DE3028946A1

DE3028946A1 - Steuer- und kontrolleinrichtung fuer zigarettenverpackungsmaschinen

Info

Publication number: DE3028946A1
Application number: DE19803028946
Authority: DE
Inventors: Denbigh Macdonald Gabbitas; Peter John Shawyer
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1981-02-19
Also published as: US4441302A; IT1131794B; IT8023816A0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Kontrolleinrichtung für Zigarettenverpackungsmaschinen, beispielsweise, um periodische Steuersignale an einzelne Teile einer Verpackungsmaschine oder an mehrere Verpackungsmaschinen gleichzeitig abzugeben sowie zur Kontrolle von Fehlern und anderen Sonderzuständen bei solchen Maschinen oder Maschinenteilen.

Die Arbeit der Zigarettenverpackung umfaßt viele häufig mit Feingefühl verbundene oder empfindliche Arbeitsgänge, die betriebssicher und schnell in vorgegebenen periodisch wiederholten Folgen eingeleitet werden müssen. Außerdem sind die diese feinfühligen Arbeitsgänge durchführenden Maschinenteile fehleranfällig, und in der Zigarettenindustrie ist es sehr vorteilhaft, solche Fehler schnell zu erkennen und zu orten.

Normalerweise sind Zigarettenverpackungsmaschinen mit Steuer- und Kontrolleinrichtungen ausgerüstet, die eigene Leitungen brauchen, welche von einer Zentralsteuerung an die einzelnen Maschinen oder Maschinenteile geführt sind. Dadurch entstehen bei solchen Einrichtungen komplizierte Verdrahtungsanlagen, die teuer, schwer zu montieren und zu warten sind sowie dazu neigen, unzuverlässig zu arbeiten, da die Leitungen brechen können und damit den Betrieb der Anlage beeinflussen, ohne daß dies unmittelbar bemerkt wird. Durch die Kompliziertheit dieser Einrichtungen lassen sie sich auch nicht leicht für die Steuerung und überwachung einer größeren Anzahl von Maschinenfunktionen weiter ausbauen.

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Nach einem Merkmal der Erfindung ist eine Maschine zum Verpacken von Zigaretten oder anderen stabförmigen Gegenständen der Zigarettenindustrie vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die folgenden Baugruppen umfaßt: mehrere getrennte Maschinenteile zur Durchführung der entsprechenden mit der Verpackung verbundenen Aufgaben, mehrere entfernte Arbeitsstationen, die mit allen oder einigen Teilen verbunden sind, wobei jede Station eine Eingangsstation umfaßt, die auf Abruf Signale vom entsprechenden Teil für das Vorliegen eines Fehlers oder eines anderen Sonderzustandes empfängt oder eine Ausgangsstation umfaßt, die auf Abruf dem zugeordneten Teil ein Maschinensteuersignal zuleitet, ferner eine Steuerzentralstation, die mit allen entfernten Stationen in Kaskadenschaltung verbunden ist und eine Vorrichtung zum Abruf der ersten entfernten Station in der Kaskade umfaßt, wobei jede Station eine Einrichtung zur Weiterleitung des Abfiragesignals an die nächste Station besitzt, so daß die entfernten Stationen der Reihe nach abgefragt werden und schließlich eine Datenleitung zur übertragung der Fehler- und Steuersignale zwischen den entfernten Stationen und der Zentralsteuerstation.

Die Stationen sind vorzugsweise in einem Kaskadenring geschaltet, so daß die Abfragesteuersignale von der Steuerstation ausgehen, alle entfernten Stationen durchlaufen und an die Steuerstation zurückgelangen.

Somit ist nach einem zweiten Merkmal der Erfindung eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie die folgenden Baugruppen umfaßt: mehrere Stationen einschließlich mehreren entfernten Stationen und eine Steuerstation zur Abfrage der

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entfernten Stationen, Verbindungseinrichtungen, welche die Stationen in Kaskadenschaltung ringförmig zusammenschalten, eine mit allen Stationen verbundene Datenleitung zur übertragung von Daten zwischen den Steuerstationen und einer abgefragten oder angesteuerten entfernten Station, wobei die Steuerstation eine Einrichtung zur Erzeugung eines Abfragesteuer signals umfaßt,· die so ausgelegt ist, daß sie das Abfragesignal an die erste Station im Ring leitet, und ferner die einzelnen Stationen Vorrichtungen zur Weiterleitung eines empfangenen Abfragesignals nach einer Verzögerung an die nächste Station im Ring umfaßt, so daß die Stationen wiederholt der Reihe nach während im wesentlichen sich nicht überlappender Zeitspannen abgefragt werden.

Ein Warngerät kann ausgelöst werden, wenn das Abfragesignal nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne zur Anzeige von Leitungsfehlern zurückkehrt.

Die einzelnen entfernten Stationen besitzen vorzugsweise ein Anzeigegerät, d.h. eine Leuchtdiode (LED) zur Anzeige dafür, daß die entsprechende entfernte Station gerade abgefragt wird.

Daher kann die Stelle eines Leitungsfehlers geortet werden, wenn die Steuerstation Einrichtungen für die Eingabe von Hand eines Abfragesignals für die entfernten Stationen besitzt, um alle Leuchtdioden zwischen der Steuerstation und dem Ort des Leitungsfehlers aufleuchten zu lassen. Die Datenleitung ist vorzugsweise ein Zweiwegregelkreis. Die Relais- oder übertragungsvorrichtung kann ein bistabiles Bauteil wie einen D-Flipflop umfassen.

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Nach dem dritten Merkmal der Erfindung ist eine Steuerung vorgesehen, die folgende Baugruppen umfaßt: eine Zentralsteuerstation, mehrere entfernte Stationen, ein Netzwerk aus Übertragungsleitungen, das die Zentraisteuerstation mit den entfernten Stationen verbindet und eine Taktsignalleitung sowie eine Datenleitung umfaßt, an die alle Stationen gemeinsam angeschlossen sind, sowie eine Steuerleitung, welche die Stationen in Kaskadenschaltung miteinander verbindet, so daß ein Steuersignal von der Zentralsteuerung der Reihe nach die einzelnen Stationen während aufeinanderfolgender und sich im wesentlichen nicht überlappender Zeitspannen ansteuert, wobei jede Station ein erstes bistabiles Gerät umfaßt, das von der Taktsteuerleitung beaufschlagt wird und ein zweites bistabiles Element, das vom Ausgangssignal des ersten bistabilen Gerätes taktgesteuert wird, um während der entsprechenden Zeitspanne mit der Datenleitung in Verbindung zu treten.

Die zweiten bistabilen Geräte der einzelnen Eingangsstationen sind vorzugsweise für die Speicherung eines Fehlersignals (oder eines Signals für einen anderen Sonderzustand) ausgelegt, so daß dieses Signal an die Steuerstation übertragen werden kann, wenn die entsprechende entfernte Eingangsstation das nächste Mal abgefragt wird. Ein Multiplexer ist vorzugsweise in der Zentralsteuerstation vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, das zwischen den Eingangs-Ausgangsstationen und den Ausgangs-Eingangsanschlüssen an der Zentralsteuerung geleitet wird, wobei jeder Ausgangs-Eingangsanschluß nur einer einzigen Station zugeordnet ist.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungs-

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wesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 2 einen Stromlaufplan einer Eingangsstation der Einrichtung der Fig. 1.

Fig. 3 einen Stromlaufplan einer Ausgangsstation der Einrichtung der Fig. 1.

Fig. 4 einen Stromlaufplan der Zentralsteuerung der Einrichtung der Fig. 1.

Fig. 5 ein Taktsignaldiagramm für die Einrichtung der Fig. 1.

ein
Fig. 1 zeigt SteuerZentrum oder eire Zentralsteuerung 1 und vier entfernt angeordnete Stationen 2 und 3, die in einer Ringschaltung durch Leitungen 4 zusammengschlossen sind. In der Praxis sind mehr als vier Stationen in der Ringleitung zusammengeschlossen wie durch die strichpunktierten Linien in den Leitungen 4 gezeigt ist. Die einzelnen Stationen können mit einer Maschine oder einem Maschinenteil verbunden sein, die zu steuern oder zu kontrollieren sind, und diese Stationen sind entweder eine Eingangsstation 2 (Fig. 2) zum Auffinden und Erkennen von Fehlern bei der zugeordneten Maschine oder dem Maschinenteil oder eine Ausgangsstation 3 (Fig. 3) zur Steuerung, d.h. zum An- oder Abschalten der zugeordneten Maschine oder des Maschinenteils.

Die Zentralsteuerung 1 steuert die Stationen 2 und 3 durch serielle Abfrage in einem nachstehend näher erläuterten Zeitmultiplexverfahren, so daß die Eingangsstationen 2 Daten an die Zentralsteuerung 1 abgeben und die AusgangsStationen 3 von der Zentralsteuerung 1

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Daten erhalten, und zwar jede Station in ihrem eigenen Zeitabschnitt, der die Station, mit der die Zentralsteuerung in Verbindung steht, kennzeichnet.

Die Daten, die von jeder der Stationen 2 und 3 empfangen oder an diese übertragen werden, laufen zur oder von der Zentralsteuerung

1 über eine Koppelschaltung 5 und die Schnittstellenleitungen 6 und 7. Die Schnittstellenleitungen 6 sind an die Eingangsstationen

2 gekoppelt und empfangen beispielsweise Fehlersignale, die von den Eingangsstationen 2 an die Zentralsteuerung 1 abgegeben werden. Die Leitung 6 besteht aus einem Pufferverstärker 8 mit einem zu ihm parallelgeschalteten Rückführungsverstärker 9, um die Daten, die von der Zentralsteuerung 1 her anliegen am Ausgang der Leitung 6 selbst dann zu halten, nachdem das Signal nicht mehr am Eingang des Verstärkers 8 anliegt, während die anderen Stationen abgefragt werden. Ein Anzeigegerät, wie eine nicht gezeigte Leuchtdiode kann in die Leitung 6 gelegt werden, um aufzuleuchten, wenn das Datensignal anzeigt, daß eine Station einen Maschinenfehler erkannt hat.

Die Leitung 7 besitzt einen Verstärker 10 zur Eingabe von Signalen in eine Ausgangsstation 3.

Die Leitungen 4 umfassen eine Taktsignalleitung 12, eine Abfragesteuerleitung 14, eine Datenleitung 16 sowie eine Löschleitung 18 zusammen mit den Netzleitungen + und 0. Diese Leitungen laufen von der Zentralsteuerung 1 zu den einzelnen Stationen 2 und 3 und dann zurück zur Zentralsteuerung 1. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils eine Eingangs- und eine Ausgangsstation 2 und 3. Die einzelnen Stationen umfassen zwei durch die Anstiegsflanke getriggerte bistabile

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D-Multivibratoren 20,22 und 30,32.

Der erste bistabile Multivibrator einer jeden Station 20,30 erhält Abfragesteuersignale auf der Steuerleitung 40 von der vorausgehenden Station (oder von der Zentralsteuerung 1 im Falle der ersten Station), verzögert das Abfragesteuersignal und leitet es zur nächsten Station weiter. Leuchtdioden 24,25 sind an den Ausgang der einzelnen ersten bistabilen Multivibratoren 20,30 zur Anzeige dafür geschaltet, daß die Station abgefragt wird.

Der zweite bistabile Multivibrator der einzelnen Stationen 22,32 dient als Speicher für die Daten, die an die oder von der Zentralstation 1 übertragen werden sollen. Nach Empfang des Abfragesteuersignals über die Leitung 14 im ersten bistabilen Multivibrator einer Station überträgt der zweite bistabile Multivibrator 22,32 diese Daten an die Zentralstation 1 über die Datenleitung 16.

Die Zentralsteuerung 1 überträgt laufend Taktimpulse ("a" in Fig. 5) über die Taktsignalleitung 12 an den ersten bistabilen Multivibrator einer jeden Station 20 (Fig. 2) und 30 (Fig. 3). Zu Beginn eines jeden Abfragezyklus überträgt die Zentralsteuerung 1 einen Löschimpuls über die Leitung 18, um die ersten bistabilen Multivibratoren 20 (Fig. 2) und 30 (Fig. 3) zu löschen. Ein Abfragesteuerimpuls wird seriell ("b" in Fig. 5) durch die Zentralsteuerung 1 erzeugt und liegt am Eingang "D" des ersten bistabilen Multivibrators 20 der ersten Station 2 (Fig. 1) in der Ringschaltung zum Zeitpunkt t.. (Fig. 5) an. Der erste bistabile Multivibrator ändert seinen Schaltzustand an der nächsten positiven Anstiegsflanke des Taktimpulses zum Zeitpunkt t„ (Fig. 5), wodurch sein Aus-

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gang "Q" hochpegelig, der Impuls "c" in Fig. 5 erzeugt und an die nächste Station 3 (Fig. 1) weitergeleitet wird. Gleichzeitig wird der Ausgang "Q" des ersten bistabilen Multivibrators 20 niederpegelig, und diese Abstiegsflanke liegt am Taktsignaleingang des zweiten monostabilen Multivibrators 22 an. Dessen Eingänge "D" und "R" liegen an Masse und sein Eingang "S" wird mit einer positiven Spannung beaufschlagt, wenn ein Fehler in der zugeordneten Maschine oder im zugeordneten Maschinenteil auftritt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dies unter Verwendung eines optisch-elektronischen Koppelgerätes 26 erreicht, dessen Ausgangssignal hochpegelig wird, wenn ein es bespeisender Wandler (nicht gezeigt) einen Maschinenfehler abgreift. Natürlich kann die Eingangsstation zur Kontrolle eines jeden bestimmten Zustandes verwendet werden, insoweit ein entsprechender Wandler zum Abgreifen des Zustandes eingesetzt wird und mit dem optisch-elektronischen Koppelgerät 26 verbunden wird. Wenn somit ein Maschinenfehler (oder ein anderer mit eingeplanter Zustand) auftritt, ist der Eingang "S" des bistabilen Monovibrators 22 hochpegelig. Daher wird dieser angesteuert, d.h. sein Ausgang "Q" ist hochpegelig. Das Ausgangssignal des ersten bistabilen Monovibrators 20 fragt den bistabilen Monovibrator 22 ab, um dessen Schaltzustand zu ermitteln, d.h. um zu erkennen, ob ein Fehler an der dieser Station zugeordneten Maschine existiert. Dies erfolgt über die Dioden 31 und 33, die als UND-Tor wirken. Wenn die Ausgänge "Q" der beiden monostabilen Vibratoren 20 und 22 hochpegelig sind, dann ist auch ein Knotenpunkt 35 hochpegelig, und ein Transistor 37 steuert durch. Dadurch liegt gleichzeitig mit dem positiven Impuls am Ausgang "Q" des monostabilen Multivibrators 20 ein negativer Impuls auf der Datenleitung 16 in dem einzigen Zeitausschnitt t„-t_ an ("d" in Fig. 5), welcher die erste

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Station kennzeichnet. Wenn der Ausgang "Q" des bistabilen Monovibrators 20 wieder niederpegelig wird, dann wird der Ausgang "Q" hochpegelig und löscht den bistabilen Monovibrator 22, wenn ein Fehler aufgetaucht ist, d.h., wenn "S" niederpegelig ist.

Der positive Impuls am Ausgang "Q" des ersten monostabilen Multivibrators 20 der ersten Station 2 ("c" in Fig. 5) wird an die nächste Station, d.h. an die Ausgangsstation 3 in Fig. 3 weitergeleitet. Deren Arbeitsweise wird nachstehend beschrieben. Der verzögerte Steuerimpuls liegt am Eingang "D" des ersten bistabilen Multivibrators 30 an und bewirkt, daß dieser seinen Schaltzustand bei der nächsten positiven Anstiegsflanke des Taktimpulses ändert, d.h. zum Zeitpunkt t₃ in Fig. 5. Daher liegt ein Impuls "e" (Fig. 5) am Ausgang "Q" des bistabilen Monovibrators 30 an und gelangt an die nächste Station. Der Impuls "e" (Fig. 5) liegt auch am Taktsignaleingang des zweiten bistabilen Multivibrators 32 dieser Ausgangsstation 3 an. Wenn die Zentralsteuerung 1 verlangt, daß ein Maschinensteuersignal an eine Maschine oder an eine Vorrichtung weitergegeben wird, die dieser Ausgangsstation 3 zugeordnet ist, dann legt die Zentralsteuerung 1 im entsprechenden Zeitabschnitt für diese Station t_-t₄ (Fig. 5) ein Maschinensteuersignal auf die Datenleitung 16, die an den Eingang "D" des zweiten bistabilen Multivibrators 32 geführt ist. Das dort anliegende Eingangstaktsignal bewirkt, daß das am Eingang "D" anliegende Steuersignal zum nicht gezeigten Ausgang "Q" des bistabilen Multivibrators 32 gelangt und bewirkt, daß der Ausgang "Q" den komplementären logischen Schaltzustand annimmt (,d.h. daß er in diesem Ausführungsbeispiel niederpegelig wird). Das Maschinensteuerungssignal gelangt dann an die Vorrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel vom Ausgang "Q"

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des bistabilen Multivibrators 32 über einen Pufferverstärker 27, das optisch-elektronische Kopplungsgerät 28 und den Ausgangstransistor 29 betrieben wird.

Daraus ergibt sich für dieses Ausführungsbeispiel, daß die erste Station 2 in der Periode zwischen t„ und t,. abgefragt wird und in dieser Zeitspanne ein Maschinenfehlersignal an die Zentralsteuerung 1 über die Leitung 16 gelangen läßt, und anschließend in der Zeitspanne t_-t. die Station 3 abfragt, wobei während dieser Zeitspanne ein Maschinensteuersignal von der Zentralsteuerung 1 über die Leitung 16 her anliegt. In der gleichen Weise werden während aufeinanderfolgender Zeitspannen die weiteren Stationen abgefragt. Die Gefahren von zeitlichen Bedingungen werden durch Einschaltung von Kondensatoren in die Abfragesteuerleitung verhindert, so daß die Abfragesteuerimpulse etwas länger sind wie Fig. 5 (b) und (c) zeigen.

Fig. 4 zeigt die Schaltung der Zentralsteuerung 1. Sie besitzt vier Ausgänge 12,14,16,18 und vier Eingänge 12A,14A,16A,18A, welche dem Anfang und dem Ende der Leitungen 12,14,16 und 18 der Fig. 1 bis 3 entsprechen.

Die Steuerschaltung umfaßt einen mit einem Zähler 36 zusammengeschalteten Impulsgeber 34, welcher einen Multiplexer 38 ansteuert. Daten, wie die Maschinensteuersignale für die Ausgangsstationen 3 und Fehlersignale von den Eingangsstationen 2 liegen über Aus- und Eingänge 16,16A,einen Transistor 40 sowie einen Datenanschluß 42 am Multiplexer 38 an. Der Multiplexer besitzt mehrere Ausgänge 44, welche der Anzahl der Eingangs-Ausgangsstationen der Anlage entspre-

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chen. Diese Ausgänge sind über den Kopplungskreis 5 an die entsprechenden Schnittstellenleitungen 6 und 7 (Fig. 1) geführt. Der Multiplexer 38 und der Zähler 36 schließen die einzelnen Ausgänge jeweils an den Datenanschluß 42 so an, daß die Signale in beiden Richtungen durchgesteuert werden.

Andere Bauteile dienen zur Eigenprüfung, um Fehler in der Steuerschaltung selbst zu erkennen und zu ermitteln. Ein bistabiler Multivibrator 45 greift eine Unterbrechung in der Ringschaltung der Anlage dadurch ab, daß er kontrolliert, ob das Steuersignal zum Eingang 14A innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne zurückgeführt wird, d.h. ehe der Zähler 36 überfüllt ist. Ein bistabiler Multivibrator 46 prüft, ob das Löschsignal über den Eingang 18A zurückläuft. Wenn entweder das Steuersignal oder das Löschsignal nicht zurückläuft, wird nach einer Verzögerung durch eine Verzögerungsschaltung 47 ein Fehlersignal am Schaltpunkt 48 erzeugt, das eine Leuchtdiode aufleuchten oder ein akustisches Warngerät betätigen kann (nicht gezeigt).

Ein bistabiler Multivibrator 50 sowie ein UND-Tor 52 erzeugen am Ausgang 14 ein Abfragesteuersignal, das über die Leitung 14 an die einzelnen Stationen gelangt. Ein bistabiler Multivibrator 54 erzeugt zusammen mit Toren 56,57,58 ein Löschsignal über den Ausgang 18 zu Beginn eines jeden Abfragezyklus.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Steuerschaltung 1 näher erläutert.

Wenn die Eingangsspannung V für die Zentralsteuerung 1 zuerst an-

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geschaltet wird, bleibt ein Kondensator 59 am Eingang eines NAND-Tors 57 ungeladen, so daß das Ausgangssignal eines Tores 57 hochpegelig ist. Nach der Aufladung des Kondensators 59 wird das Ausgangssignal des Tores 57 niederpegelig. Dadurch wird ein Impuls am Ausgang des Tores 57 erzeugt, der einen internen Löschimpuls am Ausgang eines ODER-Tores 56 darstellt. Damit werden der Zähler 36 sowie die bistabilen Multivibratoren 54,45 gelöscht und der Ausgang eines UND-Tors 58 hochpegelig, wodurch ein Löschsignal am Ausgang des Anschlusses 18 anliegt, welches die Ringschaltungsleitung 18 durchläuft und die ersten bistabilen Multivibratoren (z.B. 20,30) aller Eingangs-Ausgangsstationen 2,3 löscht. Das interne Löschsignal beaufschlagt auch die bistabilen Multivibratoren 46 und 50. Wenn das Löschsignal wieder am Löscheingang 18A anliegt, wird der bistabile Multivibrator 4 6 fast unmittelbar gelöscht. Wenn in der Löschleitung 18 eine Unterbrechung auftritt und das Löschsignal nicht wieder am Eingang 18A anliegt, erzeugt das hochpegelige Signal am Ausgang "Q" des bistabilen Multivibrators 46 ein Fehlersignal, das über ein ODER-Tor 60, eine Verzögerungsschaltung 47 und ein NAND-Tor 62 am Schaltpunkt 48 anliegt.

Der Ausgang "Q" des bistabilen Multivibrators 50 bleibt bis zum nächsten Taktimpuls hochpegelig, so daß das Ausgangssignal "Q" ein Impuls mit negativer Abstiegsflanke ist, dessen Länge gleich der des Taktimpulses ist. Dieser liegt am Tor 52 an, um einen positiven Steuerimpuls am Anschluß 14 zu erzeugen (Signal "b" in Fig. 5) zu erzeugen.

Dieser Abfragesteuerimpuls läuft dann der Reihe nach über die Stationen 2 und 3 auf der Leitung 14, wie vorstehend anhand der Fig.

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2 und 3 erläutert wurde. Der Zähler 36 steuert den Multiplexer 38 durch seine Schaltzustände und tausclfc Daten zwischen den einzelnen Anschlüssen 44 und dem Leitungsendpunkt 42 in Zeitabschnitten aus, die der adressierten Station entsprechen.

Wenn der Abfragesteuerimpuls alle Stationen durchlaufen hat, kommt er wieder am Anschlußpunkt 15A "Steuerimpuls EIN" der Zentralsteuerung an und bedeutet das Ende eines Abfragezyklus. Er bewirkt, daß der bistabile Multivibrator beim nächsten Taktimpuls mit positiver Anstiegsflanke seinen Schaltzustand ändert, wobei ein positiver Impuls vom Ausgang "Q" des bistabilen Multivibrators 54 an einen Eingang des ODER-Tors 56 gelangt und bewirkt, daß ein interner Löschimpuls sowie ein Löschimpuls wieder erzeugt wird, wodurch die gesamte Anlage gelöscht wird und ein neuer Abfragezyklus wieder durch Erzeugung eines weiteren Abfragesteuerimpulses am Ausgang 14 beginnt.

Wenn in der Steuerleitung 14 eine Unterbrechung vorhanden ist, läuft der Abfragesteuerimpuls nicht mehr zum Eingang 14A zurück. Der Zähler 36 erreicht seine maximale Zählung und erzeugt ein Überlaufsignal zur Abschaltung des Multiplexers 38 über das Tor 61 sowie zur Taktsteuerung des bistabilen Multivibrators 45 über das UND-Tor 63, um ein Fehlersignal am Schaltpunkt 48 über die Schaltelemente 60,47 und 62 zu erzeugen. Das Überlaufsignal hält auch den Zähler 36 über ein Tor 56 an.

Um zu ermitteln, an welcher Stelle eine Unterbrechung der Schaltung erfolgte, wird ein Schalter 64 von Hand bedient, wodurch ein Impuls mit positiver Anstiegsflanke über das Tor 52 an die Lei-

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tung 14 abgegeben wird. Dies bewirkt, daß alle Ausgänge "Q" aller ersten bistabilen Multivibratoren der Stationen, deren Steuerleitungen 14 vor der Unterbrechung liegen und noch mit dem Anschluß 14 der Zentralsteuerung 1 verbunden sind, hochpegelig werden, wodurch alle vor der Unterbrechungsstelle liegenden Leuchtdioden aufleuchten. Damit wird der Punkt der Unterbrechung leicht ermittelt. Es sei bemerkt, daß eine Unterbrechung in der Datenleitung nicht so schwerwiegend ist wie eine Unterbrechung in der Abfragesteuer- und der Löschleitung. Eine einzelne Unterbrechung unterbricht nicht die Datenübertragung, weil die Daten beide Wege um die durch die Leitung 16 gebildete Schleife nehmen können. Eine doppelte Unterbrechung würde die Datenübertragung an und von den Stationen zwischen den Unterbrechungsstellen unterbrechen.

Um zu gewährleisten, daß der Multiplexer 38 richtig mit den entsprechenden Zeitabschnitten für jede Station synchronisiert ist, wird der Taktimpuls zur Zentralsteuerung an der Anschlußstelle 12A zurückgeführt, und die Phasen des Ausgangstaktsignals sowie des Eingangstaktsignals werden im exklusiven ODER-Tor 76 verglichen. Dies ist erfindungswesentlich, da die Taktimpulse offensichtlich eine endliche Zeit brauchen, um sich über den Schaltring der Stationen fortzupflanzen.

Daraus ergibt sich, daß die vorstehend beschriebene Einrichtung besonders betriebssicher ist und eine Eigenprüfvorrichtung besitzt, die eine einfache Ortung vieler Fehler in den Stationen oder der Zentralsteuerung ermöglicht. Die Einrichtung kann auch leicht erweitert werden, da der Ringschaltung an jeder Stelle neue Stationen ohne Notwendigkeit für eine grundlegende Änderung der Steuerschal-

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tung zugefügt werden können (insoweit die Kapazität des Multiplexers nicht überschritten wird).

Mit gleicher Wirkung können andere gleichwertige Schaltungsauslegungen der logischen Bausteine gegenüber den vorstehend beschriebenen eingesetzt werden.

Die vorstehend beschriebene Steuerung eignet sich besonders für Zigarettenverpackungsmaschinen, sie kann jedoch auch vorteilhafterweise für Zigarettentransport- oder -fertigungsmaschinen bzw. für

Maschinen eingesetzt werden, die nichts mit der Zigarettenindustrie zu tun haben.

Als Beispiel für das Einsatzgebiet der vorstehend beschriebenen Steuerung sei die Molins HLP 4 Zigarettenverpackungsmaschine angeführt.

In diesem Falle werden die Eingangsstationen beispielsweise mit einem Detektor für die Zigarettenenden, einem Detektor für fehlende Zigaretten, einem Detektor für das Folienende, einem Detektor für einen fehlenden Zigarettenblock, einem Detektor für ein aufgebrochenes Paket sowie einen Detektor für eine fehlende lange Lasche (long flap) u.a.m. verbunden.

Die Ausgangsstationen werden an ein Solenoid für Ausschuß, ein Solenoid für Klebstofffluß, ein Solenoid für Klebstoffhubförderung (gum lift), ein Solenoid für die Hauptmotorbremse, Solenoide für den Packungszuschnittspeicher (blank reservoir) sowie an eine Hüllen- oder Packpapierzufuhr (wrapper link up) u.a.m. angeschlossen.

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Einige von den Eingangsstationen aufgenommene Daten gelangen an einen Speicher und dienen dann zur Bestimmung der den Ausgangsstationen zugeführten Daten. Wenn beispielsweise ein Detektor für fehlende Zigaretten ermittelt, daß eine Zigarette fehlt, dann wird diese Nachricht der entsprechenden Eingangsstation eingespeist. Bei der Abfrage überträgt dann die Eingangsstation die Daten für die fehlende Zigarette an die Steuerstation, welche ihrerseits die Daten an einen Speicher weiterleitet. Dort werden die Daten für eine entsprechende Zeitspanne gespeichert, d.h. so lange, bis das fehlerhafte Päckchen die Ausschußplattform erreicht hat. Von dort sendet es ein Signal zurück zur Zentralsteuerung, das dann an die mit dem Ausschußsolenoid verbundene Station weitergeleitet wird, worauf der Solenoid das fehlerhafte Päckchen ausstößt. Natürlich sind eigene Taktgeberschaltungen zur Steuerung des Speichers in einigen dieser Fälle erforderlich.

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Claims

Molins Limited ?■-,..--■< u. - «.■;-.- .:

j.-..-- " -...■.··. ·? Evelyn Street 25. JuIi 1980

London SE8 5DH, England Anwaltsakte M-5267

Steuer- und Kontrolleinrichtung für Zigarettenverpackungsmaschinen

Patentansprüche

/ 1.JVerpackungsmaschine für Zigaretten und andere stabförmige Gegenstände der Zigarettenindustrie mit mehreren voneinander getrennten Maschinenteilen zur Durchführung der mit dem Verpacken verbundenen Arbeitsgänge, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mehrere entfernte Stationen (2,3) umfaßt, die mit einigen oder allen Maschinenteilen verbunden sind, ferner dadurch, daß die einzelnen Stationen (2,3) jeweils eine Eingangsstation zum Empfang von Signalen (bei Abfrage) vom entsprechenden Maschinenteil umfassen, wobei diese Signale das Auftreten eines Fehlers oder eines anderen Sonderzustandes kennzeichnen sowie eine Ausgangsstation (3), die bei Abfrage ein Maschinensteuersignal an das entsprechende Teil abgibt, weiter dadurch, daß eine Zentralsteuerung (1) mit allen entfernten Stationen (2,3) in Kaskadenschaltung verbunden ist und eine Vorrichtung (14) zur Abfrage der ersten entfernten Station in der Kaskadenschaltung umfaßt, sodann dadurch, daß jede Station Vorrichtungen (20,

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30) besitzt, um ein Abfragesignal an die nächste Station zu senden, so daß die entfernten Stationen der Reihe nach abgefragt werden und schließlich dadurch, daß die Anlage auch eine Datenleitung (16) für die Übertragung der Fehler- und Steuersignale zwischen den entfernten Stationen (2,3) und der Zentralsteuerung (1) umfaßt.
2. Verpackungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stationen (1,2,3) kaskadenartig zu einer Ringschaltung zusammengeschlossen sind.
3. Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Baugruppe umfaßt: mehrere Stationen einschließlich mehrerer entfernter Stationen (2,3) und einer Steuerstation (1) zum Abfragen der entfernten Stationen (2,3), eine Verbindungsvorrichtung (4), welche die Stationen kaskadenförmig in einer Ringschaltung miteinander verbündet, eine Datenleitung (16), welche mit allen Stationen zur Übertragung von Daten zwischen der Steuerstation (1) und den einzelnen abgefragten entfernten Stationen (2,3) sowie dadurch, daß die Steuerstation eine Vorrichtung (50) zur Erzeugung eines Abfragesteuersignals umfaßt, die so ausgelegt ist, daß das Abfragesignal an die erste Station in der Ringschaltung gelangt, ferner dadurch, daß jede Station Vorrichtungen (20,30) umfaßt, um ein empfangenes Abfragesignal nach einer Verzögerungszeit zur nächsten Station im Ring weiterzuleiten, so daß die Stationen wiederholt der Reihe nach während sich im wesentlich nicht überlappender Zeitspannen abgefragt werden.
4. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der vorhergehenden

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Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung (16) einen geschlossenen Regelkreis darstellt, an welchen die einzelnen Stationen so angeschlossen sind, daß die Daten zwischen der Steuerstation (1) und einer abgefragten entfernten Station (2,3) in jeweils einer der beiden entgegengesetzten Richtungen im Regelkreis übertragen werden können.
5. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstation (1) eine Vorrichtung (48) zur Betätigung eines Warngerätes umfaßt, wenn das Abfragesteuersignal nicht an die Steuerstation (1) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne zurückgelangt, um dadurch Leitungsfehler der Anlage zu ermitteln.
6. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen entfernten Stationen (2,3) jeweils ein Anzeigegerät (24,25) zur Anzeige dafür besitzen, daß eine entfernte Station abgefragt wird.
7. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 6 im Anhang zu Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstation (1) eine Einrichtung (64)umfaßt, um von Hand ein Abfrageprüfsignal zu erzeugen, das alle entfernten Stationen (2,3) zwischen dem Ausgang für das Prüfsignal (14) und dem Leitungsfehler abfragt, um die Anzeigegeräte (24,25) dieser entfernten Stationen (2,3) anzusteuern.
8. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigegeräte Leuchtdioden (24,

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25) sind.
9. Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung der einzelnen Stationen (2,3) eine bistabile Vorrichtung (20,30) umfaßt, deren Eingang mit dem Ausgang der bistabilen Vorrichtung der vorangehenden Station verbunden ist und deren Ausgang an den Eingang der nächsten nachfolgenden Station geführt ist.
10.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralsteuerung (1) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Taktimpulszuges auf einer Taktsignalleitung (12) besitzt, die an alle Stationen zur Taktsteuerung von deren bistabilen Vorrichtung geführt ist.
11.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Eingangsstation (2) einen taktgesteuerten Speicher (22) zur Speicherung eines Fehlers oder eines anderen Sonderzustandes sowie zur Meldung des Auftretens dieses Fehlers oder des Sonderzustandes umfaßt, so daß dafür ein Signal bei der nächsten Abfrage der entfernten Station an die Steuerstation (1) übertragen werden kann.
^.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der taktgesteuerte Speicher eine zweite bistabile Vorrichtung (22,32) ist.
13.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 12 im Anhang

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an Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite bistabile Vorrichtung (22,32) so geschaltet ist, daß sie synchron mit dem Ausgangssignal der ersten bistabilen Vorrichtung (20,30) taktgesteuert werden kann.
14.Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zentralsteuerung (1), mehrere entfernte Stationen (2,3), eine übertragungsleitung (4) umfaßt, welche die Zentralsteuerung (1) mit den entfernten Stationen (2,3) verbindet sowie dadurch, daß auch eine Taktsignalleitung (12) und eine Datenleitung (16) gemeinsam für alle Stationen vorgesehen sind und daß eine Steuerleitung (14) die Stationen in Kaskadenschaltung miteinander verbindet, so daß ein Steuersignal von der Zentralsteuerung (1) der Reihe nach die Stationen während aufeinanderfolgender im wesentlichen sich nicht überlappender Zeitspannen ansteuert, um mit der Datenleitung (16) in Verbindung zu treten, sodann dadurch, daß die einzelnen Stationen (2,3) eine erste bistabile Vorrichtung (20,30) umfassen, die von der TaktSignalleitung (16) taktgesteuert wird, und auch eine zweite bistabile Vorrichtung (22,32), die durch das Ausgangssignal der ersten bistabilen Vorrichtung (20,30) taktgesteuert wird, um mit der Datenleitung (16) während der entsprechenden Zeitspanne in Verbindung zu treten.
15.Steuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen entfernten Stationen (2,3) ein Lichtanzeigegerät (24,25) besitzen, um anzuzeigen, daß die entfernte Station (2,3) von der Steuerstation (1) abgefragt wird.
16.Steuerung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das An-

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zeigegerät (24,25) eine Leuchtdiode ist.
17.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (18) zur Löschung aller ersten bistabilen Vorrichtungen (20,30) am Ende des Abfragezyklus umfaßt.
18.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung eine als Schleife geschaltete Löschleitung (18) umfaßt, an welche jede Station (2, 3) angekoppelt ist, sowie dadurch, daß die Schleife an der Steuerstation (1) beginnt und endet und, daß die Steuerstation (1) eine Vorrichtung (58,18) umfaßt, um ein Löschsignal über die Leitung abzugeben und schließlich dadurch, daß eine Vorrichtung (48) ein Warngerät auslöst, wenn das Löschsignal nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne wieder an der Steuerstation (1) anliegt.
^.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (20,30) bzw. die zweite (22,32) bistabile Vorrichtung bistabile D-Multivibratoren sind.
20.Verpackungsmaschine oder Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralsteuerung (1) mehrere Eingangs-Ausgangsanschlüsse (6,7) sowie einen Multiplexer (38) umfaßt, der die entsprechenden Eingangs-Ausgangsanschlüsse (6,7) mit ihren zugeordneten entfernten Stationen (2,3) verbindet.

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21.Steuerung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Eingangs-Ausgangsanschlüsse (6,7) Leuchtdioden zur Anzeige dafür besitzen, daß ein Signal von einer entfernten Station (2,3) empfangen oder an diese abgegeben wurde.
22.Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Erkennung von Fehlern bei mehreren Maschinen oder Maschinenteilen geschaltet ist und benützt wird.

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