のためのクリール
（図示せず）における懸架装置（図示せず）を有する。
牽伸部373からの繊維は糸374として紡出され、ボビン37
5において管糸に巻かれる。ボビン375はスピンドル（図
示しない）に担持され、スピンドルは同スピンドルに割
り当てられた駆動モータ377によってその長手方向軸線
の回りを回転せしめられる。

ワインダの処理位置380は、各々がコップ382を担持す
る個々のコップキャリヤ381（所謂“ペッグトレイ”）
のための供給手段（図示しない）を具備する。コップの
糸383は巻き戻されかつスプライサ（splicer）384を介
して綾振りユニット385に供給される。ボビンホルダ
（図示しない）はパッケージ386の芯となるボビン（図
示しない）を担持する。パッケージ386は、綾振りユニ
ットにより惹起される糸の軸方向移動に基づいてその軸
線の回りを回転することによって形成されるものであ
る。

各処理位置370,380は自らのセンサを具備していると
仮定される。リング精紡機についていえば各精紡位置の
ために簡単なセンサ378が設けられ、（中間スピンドル
モータ377）の精紡位置が作動中か否かを確認すること
ができる。巻き取りの処理位置380は夫々のセンサ387を
具備することができる。巻き取り位置は、糸クリーナ36
0（第９図）のエレメントとなる糸試験装置361を追加的
に具備する。糸試験装置は糸センサ（別体としては図示
してない）を具備し、同センサは糸が所定の品質にある
ことを監視すると共に夫々の信号（データ）を機械のデ
ータ獲得ユニット362に供給する。このユニットはこの
機械の全精紡位置のためのデータを収拾する。データユ
ニット362は、ネットワーク350のライン351,352及び353
を介してマスターコンピュータ340（第９図）に接続さ
れる。データユニット362はまたワインディング機の制
御ユニット333と信号の交換を行なう。自動装置はこの
出願人と同一の出願人による米国特許4 944 033号等に
示されたセンサを備えることができる。

この発明の一つの特徴によればプラントの配置は次の
ようになっていて、マスターコンピュータ340はセンサ
ユニット378,387,361の“生データ”に直接にアクセス
し、しかし個々の制御ユニット323,333,362は、マスタ
ーコンピュータ340からの制御指令がない場合にセンサ
ユニット378,387,361の出力信号をベースにマスターコ
ンピュータ340から独立的に（一部自律的に）作動す
る。そのため、センサユニットの生のデータは制御ユニ
ット323,333,362によって“報告”の形態にはコンパイ
ルされることはない。このような報告はセンサ信号の信
号内容を“濃縮”することにより減量し、これらをマス
ターコンピュータに供給する。その代りに、データは、
その内容が変更されない品質及び条件信号として（少な
くともマスターコンピュータ340の指令により）マスタ
ーコンピュータに供給される。“生データ”は（制御ユ
ニットのところでは）原理的にはセンサユニットから得
られる“現実の値”である。何はともあれ、生データと
はセンサユニットから発する信号である。

各機械321,331は“ユーザインターフェース"325もし
くは335をも具備しており、ユーザインターフェースは
夫々の制御ユニット322もしくは333と接続されており、
かつマン−マシン（もしくはロボット−マシン）コミュ
ニケーションを可能とする。“ユーザインターフェー
ス”は“制御パネル”、“制御ボード”又は“制御コン
ソール”として設計することも可能である。このような
ユーザインターフェースの一例がDE−OS−3734 377に示
されているが、この特許は練条機に関するものであって
リング精紡機に関するものではない。しかし原理はこの
種の作動装置にとってはどれも同様である。他の例とし
てはF.Hosel氏によって1991年９月のMelliand Textile
Report（ITMA Edition）において“Neue Mikroco−mput
er fur die Textilendustrie（繊維産業のための新しい
マイクロコンピュータ）”のいう記事で紹介されてい
る。Maschinenfabrik RIETER社のG5/2リング精紡機のユ
ーザインターフェースは1991年４月の“TextileWorld"
と44ff頁に示されており、これによってこの種の装置の
一層の発展を期待することができる。

PCT出願WO/91/16481の発明によれば、プラントの設計
は次のようになっていて、マスターコンピュータ340は
夫々の機械のユーザインターフェース325もしくは335を
介してオペレータサポートを提供し、即ち、マスターコ
ンピュータはネットワーク350を介して制御コマンドを
出力し、機械制御ユニットはこの制御コマンドを受け取
り、制御コマンドに応じた指令を実行し、従って、ユー
ザインターフェースの条件は夫々の制御ユニットを介し
てマスターコンピュータにより決定がなされる。

第12図は第９図から第11図までのプロセス制御のため
のアーキテクチャの変形例を示す。第12図にはマスター
コンピュータ340及びネットワーク350が再度見えてお
り、加えてプラント（データのプロセシングの説明の目
的で“機械”と共に等価とすることができる粗糸搬送シ
ステム310等）の機械制御ユニットのコンピュータ390が
示されている。各コンピュータ340,390は割り当てられ
たメモリ343,345もしくは391と、ドライバ347,349もし
くは393,394,395,396を有している。

ドライバ349もしくは394は、ディスプレイ、作動部及
びプリンタとして設計された夫々のユーザインターフェ
ースを備えたコンピュータ340,390とコミュニケーショ
ンするための所望のインターフェースを決定する。ドラ
イバ347はマスターコンピュータ340とネットワーク350
との間のインターフェースを決定する。ドライバ393は
ネットワーク350と機械制御ユニット390とのインターフ
ェースを決定する。

ドライバ395は機械制御ユニット390と、被制御駆動部
（第10図の精紡機の場合はスピンドル駆動モータ377）
との間のインターフェースを決定する。ドライバ396は
機械制御ユニット390とそこに割り当てられたセンサユ
ニット（第10図のリング精紡機の場合はセンサ378）と
の間のインターフェースを決定する。

第13図はこのアーキテクチャの第１の変形例を示すも
のである。マスターコンピュータ340はこの場合は付加
的なドライバ348を具備し、この付加的なドライバ348は
コンピュータ340と第２のネットワーク355とのインター
フェースを決定する。コンピュータに割り当てられた機
械（図示しない）はネットワーク350か又はネットワー
ク355に接続される。ドライバ／ネットワークの組み合
せ347/350もしくは348/355は相互に区別され、異なった
種類の機械制御ユニットとコンパチブルとなっている。
機械は、制御ユニットのタイプに応じて一つのネットワ
ーク350もしくは他のネットワーク355のいずれかに接続
されるものとする。

第13図にはドライバが347,348と二つだけ示されてい
る。しかしながら、各々が自らのドライバを有した別の
ネットワークをマスターコンピュータに連結することが
可能である。ネットワークの数を二重もしくは多重にす
ることはコンパチビリティの問題を解決するためにのみ
使用されるわけではない。例えば、システムが大きい場
合はネットワークが350の一個だけであると容量の問題
を起こすことがあるが、この問題は第２のネットワーク
を採用することにより軽減される（又は完全に解消され
る）。（このインターフェースの伝達能力に関する導入
部のコメントも参照されたい。） 第14図は第12図の配置を更に変形したものを示し、こ
の場合は単一のネットワーク350（図示）もしくは複数
のネットワーク（図示しない）が使用可能である。第14
図のエレメントは第12図のエレメントと同一であり、双
方の図を通じて同一の参照符号としている。

第14図はネットワーク350と別の機械400との間のイン
ターフェースとして機能する別のドライバ410を示して
いる。この機械400はコンピュータ390によって制御され
る機械と連鎖されている。例えば、この機械が混合機で
あるとすると、機械400はオープナもしくはカード供給
装置である。ドライバ386は、“自らの機械”には設け
られていない付加的なセンサ397とも接続されている。
しかしながら、センサ397はそれに“連鎖”する次の機
械400には設けられており、その“自らの”制御ユニッ
ト（コンピュータ390）に機械400の条件について知らせ
る。連鎖における他の機械もしくは種々の機械に前記の
ような付加的なセンサを更に設けることができるのは明
かである。

そのような“スパイ型のセンサ”によって各々の部分
的自動化装置ユニットはマスターコンピュータ340によ
って与えられる全ての情報についてその不一致を確認す
ることができる。それより重要なことは、ネットワーク
350もしくはマスターコンピュータ340に欠陥があっても
部分的制御ユニットは機能するように留まるということ
である。プラントの効率はこのことにより確実に減少す
る。しかしながら、（最適ではないといえども）作動状
態には留まる。

第15図はプロセス制御システムを広範囲に標準化した
い場合のさまざまな要因及び条件を概略的に示してい
る。これらの条件は必要なセンサユニットの決定時必ず
考慮する必要がある。略図A/Bはベールオープナに対し
て、Ｃはカードに対して、Ｅはコーマ機に対して、RUは
回転型精紡機に対して使用されている。

この発明によるプロセス制御システムの応用をその一
例としてリング精紡機に関連してより詳細に説明する。
まず、機械について説明する。

リング精紡機（及びその補助装置） この出願ではリング精紡機を“長手方向ピッチマシ
ン”の例として使用する。他の長手方向ピッチマシンの
例はフライヤ、新型精紡工程のための精紡機（ロータ精
紡機、ジェット精紡機等）、ワインダ、二重撚糸機（ツ
ー−フォー−ワン型の撚糸機）及びエンドレスフィラメ
ントの仮撚機等がある。

最近のリング精紡機の一般的な原理はF.Dinkelmann氏
によって1986年12月2,3日にReutlingにおける紡績に関
する非公式会議において“Die automatisierte Ringspi
nnmaschine（自動化リング精紡機）”という記事にてそ
の概略が述べられている。第16図に示される機械は二重
側の精紡機210を示しており、その２列の精紡位置212及
び214は機械の中立平面MEに対して対称に配置されてい
る。最近の精紡機では精紡位置212及び214は相互に詰め
込んで配置された500から600の間の精紡（錘）位置を具
備する。各精紡位置はドラフト部216と、糸ガイドエレ
メント218と、管糸成形ユニット220とを具備する。ユニ
ット220はスピンドル、リング及びトラベラ等の個々の
処理エレメントを具備する。しかしながら、これらの具
体構造がどうなっているかはこの発明では重要な要因で
はない。これらのエレメントについては当業者には良く
知られており、例えばEP−A382943等を参照されたい。
各精紡位置212及び214の各列のため自動玉揚装置222,22
4が設けられ、これらの装置はそこに割り当てられてい
る精紡位置列の全ての精紡位置での管糸交換作業を同時
に行なうようになっている。この自動装置はその詳細は
EP−A303877等に開示されているためここでは説明しな
い。

各精紡位置212もしくは214の列は少なくとも作動装置
226もしくは228に割り当てられており、この装置は夫々
の列に沿って移動することができ、個々の精紡位置での
作業を行なう。このような作業装置の詳細についてはEP
−A388938等により公知である。

精紡機210のフレームは垂直ロッド232及び横方向ビー
ム234によって形成されるクリール230を担持する。レー
ル236は横ビーム234の外端部に設けられ、機械の長手方
向に延びている。各レール236はトロリーレール238のた
めの案内レールとして使用され、このレール238は新規
ボビン240をクリール230に供給する。このようなトロリ
ーレールの詳細はEP−43 12 68号に記載されている。

クリール230はボビン244,246を供給するためのキャリ
ヤ242を備える。ボビンは個々の精紡位置に粗糸を送る
ためのものである。しかしながら、この配置は発明にと
っては重要ではない。第16図の実施例では各精紡位置21
2もしくは214の列のための供給ボビンは２列、即ち中心
平面MEに近接した実施例244と、中心平面MEから離間し
た外側列246、に配置されている。横ビーム234は機械の
各側にレール装置248もしくは250を担持しており、この
レール装置は夫々の移動可能ロボット252もしくは254の
ための案内レールとなっている。ロボット252もしくは2
54は供給ボビン246の外側列とトロリーレール238によっ
て担持された新規ボビン240との間を夫々の作動装置226
もしくは228の上方において移動する。ロボット252はこ
の出願人と同一の出願人によってPCT出願PCT/CH/91/002
25に説明されたクリールの２列の供給ボビンの作業を実
施する装置として意図されたものである。粗糸の取り扱
いを行なうこのロボットは、クリールでのボビンの交換
後に、新規ボビンの粗糸をロボットによってドラフト機
構に糸通しするものである。

搬送装置 第17図はPCT出願PCT/CH/91/0225でロボットによって
操作されるリング精紡機の精紡室のレイアウトの一例を
示すものである。第17図のダイヤグラムは、精紡機にお
いて処理するための材料の供給を説明している。フライ
ヤ500はボビンをトロリー（図示せず）のためのレール
ネットワーク502（バッファ通路504を具備する）を介し
て４台の精紡機504,506,508及び510に供給する。ブラン
チ512の切替によってトロリーを所望の精紡機のいずれ
の側部にも導くことが可能である。各精紡機はネットワ
ークのＵ字型のセクションに割り当てられている。搬送
装置は搬送システムのマスター制御コンピュータ514に
よって制御される。フライヤとリング精紡機との間の搬
送ネットワークの配置例はヨーロッパ特許出願第43 12
68号に示されている。

レールウエイネットワーク516は、第16図のロボット2
52,254と等価なボビン交換ロボット／粗糸処理ロボット
518のためにも設けられている。ネットワーク516は各精
紡機のために夫々のＵ字状セクションを具備し、このＵ
字状セクションは搬送ネットワーク502の各Ｕ字状セク
ションとは対向して設けられている。ロボット518は連
結セクションを介して一つの精紡機から別の精紡機に案
内される。

ボビン交換作業は所定の“交換戦略”に応じて実施さ
れるのが好ましく、その一例はPCT出願PCT/CH/91/00225
に開示されている。この戦略によれば、精紡機の一側も
しくは他側で交換作動は交互に実行され、作業装置226,
228（第16図）に加わる作業負荷を軽減するようになっ
ている。ドラフト部の新規な糸継の間にボビン交換作動
を糸切れの解消といつも調和せしめることが必要であ
る。これにより、ボビンの交換の間に作業時間226もし
くは228はその精紡位置にいつも近接して位置される。
当然のことであるが、たとえ他の作業位置で糸破断の除
去を必要とする作動異常（糸切れの解消が必要となるか
もしれない）が追こっていたとしても、作業装置はその
位置での作業には約立てられないことを意味する 従って、好ましい精紡機の配置では、夫々が機械の一
側に割り当てられる少なくとも２台の作業装置（第16
図）が具備される。一つの作業位置は精紡機の他側での
ボビン交換において協働するように使用することが可能
であるが、精紡機の他側の作業装置はボビン交換を要求
しない精紡位置で作動させることに支障はない。

搬送装置から完全に装填したトロリーレールを所定の
リング精紡機に供給する（信号形態の）要求は機械それ
自体によって（EP−392482等に準じて）発生させること
が好ましい。この場合、リング精紡機に対するトロリー
レールの位置は全体の配置に依存する。精紡機の全側
に、ボビン交換操作がロボットによって実行されそうに
なる毎にトロリーレールが供給されるようにすることが
できる。トロリーレールを備えるべきクリール位置に関
する情報は（搬送装置の中心制御ユニット514に設ける
よりは）リング精紡機もしくはロボット内に存在するよ
うにすべきである。

トロリーレールは精紡機の全長よりは短くかつボビン
交換操作はグループにおいて行なわれるというより起こ
り得る場合においては、各トロリーレールはリング精紡
機に対する好適位置に設備かつ固定する必要がある。こ
の場合、搬送装置の制御ユニット514とリング精紡機の
制御ユニットとの間のインターフェースは、このインタ
ーフェースからのトロリーレールの動きがリング精紡機
の制御ユニットによって仮想されるように、されること
が好ましい（EP392482等のように）。適当な位置情報が
ロボットによってリング精紡機に供給されるか、リング
精紡機の制御ユニット内に留まりかつロボットに伝達さ
れるようにする。

ボビン交換作動の開始は時間によるかもしくは（好ま
しくは）供給された粗糸量（機械速度に依存する）によ
りリング精紡機によって演算することができる。

第17図の装置に応じた配置（ロボットが二つもしくは
それ以上の機械（第17図では４台）間に連結されてい
る）可能かどうかは糸の番手によって変化するボビン交
換の頻度に依存する。もし連結が可能であれば一つの機
械から他の機械への移送は精紡機へのトロリーの供給に
依存する搬送装置のマスター制御ユニット514によって
調和させる必要がある。

紡機は供給材料を供給するための搬送装置だけでなく
紡機の生産物を更に搬送するための搬送装置を必要とす
る。最も最近のリング精紡機は第18図で示すような二つ
の搬送ベルトを備える。各スピンドル列はジャーナルを
備える固有のベルトに割り当てられている。空のボビン
は、機械の長手方向において自動玉揚装置に向って、即
ち錘位置に向って、ジャーナル上にベルトの移動によっ
て夫々供給される。ベルトに取り付けられる同一もしく
は他のジャーナルが錘位置から玉揚装置によって取り出
された満管糸を運び出すのに使用される。かかるシステ
ムの例はUS3791123;CH653378及びEP366048に示されてい
る。所謂ペッグトレイを基礎とする新型は欧州特許出願
第450379号等に開示されている。

この新規な方法に基づく紡機はケンスをロータ精紡機
に搬送するための他の搬送装置、又はロータ精紡機から
の交差巻きされたボビンを更に搬送するための装置を必
要とする。そのようなシステムの例は1990年５月18日の
DE4015938.8（ケンス供給）もしくはDOS4112073（交差
巻きボビン搬送装置）に開示されている。

精紡機（リング型）のアクチュエータ 機械のアクチュエータは内蔵型と外付型との双方のエ
レメント及び組立体を具備する。内蔵型のエレメントの
ためのアクチュエータは、少なくとも、スピンドルのた
めの駆動部と、延伸部と、リングレールとを具備する。
リング精紡機のスピンドル、リングレール及び延伸部を
駆動するための最近の構造（シングルドライブ）はEP34
9831及び392255に開示されている。これらの構造では、
専用の駆動モータが各スピンドルに加え各延伸部列毎に
も設けられる。リング精紡機のため今日最も広範に使用
されている駆動システム（中心ドライブ）は機械の駆動
ヘッドにおけるメインモータと、メインモータからの駆
動力を駆動エレメントに伝達する伝動手段（例えば、長
手方向軸、ベルト及び歯車）とを具備している。

第16図の精紡機においては、各玉揚装置222,224のた
めの付加的なモータはいずれにしても必要となる。内蔵
型のエレメントのためのアクチュエータは（DOS3610838
等のように）管糸のため、もしくはWO90/12133等のよう
な）クリールにおける空ボビンのための搬送装置の駆動
部も具備している。

外付型の補助組立体はロボット226,228及び252,254と
搬送トロリー238との双方を具備し、搬送トロリーはい
まのところは機械に近接して位置している。このような
組立体の他の例としては清掃ロボット、ブロア及び他の
可動自動装置（トラベラの交換等のために使用されるも
の）である。

組立体のあるものは自らの駆動部（可動作業装置）を
具備している。固有の駆動部を持たないものもあるが、
この場合は機械に内蔵される又は外付けされる駆動部
（例えばWO90/12133の第16図から第18図のトロリー駆動
部等を参照）又は欧州特許出願第42 11 77号の駆動部に
従属するように設けられる。このような補助的組立体
は、同組立体が精紡機の制御ユニットによって影響され
るものである限りは精紡機のアクチュエータと見なすこ
とができる。

重要なアクチュエータエレメントとしては精紡位置を
“停止”させるものであり、ここに“停止”とは“その
位置の錘での糸の製造を有効に停止させること”にあ
る。殆どの場合には一つの錘位置の全ての処理エレメン
トがその一つの錘位置の停止の間に停止されるわけでは
ない。多くは、紡出のみが停止されるにすぎない。これ
は材料の供給を中断するか及び／もしくは糸の切断を意
図的に起こさせることでなされる。

多少なりとも自動化された機械（例えばロータ精紡機
等）ではこのことは中心制御ユニットによって一つもし
くは他の方法により容易に実行することができる。例え
ば、駆動の中断は供給ローラにおいて精紡位置の開繊シ
リンダもしくはロータへの材料の供給を阻止することだ
けで行なうことができる。また、精紡位置もしくは巻き
とり位置の品質制御において所謂品質カットを行ない糸
の進路を中断することが可能である。ロータ精紡機もし
くはジェット精紡機では材料の供給を意図的に中断する
ことによって行なわしめることができる。

現今のリング型精紡機では、個々の錘位置でのアクチ
ュエータは中央機械制御ユニットの直接制御下にはない
ことからそのような可能性はない。しかしながら、かか
る精紡機では錘位置での停止を、欧州特許第388938,394
671及び419828等のシステムに準じて、材料の供給を中
断する粗糸クランプを起動することによって、行なうこ
とが可能である。

材料の供給を中断するための粗糸クランプの利用は、
牽伸部の単一位置をオフにすることは通常は不可能であ
ることから、供給材料が牽伸部を介して錘位置に供給さ
れるどの型の機械においても必ず行なわれる。各精紡位
置の粗糸クランプに作動装置を設けることも可能であ
る。これらの作動装置は中心機械制御ユニットによって
起動することができる。このような粗糸クランプの例は
EP322636やEP353575に示されている。

精紡機の制御ユニット及びその補助組立体 現在慣用のリング精紡機（中心駆動部を具備）は通常
は中央マイクロプロセッサー制御ユニットを有し、この
制御ユニットは中央駆動システムのための適当な制御信
号を（通常は制御周波数コンバータによって）発生す
る。適当な駆動システムはEPO389849のような“分布
型”の制御ユニットをも備えている。革新型の精紡機
（ロータもしくは空気精紡機）は必ず分配制御ユニット
を具備し（EP29405参照又はMelliand Textile Reports6
/985第401〜407頁の“Mikroelectronik−hutige und
zukunftige Einsatzgebiete in Spinnereibetrieben
（マイクロエレクトロニクス−精紡工場における応用の
現在及び未来）”という記事を参照）、これにより分布
された制御ユニットは実際的には中央調和機械制御ユニ
ットを具備する。同一のことがワインディング機にも該
当する（T.Ruge博士によって1987年12月2,3日にReutlin
gでの紡績についての非公式会議において“Der Beitrag
electronisch gesteuerter Textilmaschinen zur betr
eblichen Informationstechnic"（プラントにおける応
用コンピュータエンジニアリングへの電子制御繊維機械
の寄与）という記事等を参照）。

可動の補助組立体は自らの自律的制御ユニットを具備
している（低えば、EP295406,EP394671又はEP394708（0
bj.2083）参照）。これらのの制御ユニットは自律的な
作動を行なうとはいえ、その各々は機械制御ユニットに
対して階級的には下位におかれている。これから行なわ
れる玉揚工程についていえば、ロボット226,228は、（D
OS245595等のように）調和した機械制御ユニットによっ
て自動玉揚装置222,224の工程領域から控えて位置され
る。

第17図の制御ユニット514は“機械制御ユニット”と
見なすことができ、即ち、二つの処理段階を連結する搬
送装置は組織的な観点からは“機械”とみなすことがで
きる。このことは、仮に夫々の装置が一つの機械に組み
立てられ、又は機械制御ユニットに階級的に下位におか
れているとすると当てはまらない。

通常型（リング）精紡機のセンサユニット 革新型の精紡機（ロータ精紡機やジェット精紡機等）
のための機械と比較し、通常型のリング精紡機のセンサ
ユニットは極度に珍しいものである。例えば、ロータ精
紡機にセンサユニットが設けられらのはずっと以前から
である。この種のセンサは個々の精紡位置の条件や、そ
こで生産される糸の品質についての情報を提供する（EP
156153や、そこに記載されている従来技術の記載、更
に、最近の技術については“ITB Garnherstelung"1/91
第23から32.4参照）。類似のシステムがフィラメント処
理及び仮撚り機械について開発されている（DOS3005746
参照）。リング精紡機の管糸を交差巻きボビンに処理す
るワインディング機械は現在すでに巧妙なセンサユニッ
トを具備している（DOE3928831,EP365901,EP415 222及
びUS4984749参照）。

リング精紡機に高度に発達した内部コミュニケーショ
ンシステム及びそれに使用するセンサユニットを設ける
提案がなされている（EP322698及びEP398849（＝DOS391
0181）参照）。このような提案ではその実現のためリン
グ精紡機の見直しを要求しているが、このような作業は
そこにかかる費用やその方法の競争力に基づいて一歩一
歩しかなし得ないものである。

近い将来においてはリング精紡機には内部コミュニケ
ーションシステムは設けられないであろう。従って、個
々の精紡位置についての情報は精紡位置に設けられる個
々のセンサの代りに可動監視装置によって集められるよ
うになるであろう。そのような装置はかなり以前から知
られていた（例えばDOS2731019）。監視システムが糸切
れ除去装置に統合された最近のバージョンはEP394671
（＝DOS3909746）に示されている。クリールを供給する
ための重要なリング精紡機のセンサとしてはWO90/12133
等に示されたものがある。他のセンサとしては管糸搬送
システムもしくは空ボビン搬送装置の作動のため必要と
なるが、かかるセンサは公知であり従ってこれ以上の説
明は不要である（DE特許明細書3344473参照）。

精紡機のセンサユニットは内蔵とする代りに外付けと
することができる点に留意されたい。かかるシステムの
例は“ITB Garnherstellung"1/91第23から32頁に“be
rwachung der Qualitat von OE−Rotorgarnen（オープ
ンエンドロータ糸の品質の管理）”の記事に記載されて
いる。

精紡機が内蔵型もしくは外付型のセンサユニットを設
けているか否かに関わらず、精紡機はその出力信号を機
械制御ユニットに供給する或るセンサエレメントを具備
している。そのような“機械内部”信号は機械の“状
態”の同等データを発生するのに使用される。これらの
信号は例えば以下の“安全状態”のために重要な問に対
する回答となっている。

−可動装置は他の機械部分（玉揚装置等）と衝突を起
こす領域に位置しているか又は移動しているか。

−物理的な閾値（速度、ベアリング温度、現在値）が
損傷に至るまで超えたか（DOS4015483等参照）。

−可動部の進路に位置している人間もしくは障害物が
存在しているか。

−瞬間的に中断すべきではない機械における作動が開
始されたか。

夫々のセンサは夫々の機械の安全センサとして設計す
ることも可能である。ここで、センサは近隣の機械もし
くは搬送システムに組み込むことが可能である。センサ
信号は夫々の機械制御ユニットに伝達されることが重要
である。

プラント全体の制御 第17図に表される紡績室はプラント全体の一部のみを
示している。完全な繊維工場はDOS3924779等に示されて
いる。他の例は次の記事に記載されている。

−“ITB Garnherstellung"1/91第23から32頁の“be
rwachungder Qualitt von OE−Rotorgarnen（オープ
ンエンドロータ糸の品質管理） −1990年10月の“Textilepraxis International"の第
1013頁よりの“Vergleich von Anfoderungsprofil unt
Realitat fur eine automatisierte Spinnerei（自動化
紡績工場の要求と実際との比較）” プラント全体の制御は処理段階が“連鎖”するように
設計される。処理段階の間の搬送が自動化されると、
“源”（供給機械）からの信号及び“目標”（供給され
るべき機械）は搬送システムの制御ユニットによって
“搬送指令”に対して処理されることができる。この指
令は搬送ユニットに伝達されることになろう（ロードさ
れていない搬送ユニットが利用可能であるものと仮定す
る）。或る条件が自動化されていないのなら、この作業
は手動で行なう必要がある。

機械がアクチュエータを介してアクションをとる前
に、安全センサユニットによって運ばれる同等データに
よって、そのようなアクションが危険を伴うことなくか
つ損傷を惹起させることなく実施可能か否かチェックさ
れる。

精紡プラントの処理段階の連鎖はオペレータの介入が
入るか否かは別として、“機械レベル”では解決されて
いる。その例は上述のような従来技術に見ることができ
る。通常型の又はより改良型のアクチュエータ／センサ
／制御ユニットの機械レベルでの（即ちプロセス制御コ
ンピュータ無しでの）組み合せによるプラントの連鎖は
好ましくは維持され、その結果プラントはプロセス制御
コンピュータの故障の場合においては、その性能の悪化
はあるとしてもプロセス制御コンピュータ無しにその作
動を維持することができる。

プロセス制御コンピュータ（マスターコンピュータ） この発明によれば、プロセス制御コンピュータは個々
の機械制御ユニットに重畳されており、プラントの自律
的な作動のためには充分満足することができ、プロセス
制御レベルを形成している。第19図は第14図のプラント
の変形例として設計したものである。

第19図はプロセス制御コンピュータの個々の機械との
連結を示すものである。ここに示される原理はプラント
全体の別の機械もしくは全部の機械に適用できるもので
ある。第19図はプロセス制御コンピュータのアーキテク
チャのとり得る変形を示しており、第14図に関連して以
前に説明したように、マスターコンピュータ340と、ネ
ットワーク350と、機械制御コンピュータ390及び410と
を具備する。各コンピュータ340,390は夫々のメモリー3
43,345もしくは391及び駆動部347,349（第14図）又は39
3,394（第14図）、又は395,396（第14図）を有し、これ
らは夫々のコンピュータに割り当てられている。そし
て、第19図ではエレメントが具体的に何を示すかは、こ
れらは既に第14図に示したものであるから、もはや具体
的には表示していない。このようなプロセス制御は（第
９図もしくは第17図の精紡室のための）プラント全体も
しくは一部に設けられている。

付加的な駆動部412もしくは416は二つの付加的なコン
ピュータ414,418及びネットワークのコミュニケーショ
ンのための所望のインターフェースの決定を行なう。付
加的なコンピュータ414,418は双方ともドライバ（図示
しない）を有し、これらのドライバは夫々のコンピュー
タ414,418、ディスプレイ及び作動エレメント間のイン
ターフェースを決定し、コンピュータ414に連結された
ディスプレイ420及び作動部422のみが図示される。

コンピュータ418は、コンピュータ390及び410によっ
て制御される機械が位置する部屋を空調する空調システ
ムを制御する。このシステムはプロセス自体にはなんら
関与せず、そのプロセスが起こりかつ得られる結果に決
定的な影響を持つ環境の制御を行なう。空調システムは
第19図にセンサ424として概略的に表されるセンサユニ
ットを備えている。

コンピュータ414は、コンピュータ390によって制御さ
れる機械に取り付けられているデータ獲得システムを制
御する。データ獲得システムはセンサ426及び428によっ
て第19図に表されるセンサユニットを具備する。このデ
ータ獲得システムのセンサユニットはコンピュータ390
によって制御される機械の状態について計測データの採
集を行なう。しかしながら、センサがその出力信号（生
データ）を供給するのはコンピュータ390ではなくてコ
ンピュータ414である。このコンピュータは（必須的な
ものではないが）コンピュータ390との接続部430を具備
し、この点は以下詳細に説明する。しかしながら、セン
サが取得した生データはネットワーク350を介してコン
ピュータ340に供給される。

プロセス制御コンピュータ340は制御指令をネットワ
ーク350を介して機械制御コンピュータ390及び／もしく
はコンピュータ414に伝達することができる。もしその
ような制御指令がコンピュータ414によって受け取ら
れ、かつそれがデータ取得システムに関するものであれ
ば、連結部430を介してのコミュニケーションの必要は
ない。もしそのような指令が機械のアクチュエータ自体
に関連するものであれば、コンピュータ414によってデ
ータが受け取られるとこのデータは連結部430を介して
機械制御コンピュータ390に伝達することが必要であ
る。このような構成は好ましくはなく、それはプロセス
制御コンピュータ390は機械制御コンピュータ390と直接
にコミュニケーションを行なうのが望ましいからであ
る。しかしながら、この構成を本発明から排除するもの
ではなく、データ取得システムの“協調”によってデー
タからの結果を機械の制御指令に変換するべきときには
有益である。その一例として、このような場合に該当す
るものとしては、データ取得システム（多くは外設され
ている）が機械自体に供給を行なわない供給器が設けら
れている場合や、システムの部分390−414の自律的な動
作がワインダー（330）やヤーンクリーナー（360）等に
おいて“ヤーンカット”のため惹起される場合等であ
る。

第19図はコンピュータ390に割り当てられている別の
コンピュータを示す。コンピュータ432はコンピュータ3
90によって制御される機械の恒久的に割り当てられてい
る作動装置の制御等を行なうものである。コンピュータ
432はプロセス制御コンピュータ340とは直接にではなく
コンピュータ390を介してコミュニケーションを行な
う。コンピュータ432はコンピュータ390からの制御指令
を受け取る。そうでないときはコンピュータ432は自律
的なユニットとして動作する。コンピュータ432は自ら
の駆動部343,436を制御し、かつ自らのセンサ438,440を
具備する。センサ438は自律的ユニット（作動ユニッ
ト）の作動状態を監視する。センサ440は他方ではコン
ピュータ390によって制御される状態の監視を行なう。
センサ440の生データはコンピュータ390に連続的に又は
間欠的に伝達される。

機械に配置されるセンサ442は自律型のユニットの条
件の監視のため設けることができる。その生データはコ
ンピュータ432に伝達すべきものではなく、そこに出力
される制御指令に影響を及ぼすものである。

コンピュータ390と432との間の連結444は連続的に存
在すべきものではない。リング精紡機の精紡機ユニット
と糸継ロボットとの間の適当な連結がこれらの機械の一
つに従属する点は欧州特許出願第394671に示されてい
る。コンピュータ432は（コンピュータ390及び414のよ
うに）専用のディスプレイと作動エレメント（第19図に
は示されない）を具備することができる。

例外的条件（連結解除、停止、故障） この明細書の冒頭において述べたように機械をプロセ
ス制御システムから離脱させることが重要である。これ
は第19図では“スイッチ"446,448として概略的に示され
ている。これらのスイッチは“非自由操作型”であり、
キー450によって概略的に示すように或る環境下のみに
起動することができるものである。この図は原理的な概
念のために図示したものである。従って連結解除のため
ネットワークとの連結を遮断することのみが可能である
わけではない。連結解除はその方式に関わらず制御され
た環境において（特定人）によってのみ行なうことがで
きるようになっている。

プロセスコンピュータから切り放された機械は作業員
の完全な制御下に復帰される。メンテナンス作業や試験
の実施を（システムの制御が行なわれているか否かに関
わらず）行なうことが可能である。

機械の連結解除は； −プロセス制御コンピュータに報告される必要があ
り、 −連結解除された連鎖された機械はプロセス制御コン
ピュータによって依然として制御されるようになってい
る必要がある。

好ましくは、かかる“連結解除”機械はプロセス制御
システムから完全には離間されていない。機械の状態に
関する情報はシステムに報告されるのは継続されるが、
夫々の制御コンピュータの制御指令に対してはもはや反
応しなくなる。この“スイッチ”は或る意味では信号伝
達を１方向のみ許可する“ダイオード”として機能す
る。

好ましい実施例では機械制御ユニットとプロセス制御
コンピュータとの間のコミュニケーションは“スイッ
チ”が起動された後も機能する。しかしながら機械制御
ユニットは、（スイッチの起動後）プロセス制御コンピ
ュータからの制御指令ではなく作動制御を介して入った
制御指令のみを送るように変換作動を行なう。

いずれにしても、オペレータサポートは、機械がたと
えプロセス制御システムに“連結解除”されていてもプ
ロセス制御コンピュータによって維持されるようになっ
ていることが望ましい。このことは、もし前記サポート
が機械のユーザインターフェースによって用意され、か
つ機械制御ユニットとプロセス制御コンピュータとの間
のコミュニケーションが機械の連結解除の間にプロセス
制御システムから維持もされていれば、大きな問題は生
じない。それから、機械制御ユニットはプロセス制御コ
ンピュータからの制御指令をユーザインターフェースに
供給することができるが、マスターコンピュータからの
指令をして連結解除状態が回避されるまで機械アクチュ
エータから離間保持する。特に、プロセス制御コンピュ
ータにとってはオペレータサポートを介して連結解除さ
れた機械の再連結が“所望”されていることが表示可能
となっていることが必要である。それは、機械の生産が
緊急性の生産上の注文を果たすために必要であるからで
ある。

ときどきではあるが、機械のメンテナンス作業や交換
種別等の或る種類の作動を実施させることが必要にもな
る。これらの場合にプロセスコンピュータによるオペレ
ータサポートは、そのようなサポートが機械のユーザイ
ンターフェースを介して提供されるようになっていても
利用可能である。好ましくは、適当なスイッチ手段が
（機械制御ユニットに関連して）プロセス制御コンピュ
ータとユーザインターフェース（もしくは他のサポート
的手段）間のコミュニケーションを阻害することなくア
クチュエータの（もしくは所定のエレメント）のスイッ
チオフのため設けられるべきである。

従って、或る手段を設けることによって、連結解除さ
れた機械をさまざまな方法で、“正常状態”（プロセス
制御コンピュータの作動は無しで）においてもしくは
“サービス作動”において、作動を継続するようにする
ことができる。機械を一つもしくは他の作動状態にセッ
トするため種々の“キー”を設けることも可能である。

全ての場合について機械の条件はプロセス制御コンピ
ュータに報告されるのが継続されるようにするのが好ま
しい。

条件／安全条件の同等データ 各機械制御ユニット及びプロセス制御コンピュータは
プラントの夫々の制御される部分の同等データを格納す
る。しかしながらプロセス制御コンピュータは、そのプ
ロセス制御コンピュータによって制御される機械制御ユ
ニットより多くのデータを処理しなければならない。デ
ータのプロセシング（評価）は或る程度の時間を要し、
プロセス制御コンピュータからの制御指令が制御される
機械の一時的状態を充分に考慮に入れているということ
を仮定することはできない。この点は機械の安全条件に
関しては特に重要である。安全性の“責任”は機械制御
レベルに代表される。

安全性は機械部品の動きに実質的に依存する。これら
の運動は“フィールド”もしくは（３次元）の“空間”
を幾何学的に規定することが可能である。従って、特定
の制御ユニットに対する所定の安全フィールドもしくは
安全空間のための責任を分配することが可能である。こ
の原理を以下第20図を参照にして詳細に説明するものと
する。ここでは二次元場を例にあげて説明する。

第20A図は最も単純な実施例であり、機械552の“安全
フィールド"550は機械を所望の距離で包囲しており、こ
の距離というのは可動な機械部分（第16図のドッファビ
ーム222,224等）の最大の移動範囲を考慮にいれたもの
である。安全フィールド内では機械制御ユニットの支配
をうける全可動エレメントは運動することが許容されて
いる（例えば作動ロボット等）。

第20B図は今少し複雑なバリエーションを示してお
り、ここでは“領土"554は機械558の安全フィールド556
内に設けられている。このような“領土”は他の制御ユ
ニット（単数もしくは複数）の安全フィールドを構成す
る。ここに他の制御ユニットとは、機械に取り付けられ
る可動センサユニット（H.Howald氏による1983年３月の
Textil Prasis Internationalの230頁ffにおいて“Wirt
schaftliche Prozessdatener fassung mit dezentralen
Subsystemen（非中心化副システムでのコマーシャルデ
ータ獲得）”の記事を等を参照）や、機械に統合され個
別に制御される装置（ワインディング機械の糸クリヤラ
ー;WO85/01073参照）。

第20C図は別の構成で、可動エレメント（搬送トロリ
ー等）はときどきではあるが機械562の安全フィールド5
60を“突き破る”ことがある。以下のオプションをとる
ことができる： （１）トロリーの“安全責任”は新規なエレメントが夫
々のフィールドを突き破るたびに機械の制御ユニットに
“移行”される。

（２）機械制御ユニットは、新規エレメントを突き抜か
せるためにその安全フィールド560の領域564を開放し、
その領域の安全責任は機械制御ユニットから可動エレメ
ントの制御ユニットに“割り当て”られる。

最後に第20D図は機械570が“交換可能”安全フィール
ド572を有するバリエーションを示す。即ち、このフィ
ールドは可動ロボットに応じて拡開可能な広がり574を
有する。第２のエレメント（ブロア等）は安全フィール
ド576を有し、この安全フィールド576は通常はフィール
ド572に近接しており、フィールド572の“拡開部"574が
フィールド576を突き破るおそれがあるときはオーバラ
ップが起こる。この場合、一つもしくは他の可動エレメ
ントが“回避義務”を有する。

プロセス制御コンピュータの機能及び要求データ マスターコンピュータの機能はデータ獲得システムの
機能に関しては制限しなければならない。これによりマ
スターコンピュータもデータ獲得作用を達成することが
できる。データ獲得は意味のあるオーバビューを提供す
るための仕事である。その可能性はW.Schaufelberger氏
による“Prozessdatenerfassung in der Ringspinnerei
−Anwendung und Weiterverarbeitng der Prozessdaten
von Uster Ringdata am praktischen Beispiel（リン
グ精紡機におけるプロセスデータ獲得−実際的に例にお
けるUster Ringdataのプロセスデータの処理の応用及
び追加的処理）”の記事に示されている。この記事は19
86年12月２及び３日のReutlingでの紡績についての非公
式会議において提案されたものである。

紡績工場のマスターコンピュータの機能はユーザによ
って与えられた仕事に依存するものである。一例を挙げ
ると、この仕事は、所定の戦略を基礎に、原理的に自律
的に作動可能にプラントを最適化することがある。他の
仕事としてはオペレータの介在なしに相当長い期間にわ
たってプラントを作動状態下に維持することがある。こ
れは処方的な仕事とメンテナンス的な仕事とを包含する
ものである。

このようにして糸製造システムを制御するためにマス
ターコンピュータは以下の情報等を必要とする。

−個々の錘位置の作動状態（“作動"/“停止”及び停
止の理由）；この情報は与えられた期間におけるプラン
トの全生産の演算及び監視のために使用されるものであ
る； −個々の錘位置での生産物の“品質”。即ち、各錘位
置についてこの錘位置にて生産された糸が所定の公差ス
レッショルド内にあるか否かの情報がある。

−個々の錘位置で製造された糸の異なったタイプ；こ
れは与えられたバッチ（注文）の完成を推定し監視する
のに使用される。

今日のセンサもしくはその組み合せでは走行している
錘位置での糸のタイプを特定的に決定することはできな
い。この情報はオペレータによって入力しなければなら
ない。そのようなセッティングについて以下は取り扱わ
ない。詳しくは1991年５月７日のスイス国特許出願第13
74/91を参照されたい。

以前に説明した“センサ”という章に既に説明したよ
うに、革新型の精紡方法（ロータ紡績、ジェット精紡）
の精紡機はある位置において所望の情報を、その情報が
少なくとも機械自体においては役立つようにプロセス制
御コンピュータに提供するようになっている。しかしな
がら、現今のリング精紡機は、補助的な組立体の助けに
よって所望の情報を提供できるようになっているだけで
あり、ワインディング機械のヤーンクリーナーからの品
質情報もまた含まれるようになっている（EP365901等参
照）。この発明の出願人と同一の出願人による1991年５
月７日のスイス国特許出願第697/91号では、リング精紡
機の自動作動装置とワインディング機械の糸クリーナー
との間を最適協調させて三つの機械の情報ベースを交換
する可能性を示している。

従って、プロセス制御コンピュータは、プラントもし
くはコミュニケーションネットワークを介してプロセス
制御コンピュータによって制御されるか、コミュニケー
ションネットワークによって制御される機械プラントに
おいて重要なセンサの生データにアクセスするのが好ま
しい。生データは（プロセス制御システムのために重要
な）特定のセンサについての完全な情報より成る。この
ような情報は必要であれば誤った解釈が起こらないよう
に準備される。一例として糸切れセンサは或る錘位置で
の糸切れの信号を発生する。この信号から、その錘位置
（もしくは機械）が、信号処理における他の信号（単数
もしくは複数）を考慮して“作動中”であれば、糸切れ
を推定することができる。この作動中の判断によって行
なうことができる。

プロセス制御システム／機械制御ユニット この発明はプロセス制御システム（プロセス制御コン
ピュータ）と機械制御ユニットとの間の明確な“仕事の
分配”を基礎におくものである。

プロセス制御システムの目的は“予見可能な手法”に
（所定の“戦略”の基で）働くことができることにあ
る。即ちプロセス制御システムはプラント全体中でプロ
セスの仮定における流れ及び傾向を認識でき、戦略に対
し個々の計画値を最適化するものでなければならない。
これらの要求に適合させるためにプロセス制御システム
（プロセス制御コンピュータ）はプラント内の各処理位
置の作動条件に関する情報を要求する。このことは機械
とコンピュータとの間のネットワーク（単数もしくは複
数）の情報伝達容量についての要求が膨大なものとな
る。プロセス制御コンピュータは機械の現在状態につい
ていつも情報を受けている必要はない。データ伝達にお
ける遅延については敏感ではない。ただし、その遅延は
プロセス制御システムが必要であれば正しい行動を充分
早期にとることができるようにその傾向を認識できる必
要がある。

これに対してプロセス制御コンピュータの目的はプラ
ントにおいて全ての作動を制御することにあるのではな
い。この作動は機械の制御ユニットによって達成すべき
ものであり、この制御ユニットはその各々が同ユニット
によって制御されるエレメント及び組立体の一時的条件
の同等データの記憶を必要としている。これに対して、
プロセス制御システムはシステム全体の同等データを収
納するものであり、このシステム全体の同等データとい
うのはプロセス制御コンピュータに関係がある全てのデ
ータの時々刻々の状態を表すと共に、最速と予測される
状態の変化に応じて決定される最大の遅延に至るまでの
どのような状態の変化をもシステムをして決定せしめる
ように設計されていなければならない。

従って、プロセス制御コンピュータはプラントのセン
サユニットの生データにアクセスされることは許容され
るが“制御受権”はもっていない。プロセス制御コンピ
ュータは計画値又は計画値の変化（例えば“早めの紡績
停止”等）において制御指令を機械制御ユニットに出力
する。しかしながら、機械制御ユニットがこれらの値を
アクチュエータへ制御指令として送るのはその自らの制
御プログラムによって処理された後でかつこれらによっ
て制御されるエレメントのマップ条件を考慮に入れた後
のことである。

妥当性チェック 機械制御ユニットのソフトウエア（プログラム）はマ
スターコンピュータから受け取られた制御指令の妥当性
のチェックを行なう必要がある。これは制御可能なシー
ケンスの全ての面に適用され、機械制御ユニットは、与
えられた指令が機械制御ユニットに格納された機械状態
の同等データにマッチしないときは制御指令に“疑い”
をはさむ“権能”を受けることができる。機械制御ユニ
ットのソフトウエアは例えば次のように構成されてい
て、オペレータの入力によって確認が行なわれたとき又
は機械状態が介入を許可する状態に達したときのみにそ
の制御指令を実施するようになっている。

制御指令と機械の安全状態（機械制御ユニットのメモ
リにマップされたもの）との間の矛盾は予め規定された
シーケンスから排除されたものであるからそれがあると
（またたとえ、その指令が“確認”されたときであって
も）警報が発生される。この状況の“存在”はシステム
における危険な欠陥を指摘するものとなる。

制御指令の発生 制御指令には次の二つの基本的なものがある。

−オペレータの介在なしに実施可能であるもの。

−オペレータの介在によってのみ実施可能であるも
の。

与えられたケースでの有効なオプションは機械のタイ
プに依存すると共に、機械のアクチュエータが自動的に
制御可能かどうかにも依存する。最近のリング精紡機で
は少なくとも主駆動モータの速度は自動的に調節が可能
である。ドラフトもしくはトラベラの形式の変更は例外
的な場合にのみ可能であるかもしくは全く不可能であ
る。

機械の設定が自動的に制御可能であるのであれば、マ
スターコンピュータは計画値によりこれらの設定に影響
を与えることができ、これらの計画値は機械の制御ユニ
ットに出力されかつ制御ユニットを環境変化に適合せし
める。分析の結果、管糸形成の始動の局面での糸切れの
数が（ある期間にわたっての実験から）期待される以上
の所定値を超過したときは、機械の“速度曲線”（第21
図）がこの局面における糸切れの数を減少するように調
整することができる。これらの曲線は、管糸形成のため
の主駆動モータ（もしくは個々のスピンドルモータ）の
速度のための計画値を規定する（CH1374/91等参照−DOS
4015638と比較）。

他方ではワインダにおいてセット値のヤーン羽毛度
（yarn nappiness）が充分でないか、又は糸番手が不良
（ドラフトの変更が必要）であると決定されたときはマ
スターコンピュータはネットワーク350を介してその精
紡機に指令を出力し、この指令は機械のユーザインター
フェース上に指示される。作動状態の調整が緊急に必要
となったときはマスターコンピュータは同時に警報呼出
（PCT特許出願WO91/16481等）を担当のスタッフに出力
し、要求される新らしいタイプの必要なセッティング
（警報システム）について最適の作業員の注意を喚起さ
せる。プロセス制御コンピュータはプロセスの処理シー
ケンスに直接には介在すべきではない。これは機械制御
ユニットによって達成すべき仕事である。マスター制御
コンピュータの影響は機械制御ユニットによる非直接的
な影響に留まるべきである。マスター制御コンピュータ
の影響は計画値及び作動サポートを介した非直線的な影
響である。

情報の双方向的な交換 マスターコンピュータへのまたはマスターコンピュー
タからのコミュニケーションチャンネルの数は限定する
のが好ましい。かかるチャンネルは搬送するべき信号の
ための厳格な要求に適合させる必要があり、これはネッ
トワーク（単数もしくは複数）内に所定のインターフェ
ースを要求する（“Melliand textilberichte",II/198
7,825頁の“Datenschnittstellen an Textilmaschinen.
Zwischen Textil bericht ber die Ausschubttigke
it der VDI−Fachgruppe und Bekleidung（繊維機械に
おけるデータインターフェース繊維及び布のVDI特殊グ
ループの委員会活動の国際報告）という記事を参照）。
この要求は機械制御ユニットもしくは機械に取り付けら
れるターミナルユニットの信号状態によって好ましくは
適合される。この発明に述べられる例はプロセス制御コ
ンピュータによって制御されることのできる種々の形態
の指標である。第19図において或る配置では必要であれ
ば機械制御ユニットもしくはコンピュータ414のいずれ
か（これらの双方ではない）を介してマスターコンピュ
ータとコミュニケーションをとることが好ましい。これ
はプラントにおける伝達手段の数を減少することを可能
とする。ネットワーク構造の発展形態としては1991年９
月の“Chemiefasern/Textilindu strie"（1129頁ff）に
おいてG.Klose氏により“PROFIBUS−Systemubersicht f
r Planer und Anwender（PROFIBUS−プランナー及び
ユーザのためのシステムオーバビュー）を参照された
い。

コミュニケーティング機械 第22図は自身の制御部582を有する機械580を示す。こ
の制御部582は機械アクチュエータ584を制御し、機械セ
ンサ586からメッセージ（信号、データ）を受け取る。
制御ユニットは適当なプログラム（ソフトウエア）を備
えたコンピュータとして構成される。機械はまた所謂
“コミュニケーションボード"588を具備しており、この
コミュニケーションボード588は制御部582に接続され、
ボード588をコミュニケーションネットワークに接続す
る連結手段を具備している。ネットワークの構造に依存
して連結手段は同軸ケーブルもしくは光学的波動ガイド
もしくは加撚ワイヤと連結するように形成することがで
きる。

好ましい実施例ではネットワークはバスとして配置さ
れ、所謂“Polling method"（時分割）によって作動さ
れ、同方法では連結されたボードは次々と登録されまた
はデータを供給される。

コミュニケーションボード588は好ましくはメモリを
具備し、このメモリは供給されるデータもしくは伝達す
べきデータのバッファメモリである。このバッファメモ
リは正常の作動からみると“容量過大”となっており、
システムによって決定されるポーリング間隔より長い所
定期間にわたって獲得データの格納を行なうことができ
る。コミュニケーションボードはまた前述のようなドラ
イバー（プログラム）をも具備している。ボードはメモ
リーからのデータをデータパッケージにコンパイルし、
このデータパッケージはネットワークを介してマスター
コンピュータに送ることができる。

プロセス制御コンピュータ及びネットワークはしばし
ば（通常）システムの供給者によって供給されかつイン
ストールされる。機械供給者により供給されるエレメン
トとシステムとの間のインターフェースを決定するため
二つのオプションがある。第１のオプションではインタ
ーフェースはコミュニケーションボード588と制御部582
との間に位置する。この方法はボードを制御ユニットに
対して調節するときに問題がある。

好ましい実施例ではコミュニケーションボード及び機
械制御ユニットは機械の製造者側で調整されシステムと
の連結の準備が行なわれている。この目的のため適当な
プロトコル（伝送モード）及び共通の“オブジェクトリ
スト”に関して供給者側と同意する必要があり、オブジ
ェクトリストは信号の受け取り情報を規定することがで
きる。これにより、相互のコミュニケーションの可能性
のあるプロセス制御コンピュータと機械制御ユニットと
を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メイヤー，ウルス スイス国，ツェーハー―8172 ニーデル グラット，ホッフリシュトラーセ １ (56)参考文献 特開 昭64−86796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−135223（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01H 13/32 G05B 15/02

Claims (31)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の繊維材料処理領域を備え、１つの該
   繊維材料処理領域で処理された繊維材料は該１つの繊維
   材料処理領域に連続する後続の繊維材料処理領域へ供給
   されるように処理され、各繊維材料処理領域は１群の１
   つ又は複数の処理機械を備え、各処理機械は処理機械の
   選択された作動要素を駆動するための１つ又は複数のア
   クチュエータを含み、 処理機械の作動状態を表すデータを受け且つ該データか
   らマスター制御指令を演算するマスタープロセス制御コ
   ンピュータを備え、 １群の各処理機械は、各処理機械のアクチュエータの作
   動を制御する機械制御コンピュータと、マスタープロセ
   ス制御コンピュータと１群の各機械制御コンピュータと
   の間の双方向の通信のためのネットワークとを備え、 マスタープロセス制御コンピュータは該ネットワークを
   介して機械制御コンピュータにマスター制御指令を送
   り、 各機械制御コンピュータは、マスター制御指令とは独立
   的に処理機械を作動させる作動プログラムと、該作動プ
   ログラムに従ってマスタープロセス制御コンピュータに
   よって送られたマスター制御指令を評価し且つ無効にす
   る手段とを備え、マスター制御指令は、機械制御コンピ
   ュータの作動プログラムによる評価の後で、機械制御コ
   ンピュータによってアクチュエータが受けるのに適した
   制御信号に変換されることを特徴とする繊維処理プラン
   ト。
2. 【請求項２】マスター制御指令の選択された一つはマス
   タープロセス制御コンピュータから機械制御コンピュー
   タへ直接的に伝達されることを特徴とする請求項１に記
   載の繊維処理プラント。
3. 【請求項３】マスター制御指令の選択された他の一つは
   マスタープロセス制御コンピュータから制御指令処理装
   置を介して機械制御コンピュータへ非直接的に伝達され
   ることを特徴とする請求項２に記載の繊維処理プラン
   ト。
4. 【請求項４】アクチュエータへの機械制御コンピュータ
   の接続はマスタープロセス制御コンピュータと機械制御
   コンピュータとの間の通信のためのネットワークとは独
   立的に構成されることを特徴とする請求項１に記載の繊
   維処理プラント。
5. 【請求項５】処理機械は信号伝達可能に機械制御コンピ
   ュータに接続された１つ又は複数の安全センサを具備
   し、処理機械の安全状態の同等データが該信号伝達によ
   って連続的に生成され、機械制御コンピュータの独立的
   に作動するプログラムは、処理機械の安全状態の同等デ
   ータに従って、該安全状態が該制御指令を実施するのに
   適している場合にのみ、機械制御コンピュータがマスタ
   ープロセス制御コンピュータから受けたマスター制御指
   令を実施するようにプログラムされていることを特徴と
   する請求項１に記載の繊維処理プラント。
6. 【請求項６】１つの処理機械の作動状態に相当する信号
   をもう１つの関連する処理機械で伝達するセンサ装置を
   備え、機械制御コンピュータはマスタープロセス制御コ
   ンピュータから伝達されるマスタープロセス制御信号が
   ない場合にこれらの処理機械の作動を制御することを特
   徴とする請求項１に記載の繊維処理プラント。
7. 【請求項７】マスタープロセス制御コンピュータは機械
   制御コンピュータから作動状態を表すデータを受け、機
   械制御コンピュータは処理機械の作動状態を検出する１
   つ又は複数のセンサユニットから直接的に信号を受け、
   機械制御コンピュータは信号を処理しかつ処理した信号
   をマスタープロセス制御コンピュータへ伝達することを
   特徴とする請求項１に記載の繊維処理プラント。
8. 【請求項８】マスタープロセス制御コンピュータは処理
   機械の作動状態を検出する１つ又は複数のセンサユニッ
   トから直接的に作動状態を表すデータを受けることを特
   徴とする請求項１に記載の繊維処理プラント。
9. 【請求項９】複数の群の繊維処理機械と、 プラントの少なくとも１つの群の繊維処理機械を制御す
   るマスタープロセス制御コンピュータと、 各群の各処理機械に接続された自律性の機械制御コンピ
   ュータと、 マスタープロセス制御コンピュータと機械制御コンピュ
   ータとの間の双方向の通信のためのネットワークとを備
   え、 マスタープロセス制御コンピュータは該ネットワークを
   介して自律性の機械制御コンピュータにマスター制御指
   令を送り、 １群の処理機械に関連する少なくとも１つの機械制御コ
   ンピュータは、マスター制御指令とは独立的に関連する
   処理機械を作動させる作動プログラムを含み、該プログ
   ラムは処理機械の現在の作動状態を監視する手段と、監
   視された作動状態に従ってマスター制御指令を選択的に
   実施する手段とを含み、 機械制御コンピュータは、全てのマスター制御指令とは
   独立的にプログラムに従う第１の状態及び機械制御コン
   ピュータが該プログラム及びマスタープロセス制御コン
   ピュータから受けたマスター制御指令に従って処理機械
   を作動させる第２の状態で処理機械を選択的に作動させ
   ることを特徴とする紡績工場。
10. 【請求項１０】機械の予め設定された作動状態を検出す
    るための１つ又は複数のセンサを有する少なくとも１つ
    の機械処理機械と、 マスター制御指令で繊維処理機械の作動を制御するマス
    タープロセス制御コンピュータとを備え、 繊維処理機械は、マスタープロセス制御コンピュータに
    対して自律的に繊維処理機械を作動させる機械制御コン
    ピュータを備え、機械制御コンピュータは該センサに接
    続され且つ該センサから信号を受け、かつ機械制御コン
    ピュータはマスター制御指令を受け且つ該マスター制御
    指令を評価しそしてセンサによって検出された予め設定
    された作動状態に対するマスター制御指令の評価に従っ
    てマスター制御指令を選択的に実施するプログラムを含
    み、 マスタープロセス制御コンピュータは否定的な評価を受
    けた際に機械制御コンピュータから警報信号を受け、機
    械制御コンピュータは作動のパラメータとしてマスター
    プロセス制御コンピュータから所定の範囲の値を受け、
    機械制御コンピュータがマスタープロセス制御コンピュ
    ータによって規定される作動パラメータに従ってマスタ
    ープロセス制御コンピュータに対して自律的に繊維処理
    機械を作動させるようにしたことを特徴とする紡績工
    場。
11. 【請求項１１】マスタープロセス制御コンピュータは第
    １のネットワークを介して複数の繊維処理機械に接続さ
    れ、該繊維紡績工場はさらに１群の１つ又は複数の繊維
    処理機械を備え、各繊維処理機械は繊維処理機械制御コ
    ンピュータに接続され、各繊維処理機械制御コンピュー
    タ及びマスタープロセス制御コンピュータは第２のネッ
    トワークに接続され、マスタープロセス制御コンピュー
    タはさらに各繊維処理機械制御コンピュータへ選択され
    たマスター制御指令を送ることを特徴とする請求項10に
    記載の紡績工場。
12. 【請求項１２】少なくとも２つの繊維処理機械が連鎖状
    に配置された複数の繊維処理機械と、マスタープロセス
    制御コンピュータとを備え、 各繊維処理機械は機械制御コンピュータと該機械制御コ
    ンピュータへ各繊維処理機械の予め設定された作動状態
    を表すデータ信号を供給するためのセンサユニットとを
    含み、マスタープロセス制御コンピュータは連鎖状に配
    置された各繊維処理機械の機械制御コンピュータへ接続
    され且つマスター制御指令を実施する各機械制御コンピ
    ュータへマスター制御指令を送り、 機械制御コンピュータはデータ信号に照らし合わせてマ
    スター制御指令を評価し且つデータ信号によって表され
    る作動状態に従ってマスター制御指令を選択的に実行す
    るプログラムを有し、 連鎖状に配置された１つの繊維処理機械の１つ又は複数
    の選択されたセンサユニットは、選択されたセンサユニ
    ットが該連鎖状に配置された１つの繊維処理機械の作動
    状態を表す信号を連鎖状に配置されたもう１つの繊維処
    理機械の機械制御コンピュータへ供給し、マスタープロ
    セス制御コンピュータによる制御なしに連鎖状に配置さ
    れた繊維処理機械の作動を可能にするように構成されて
    いることを特徴とする紡績工場。
13. 【請求項１３】機械制御コンピュータと、該機械制御コ
    ンピュータによって制御される１つ又は複数の機械作動
    アクチュエータと、紡績機械の作動状態を表す信号を機
    械制御コンピュータへ供給する１つ又は複数の機械作動
    センサユニットとを備え、 機械制御コンピュータは機械作動アクチュエータを制御
    するために機械作動センサユニットからの信号を利用
    し、 さらに、マスター制御指令を生成し且つ該マスター制御
    指令を機械制御コンピュータへ送るマスタープロセス制
    御コンピュータと、機械作動センサユニットからの信号
    が機械制御コンピュータへ伝達され且つ該機械制御コン
    ピュータから通信ネットワークを介してマスタープロセ
    ス制御コンピュータへ伝達されるように機械制御コンピ
    ュータとマスタープロセス制御コンピュータとを接続す
    る通信ネットワークとを備え、 マスタープロセス制御コンピュータはマスター制御指令
    を生成するために該信号を利用し且つ機械制御コンピュ
    ータによる制御の実行のためにマスター制御指令を機械
    制御コンピュータへ送り、機械制御コンピュータは該ア
    クチュエータを制御するためにマスター制御指令を選択
    的に実施するようにしたことを特徴とする紡績機械。
14. 【請求項１４】複数の繊維材料処理領域を備え、各繊維
    材料処理領域は１群の１つ又は複数の処理機械を備え、
    各処理機械は処理機械の選択された作動要素を駆動する
    ための１つ又は複数のアクチュエータと、該アクチュエ
    ータの作動を制御するために該アクチュエータに接続さ
    れた機械制御コンピュータとを含み、 さらに、少なくとも１群の機械制御コンピュータを制御
    するマスタープロセス制御コンピュータと、マスタープ
    ロセス制御コンピュータと各機械制御コンピュータとの
    間の双方向の通信のためのネットワークとを備え、 マスタープロセス制御コンピュータは該ネットワークを
    介して機械制御コンピュータに選択されたマスター制御
    指令を送り、機械制御コンピュータはマスター制御指令
    を受けて該マスター制御指令を機械制御コンピュータか
    らアクチュエータが受けるのに適した制御信号に処理
    し、 処理機械は処理機械の作動状態を表す信号を検出する１
    つ又は複数のセンサを備え、該センサは機械制御コンピ
    ュータ及びマスタープロセス制御コンピュータの一方又
    は双方へ検出信号を送り、 マスタープロセス制御コンピュータは該ネットワークを
    介して機械制御コンピュータから直接的に又は非直接的
    にセンサ信号を受け、マスタープロセス制御コンピュー
    タは処理機械の作動状態に基づいてマスター制御指令を
    生成し、 機械制御コンピュータはマスター制御指令を評価し処理
    機械の作動状態に照らし合わせてマスター制御指令を無
    効にするプログラムを有し、該プログラムはマスター制
    御指令とは独立的に処理機械のアクチュエータを作動さ
    せる手段を含むことを特徴とする繊維処理プラント。
15. 【請求項１５】各処理機械は処理機械の予め定められた
    安全状態を検出するための１つ又は複数の安全センサを
    具備し、該安全センサは処理機械のアクチュエータを制
    御する機械制御コンピュータに接続され且つ機械制御コ
    ンピュータにおいて処理機械の安全状態の同等データを
    生成するために信号を機械制御コンピュータに連続的に
    送り、機械制御コンピュータは機械制御コンピュータに
    おいて生成された安全状態の同等データに従ってマスタ
    ー制御指令を選択的に実施するようにしたことを特徴と
    する請求項14に記載の繊維処理プラント。
16. 【請求項１６】少なくとも１つの機械制御コンピュータ
    は、マスター制御指令とは独立的に関連する処理機械の
    アクチュエータの作動を制御するためのプログラムを含
    み、機械制御コンピュータはマスタープロセス制御コン
    ピュータと機械制御コンピュータとの間の双方向性の通
    信ネットワークとは独立的に関連する処理機械のアクチ
    ュエータに接続されることを特徴とする請求項14に記載
    の繊維処理プラント。
17. 【請求項１７】少なくとも１つの機械制御コンピュータ
    は択一的な作動機構を含み、該択一的な作動機構は、マ
    スター制御指令とは独立的に該プログラムのみに従った
    第１の状態及び該プログラム及びマスター制御指令に従
    った第２の状態で機械制御コンピュータを選択的に作動
    させるために駆動可能であることを特徴とする請求項16
    に記載の繊維処理プラント。
18. 【請求項１８】各処理機械は処理機械の予め定められた
    安全状態を検出するための１つ又は複数の安全センサを
    具備し、該安全センサは処理機械のアクチュエータを制
    御する機械制御コンピュータに接続され且つ機械制御コ
    ンピュータにおいて処理機械の安全状態の同等データを
    生成するために信号を機械制御コンピュータに連続的に
    送り、機械制御コンピュータは機械制御コンピュータに
    おいて生成された安全状態の同等データに従ってマスタ
    ー制御指令を選択的に実施するようにしたことを特徴と
    する請求項17に記載の繊維処理プラント。
19. 【請求項１９】各処理機械は処理機械の予め定められた
    安全状態を検出するための１つ又は複数の安全センサを
    具備し、該安全センサは処理機械のアクチュエータを制
    御する機械制御コンピュータに接続され且つ機械制御コ
    ンピュータにおいて処理機械の安全状態の同等データを
    生成するために信号を機械制御コンピュータに連続的に
    送り、機械制御コンピュータは機械制御コンピュータに
    おいて生成された安全状態の同等データに従ってマスタ
    ー制御指令を選択的に実施するようにしたことを特徴と
    する請求項16に記載の繊維処理プラント。
20. 【請求項２０】少なくとも１群の処理機械は繊維材料の
    連続的な処理及び１つの処理機械からもう１つの処理機
    械への繊維材料の搬送のために連続して配置された少な
    くとも２つの繊維処理機械を含み、 各連続して配置された繊維処理機械は関連する処理機械
    の予め設定された作動状態を検出するための１つ又は複
    数のセンサを含み、連続して配置された１つの繊維処理
    機械の機械制御コンピュータは該１つの繊維処理機械と
    関連するセンサから信号を受け且つ該１つの繊維処理機
    械の安全状態の同等データを生成し、該１つの繊維処理
    機械の機械制御コンピュータはさらにもう１つの繊維処
    理機械と関連する１つ又は複数の他のセンサから信号を
    受け且つ該１つ又は複数の他のセンサによって検出され
    た該もう１つの繊維処理機械のもう１つの安全状態の同
    等データを生成することを特徴とする請求項14に記載の
    繊維処理プラント。
21. 【請求項２１】該１つの繊維処理機械の機械制御コンピ
    ュータはさらに生成された同等データに従って該１つの
    繊維処理機械の作動を制御するプログラムを含むことを
    特徴とする請求項20に記載の繊維処理プラント。
22. 【請求項２２】生成された同等データは連続して配置さ
    れた繊維処理機械の安全状態の同等データであり、該１
    つの繊維処理機械の機械制御コンピュータは安全状態の
    同等データに従ってマスター制御指令を選択的に実施す
    ることを特徴とする請求項21に記載の繊維処理プラン
    ト。
23. 【請求項２３】生成された同等データは連続して配置さ
    れた１つの繊維処理機械から連続して配置されたもう１
    つの繊維処理機械への繊維材料の搬送のための容易さの
    同等データであることを特徴とする請求項21に記載の繊
    維処理プラント。
24. 【請求項２４】連続して配置された繊維処理機械の機械
    制御コンピュータは各々マスター制御指令とは独立的に
    連続して配置された繊維処理機械を作動させるプログラ
    ムを含み、連続して配置された繊維処理機械の機械制御
    コンピュータはマスタープロセス制御コンピュータと連
    続して配置された繊維処理機械の機械制御コンピュータ
    との間の双方向性の通信ネットワークとは独立的に関連
    する処理機械のアクチュエータに接続されることを特徴
    とする請求項21に記載の繊維処理プラント。
25. 【請求項２５】複数の群の繊維処理機械と、各繊維処理
    機械は関連する繊維処理機械の選択された作動要素を作
    動させるためのアクチュエータと、関連する繊維処理機
    械の予め設定された作動状態を検出するためのセンサ
    と、関連する繊維処理機械のアクチュエータを制御する
    ための機械制御コンピュータとを含み、 さらに、双方向性の通信ネットワークを介して機械制御
    コンピュータへマスター制御指令を送るためのマスター
    プロセス制御コンピュータを備え、マスター制御指令は
    アクチュエータのための制御信号を実施するために機械
    制御コンピュータを指令するものであり、 少なくとも１つの繊維処理機械のセンサは繊維処理機械
    の予め設定された作動状態を検出するためのセンサを含
    み、該作動状態センサは繊維処理機械と関連する機械制
    御コンピュータに直接的に接続され且つ作動状態信号か
    ら繊維処理機械の作動状態の同等データを生成する信号
    を関連する機械制御コンピュータへ連続的に送り、 関連する機械制御コンピュータは機械制御コンピュータ
    において生成された作動状態の同等データに従うマスタ
    ー制御指令を実施するプログラムを含むことを特徴とす
    る紡績工場。
26. 【請求項２６】少なくとも１つの処理機械のセンサは１
    つ又は複数の安全状態センサを含み、機械制御コンピュ
    ータは処理機械の安全状態の同等データを生成すること
    を特徴とする請求項25に記載の紡績工場。
27. 【請求項２７】少なくとも１つの処理機械の関連する機
    械制御コンピュータはマスター制御指令とは独立的に処
    理機械のアクチュエータの作動を制御するプログラムを
    含むことを特徴とする請求項25に記載の紡績工場。
28. 【請求項２８】少なくとも１つの処理機械の機械制御コ
    ンピュータは択一的な作動機構を含み、該択一的な作動
    機構は、独立的な作動プログラムのみに従った第１の状
    態及び独立的な作動プログラム及びマスター制御指令に
    従った第２の状態で機械制御コンピュータを選択的に作
    動させるために駆動可能であることを特徴とする請求項
    27に記載の紡績工場。
29. 【請求項２９】少なくとも１つの処理機械の１つ又は複
    数のセンサからの信号は機械制御コンピュータが第１の
    状態で作動するときにマスタープロセス制御コンピュー
    タへ伝達されることを特徴とする請求項28に記載の紡績
    工場。
30. 【請求項３０】少なくとも１つの処理機械のセンサは機
    械制御コンピュータとは独立的にマスタープロセス制御
    コンピュータへデータ信号を伝達する１つ又は複数の非
    安全状態センサを含むことを特徴とする請求項29に記載
    の紡績工場。
31. 【請求項３１】少なくとも１つの処理機械のセンサは機
    械制御コンピュータとは独立的にマスタープロセス制御
    コンピュータへデータ信号を伝達する１つ又は複数の非
    安全状態センサを含むことを特徴とする請求項28に記載
    の紡績工場。