EP2031105B1 - System zur ansteuerung eines rotorantriebes einer offenend-rotorspinnmaschine - Google Patents
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- EP2031105B1 EP2031105B1 EP08012436.5A EP08012436A EP2031105B1 EP 2031105 B1 EP2031105 B1 EP 2031105B1 EP 08012436 A EP08012436 A EP 08012436A EP 2031105 B1 EP2031105 B1 EP 2031105B1
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- D—TEXTILES; PAPER
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- D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
- D01H4/42—Control of driving or stopping
- D01H4/44—Control of driving or stopping in rotor spinning
Definitions
- the present invention relates to a system for controlling a rotor drive of an open-end rotor spinning machine according to the preamble of claim 1.
- a rotor spinning machine which has a plurality of spinning stations.
- the individual spinning stations of such a rotor spinning machine comprise a rotor drive with a control unit, which has a communication interface for connection to a bus system.
- the bus system establishes a direct connection between the control unit of the rotor drive and a central main control unit.
- the EP 0 184 423 A2 discloses a production plant whose elements are connected to each other via a bus system. This should create the possibility of accessing not only local data but also data provided via the bus system.
- rotor spinning machines are conceivable whose spinning stations comprise a rotor drive with a control unit having a communication interface for connection to a spinning station control unit via a line system.
- the spinning station control unit controls the work process at the spinning stations automatically.
- the data required for this is transmitted via a central main control unit of the rotor spinning machine, which sends corresponding control data via a bus system to the spinning unit control units using a communication protocol.
- a disadvantage of such a rotor spinning machine is that the individual rotor drives in the installed state and during operation with regard to their condition for maintenance purposes are not verifiable. Rather, such a review requires the expansion of the individual rotor drives from the rotor spinning machine.
- the present invention is therefore based on the object to facilitate the inspection of rotor drives an open-end rotor spinning machine for maintenance purposes.
- the system according to the invention for controlling a rotor drive of a rotor spinning machine comprises an open-end rotor spinning machine with a plurality of work stations, each of which has a rotor drive with a control unit.
- the individual control units of the rotor drives comprise at least one communication interface for connection to a workstation control unit, which controls the work process at the workstation automatically.
- the respective workstation control units are connected via a bus system with a main control unit and via a line system with the respective control units of the rotor drives.
- the system comprises external means for substitute activation of the individual rotor drives and for reading out operating state data of the rotor drive signals from the control units of the individual rotor drives via at least one communication interface of the control units for setting and verification purposes.
- the individual communication interfaces of the rotor drives are according to the invention as interfaces with a Diagnostic interface are formed as an integral part of the same, wherein the signals of all communicating with the control units of the rotor drives components for verification purposes can be read out via the diagnostic interface.
- the external means according to the invention thus make it possible, in conjunction with the at least one communication interface of the control unit, to check the rotor drive for maintenance purposes without having to remove it from the rotor spinning machine. This considerably facilitates maintenance work on the individual rotor drives.
- the external means comprise a computer unit with a communication interface for connection to one of the communication interfaces of the control units.
- the computer unit serves on the one hand for communication with the rotor drive and on the other hand for evaluation and display of the determined information and signals.
- the computer unit can be formed by one of the following units in an advantageous embodiment of the invention: a notebook, a workstation, a microcontroller, a Digital Signal Processor (DSP) or a Field Programmable Gate Array (FPGA).
- DSP Digital Signal Processor
- FPGA Field Programmable Gate Array
- a microcomputer such as a PDA (Personal Digital Assistant), which can be carried at any time by a fitter and connected to the control unit of a rotor drive of the spinning machine according to the invention.
- PDA Personal Digital Assistant
- the computer unit comprises an application program as a means for substitute control of the individual rotor drives and for reading signals representing the operating state of the rotor drive from the control units of the individual rotor drives via the individual communication interfaces of the control units and the communication interface of the computer unit independently of the open-end rotor spinning machine.
- the individual communication interfaces of the control units which are normally connected to the main control unit of the rotor spinning machine, are preferably designed as standard serial interfaces.
- individual rotational speeds or defined speed profiles for starting up the individual rotor drives for checking the state of the same via the individual communication interfaces of the control units and the communication interface of the computer unit can be specified using a communication protocol.
- the measured time can be used, which is required to accelerate a defined moment of inertia of the rotor drive associated unit to a predetermined speed.
- the application program contains corresponding driver blocks which enable the reading out of signals from the individual control units using the communication protocol.
- the standard serial communication interfaces of the individual control units function not only as control interfaces, but also as diagnostic-capable interfaces, via which the signals of all components communicating with the individual control units Verification purposes are readable, such as the signals of a box lock the rotor spinning machine. These signals can then be displayed on display means of the computer unit for assessing the condition of the individual components.
- the output signals of the components are monitored, wherein the detected output signals are converted by means of an A / D converter into digital signals and then read out via the interface of the individual control units.
- connection of the communication interface of the computer unit with one of the communication interfaces of the control units can be done easily and inexpensively by means of a cable.
- Such type cables have a high data transmission rate, so that a complete and fast communication of the computer unit with the control unit is ensured at all times.
- Even a number of parallel application programs can communicate in parallel with the control unit, without causing bottlenecks in the data transfer.
- these communication interfaces can in principle also be designed as interfaces which can be connected to one another wirelessly, for example as infrared interfaces or radio interfaces. Wireless connections have the advantage that at any time a communication of the computer unit with the control unit of the rotor drive is possible without the need of a re-plugging a cable.
- a technician could thus move from rotor drive to rotor drive when checking a spinning machine and individually communicate with its control unit via its PDA.
- this type of formation of the interfaces has the advantage that no environmental influences, such as dirt or dust, the Can affect communication interfaces and thus the communication of the control unit with the computer unit.
- the communication interfaces of the individual control units are preferably designed as synchronous or asynchronous interfaces, for example as a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) interface, which allow a selection of different communication protocols.
- UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter
- the communication interface can also be arranged on a plug-in card in a further advantageous embodiment.
- plug-in cards can be retrofitted in the computer units and enable communication with the control unit.
- Conceivable plug-in cards should be designed as PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) or PCI (Peripheral Component Interconnect) cards.
- So-called USB converters for example USB to RS485, can also be used to connect the external computer unit.
- the described standards enable easy and unproblematic integration of the communication interface according to the invention into already existing computer hardware.
- control unit of the rotor drive can have a first communication interface and a second communication interface which are coupled to one another such that when the external computer unit is connected to the second communication interface, the first communication interface can be deactivated.
- the second communication interface allows the connection of the external computer unit without the communication flow between to interrupt the control unit and the rotor drive.
- the rotor drive can continue to control via the control unit, while via the second communication interface current operating state data can be read or the control unit of the rotor drive is operated in the debug mode.
- the first communication interface to which the control unit is connected can be deactivated so that the control of the rotor drive is effected via the external computer unit connected to the second communication interface.
- the first communication interface can already be deactivated with the direct connection of the external computer unit to the second communication interface.
- the deactivation can be performed by the existing on the external computer unit application, so that can be switched between a debug mode and the simulation of the operation of the job.
- the spinning unit control units 35 are connected to the respective control units 4 of the rotor drives 31 via a line system 34.
- the main control unit 1 uses a communication protocol, transmits control telegrams with corresponding control data to the individual spinning unit control units 35 of the spinning stations 33.
- This in Fig. 2 shown inventive system for controlling the in Fig. 1 illustrated rotor drives 31 of the rotor spinning machine 30 comprises a notebook as an external computer unit 20, which is alternatively connectable to one of the control units 4 of the rotor drives 31 for setting and verification purposes.
- the rotor drive 31 comprises an electric motor 2, which drives a preferably non-contact by means of a magnetic bearing 6 mounted rotor, and a control unit 4 with a preferably standard serial communication interface 18 for connection to the spinning unit control unit 35.
- the rotor drive 31 In addition to the rotor drive 31 also communicate various other components of the associated spinning station 33 with the spinning stations control unit 35, such as a Garnhidrusprüfmaschine not shown here.
- the control unit 4 comprises a main board 5 on which a microcontroller 12 or a digital signal processor (DSP) is arranged. With the motherboard 5 electrical components, sensors and actuators are connected, which are indicated as such by the reference numeral 10. To the tasks of the Microcontroller 12 includes the current specification for controlling the rotor drive 31, the speed control of the rotor drive 31, the specification of currents and / or voltages for various other components connected to the control unit 4 and their signal detection.
- the microcontroller 12 contains a control program 16 with corresponding control data which communicates with the electrical components 10.
- the communication interface 18 of the control unit 4 is preferably realized as a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) interface or as an RS485 interface.
- the signals generated by the electrical components 10 are supplied to the control program 16 via an A / D converter 14, which is arranged on the microcontroller 12.
- the voltage supply of the rotor drive 31 is indicated by the reference numeral 8.
- the external computer unit 20 can be connected via an interface 24 preferably by means of a cable 22 to the standard serial communication interface 18 of the control unit 4, wherein the spinning station control unit 35 is separated from the control unit 4.
- the communication interface 18 of the control unit 4 and the interface 24 of the external computer unit 20 can also be implemented as interfaces which can be connected to one another wirelessly, for example as infrared interfaces or radio interfaces.
- the computer unit 20 contains an application program with which, using a communication protocol, the rotor drive 31 can be controlled or operated independently of the rotor spinning machine 30 or the spinning station control unit 35 via the communication interface 18 and the interface 24 and signals from the control unit 4 of the Rotor drive 31 via the communication interface 18 and the interface 24 can be read out.
- Corresponding driver components in the application program according to the invention allow the reading out of signals from the control unit 4 via the standard serial communication interface 18, so that this interface acts as a diagnostic interface or has a diagnostic interface as an integrated part of the same.
- the rotor drive 31 can have a second communication interface 19, to which the external computer unit 20 can be connected.
- the second communication interface 19, like the first communication interface 18, can be designed as a serial interface, for example as an RS485 interface.
- the first communication interface 18 can be deactivated in order to decouple the rotor drive 31 in the installed state from the spinning unit control unit 35.
- the deactivation of the first interface 18 can take place automatically when connecting the external computer unit 20 to the second interface 19 or by a targeted control of the control unit 4 of the rotor drive 31 by the connected computer unit 20.
- the latter allows the connection of the external computer unit 20 to pure query - And debugging purposes, wherein the communication between the rotor drive 31 and the control unit 35 is not interrupted and detected instantaneous values or detected in a fault memory information of the rotor drive 31 can be read.
- the external computer unit 20 takes over the control of the rotor drive 31 instead of the spinning station control 35.
- the computer unit 20 in conjunction with the first communication interface 18 or the second communication interface 19 of the control unit 4, the review of the rotor drive 31 in terms of its condition, without having to remove this for this purpose from the rotor spinning machine 30.
- the function of the spinning station control unit 35 is perceived by the computer unit 20, that is, the computer unit 20 sends signals for starting and stopping the rotor drive 31 or the manual spin box unlocking.
- the application on the external computer unit 20 simulates different operating states for this purpose.
- the control unit 4 can be preset via the computer unit 20 individual speeds or defined speed profiles, by means of which the state of the rotor drive 31 can be assessed.
- the measured time can be used, which is required to accelerate a defined mass moment of inertia of the rotor unit of the rotor drive 31 to a predetermined speed.
- Another aspect in this context is the review of the bearing settings of the rotor drive 31, here the settings of the magnetic bearing 6, by means of sensors installed in the magnetic bearing 6, which communicate with the control unit 4 of the rotor drive 31.
- the detected by the control unit 4 signals the thrust bearing sensors relate to the position of the rotor in the magnetic bearing 6 and can be read by means of the computer unit 20 from the control unit 4 via the communication interfaces 18, 19 of the control unit 4 and the interface 24 of the external computer unit 20 for adjustment purposes and from the Computer unit 20 are displayed.
- the external computer unit 20 makes it possible for an operator to adjust the bearing before a first start-up without the spinning unit 33 itself having to be put into operation.
- the adjustment is simplified by the use of a suitable application, which converts and visualizes the acquired data.
- the signals of the rotor drive 31 for checking the same can be read out and displayed or settings vorappelbar in this context, both in the operation of the rotor drive 31 at active or deactivated Spinning station control unit 35 and immediately after the manufacture of the rotor drive 31 independently of the rotor spinning machine 30 is feasible.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Ansteuerung eines Rotorantriebes einer Offenend-Rotorspinnmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Aus der Druckschrift
EP 1 054 086 B4 ist eine Rotorspinnmaschine bekannt, die eine Vielzahl von Spinnstellen aufweist. Die einzelnen Spinnstellen einer derartigen Rotorspinnmaschine umfassen einen Rotorantrieb mit einer Steuereinheit, die eine Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung an ein Bussystem aufweist. Das Bussystem stellt eine direkte Verbindung zwischen der Steuereinheit des Rotorantriebes und einer zentralen Hauptsteuereinheit her. - Die
EP 0 184 423 A2 offenbart eine Produktionsanlage deren Elemente über ein Bussystem miteinander verbunden sind. Dadurch soll die Möglichkeit geschaffen werden, nicht nur auf lokale Daten zuzugreifen, sondern auch auf über das Bussystem bereitgestellte Daten. - Außerdem sind Rotorspinnmaschinen denkbar, deren Spinnstellen einen Rotorantrieb mit einer Steuereinheit umfassen, die eine Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung an eine Spinnstellensteuereinheit über ein Leitungssystem aufweist. Die Spinnstellensteuereinheit steuert den Arbeitsablauf an den Spinnstellen selbsttätig. Die dazu erforderlichen Daten werden über eine zentrale Hauptsteuereinheit der Rotorspinnmaschine übermittelt, die unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls entsprechende Steuerungsdaten über ein Bussystem an die Spinnstellensteuereinheiten sendet.
- Nachteilig an einer derartigen Rotorspinnmaschine ist, dass die einzelnen Rotorantriebe im eingebauten Zustand und während des Betriebes im Hinblick auf ihren Zustand zu Wartungszwecken nicht überprüfbar sind. Vielmehr erfordert eine solche Überprüfung den Ausbau der einzelnen Rotorantriebe aus der Rotorspinnmaschine.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Überprüfung von Rotorantrieben einer Offenend-Rotorspinnmaschine zu Wartungszwecken zu erleichtern.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Das erfindungsgemäße System zur Ansteuerung eines Rotorantriebs einer Rotorspinnmaschine umfasst eine Offenend-Rotorspinnmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen, die jeweils einen Rotorantrieb mit einer Steuereinheit aufweisen. Die einzelnen Steuereinheiten der Rotorantriebe umfassen dabei mindestens eine Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung an eine Arbeitsstellensteuereinheit, die den Arbeitsablauf an der Arbeitsstelle selbsttätig steuert. Die jeweiligen Arbeitsstellensteuereinheiten stehen über ein Bussystem mit einer Hauptsteuereinheit und über ein Leitungssystem mit den jeweiligen Steuereinheiten der Rotorantriebe in Verbindung. Erfindungsgemäß umfasst das System externe Mittel zur ersatzweisen Ansteuerung der einzelnen Rotorantriebe und zum Auslesen von Betriebszustandsdaten des Rotorantriebes repräsentierenden Signalen aus den Steuereinheiten der einzelnen Rotorantriebe über mindestens eine Kommunikationsschnittstelle der Steuereinheiten zu Einstell- und Überprüfungszwecken.
- Die einzelnen Kommunikationsschnittstellen der Rotorantriebe sind erfindungsgemäß als Schnittstellen mit einer Diagnoseschnittstelle als integriertem Bestandteil derselben ausgebildet sind, wobei über die Diagnoseschnittstelle die Signale sämtlicher mit den Steuereinheiten der Rotorantriebe kommunizierender Bauteile zu Überprüfungszwecken auslesbar sind.
- Die erfindungsgemäß externen Mittel ermöglichen damit in Verbindung mit der mindestens einen Kommunikationsschnittstelle der Steuereinheit die Überprüfung des Rotorantriebes zu Wartungszwecken, ohne diesen aus der Rotorspinnmaschine ausbauen zu müssen. Dadurch werden Wartungsarbeiten an den einzelnen Rotorantrieben erheblich erleichtert.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die externen Mittel eine Rechnereinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle zur Anbindung an eine der Kommunikationsschnittstellen der Steuereinheiten. Die Rechnereinheit dient dabei zum einen zur Kommunikation mit dem Rotorantrieb und zum anderen zur Auswertung und Darstellung der ermittelten Informationen und Signale. Um dieses zu gewährleisten, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Rechnereinheit durch eine der folgenden Einheiten gebildet sein: ein Notebook, eine Workstation, einen Microcontroller, einen Digital Signal Processor (DSP) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA). Vorteilhaft ist aber auch die Verwendung eines Kleinstcomputers, wie etwa eines PDA (Personal Digital Assistant), der jederzeit von einem Monteur mitgeführt und mit der Steuereinheit eines Rotorantriebes der erfindungsgemäßen Spinnmaschine verbunden werden kann. Grundsätzlich ist aber auch eine spezifisch auf die Wartung der einzelnen Arbeitsstellen zugeschnittene, mobile Rechnereinheit denkbar. Der einer solchen Rechnereinheit zugrunde liegende Vorteil ergibt sich aus der Mobilität und der daraus resultierenden Flexibilität.
- In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Rechnereinheit ein Applikationsprogramm als Mittel zur ersatzweisen Ansteuerung der einzelnen Rotorantriebe und zum Auslesen von den Betriebszustand des Rotorantriebes repräsentierenden Signalen aus den Steuereinheiten der einzelnen Rotorantriebe über die einzelnen Kommunikationsschnittstellen der Steuereinheiten und die Kommunikationsschnittstelle der Rechnereinheit unabhängig von der Offenend-Rotorspinnmaschine. Die einzelnen Kommunikationsschnittstellen der Steuereinheiten, die im Normalfall mit der Hauptsteuereinheit der Rotorspinnmaschine verbunden sind, sind dabei vorzugsweise als standardmäßig serielle Schnittstellen ausgeführt.
- Mittels des Applikationsprogramms lassen sich unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls beispielhaft einzelne Drehzahlen oder definierte Drehzahlprofile zum Hochfahren der einzelnen Rotorantriebe zur Überprüfung des Zustands derselben über die einzelnen Kommunikationsschnittstellen der Steuereinheiten und die Kommunikationsschnittstelle der Rechnereinheit vorgeben. Als Kriterium zur Beurteilung des Zustands der einzelnen Rotorantriebe kann die gemessene Zeit herangezogen werden, die benötigt wird, um ein definiertes Massenträgheitsmoment einer dem Rotorantrieb zugehörigen Einheit auf eine vorgegebene Drehzahl zu beschleunigen. Das Applikationsprogramm enthält entsprechende Treiberbausteine, die das Auslesen von Signalen aus den einzelnen Steuereinheiten unter Verwendung des Kommunikationsprotokolls ermöglichen. Somit fungieren die standardmäßig seriellen Kommunikationsschnittstellen der einzelnen Steuereinheiten nicht nur als Ansteuerungsschnittstellen, sondern auch als diagnosefähige Schnittstellen, über die die Signale sämtlicher mit den einzelnen Steuereinheiten kommunizierender Bauteile zu Überprüfungszwecken auslesbar sind, wie etwa die Signale einer Boxverriegelung der Rotorspinnmaschine. Diese Signale sind sodann auf Anzeigemitteln der Rechnereinheit zur Beurteilung des Zustandes der einzelnen Bauteile darstellbar. In einer vereinfachten Ausgestaltung werden lediglich die Ausgangssignale der Bauteile überwacht, wobei die erfassten Ausgangssignale mittels eines A/D-Wandlers in digitale Signale umgewandelt werden und anschließend über die Schnittstelle der einzelnen Steuereinheiten auslesbar sind.
- Die Verbindung der Kommunikationsschnittstelle der Rechnereinheit mit einer der Kommunikationsschnittstellen der Steuereinheiten kann dabei einfach und kostengünstig mittels eines Kabels erfolgen. Solche Art Kabel weisen eine hohe Datenübertragungsrate auf, so dass eine vollständige und schnelle Kommunikation der Rechnereinheit mit der Steuereinheit jederzeit sichergestellt ist. Auch eine Anzahl von parallel laufenden Applikationsprogrammen kann parallel mit der Steuereinheit kommunizieren, ohne dass es zu Engpässen im Datentransfer kommen kann. Alternativ dazu können diese Kommunikationsschnittstellen grundsätzlich auch als drahtlos miteinander verbindbare Schnittstellen ausgebildet sein, etwa als Infrarotschnittstellen oder Funkschnittstellen. Drahtlose Verbindungen weisen den Vorteil auf, dass jederzeit eine Kommunikation der Rechnereinheit mit der Steuereinheit des Rotorantriebes möglich ist, ohne dass es eines Umsteckens eines Kabels bedarf. Ein Techniker könnte sich somit bei der Überprüfung einer Spinnmaschine von Rotorantrieb zu Rotorantrieb bewegen und jeweils individuell mit dessen Steuereinheit über seinen PDA in Kommunikation treten. Insbesondere weist diese Art der Ausbildung der Schnittstellen den Vorteil auf, dass keine Umwelteinflüsse, wie etwa Schmutz oder Staub, die Kommunikationsschnittstellen und damit die Kommunikation der Steuereinheit mit der Rechnereinheit beeinflussen können.
- Die Kommunikationsschnittstellen der einzelnen Steuereinheiten sind vorzugsweise als synchrone oder asynchrone Schnittstellen ausgebildet, so zum Beispiel als UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) Schnittstelle, die eine Auswahl an unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen erlauben.
- Um im Betrieb schon vorhandene Notebooks oder PDA zu den erfindungsgemäßen externen Rechnereinheiten umzubauen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Kommunikationsschnittstelle auch auf einer Einsteckkarte angeordnet sein. Solche Art Einsteckkarten können nachträglich in die Rechnereinheiten eingebaut werden und die Kommunikation mit der Steuereinheit ermöglichen. Denkbare Einsteckkarten sollten als PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) oder PCI (Peripheral Component Interconnect) Karten ausgestaltet sein. So genannte USB-Umsetzer, zum Beispiel USB auf RS485, sind ebenfalls verwendbar, um die externe Rechnereinheit anzuschließen. Die beschriebenen Standards ermöglichen eine leichte und unproblematische Integration der erfindungsgemäßen Kommunikationsschnittstelle in schon vorhandene Computerhardware.
- Insbesondere kann die Steuereinheit des Rotorantriebes eine erste Kommunikationsschnittstelle und eine zweite Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die derart miteinander gekoppelt sind, dass bei Anschluss der externen Rechnereinheit an die zweite Kommunikationsschnittstelle, die erste Kommunikationsschnittstelle deaktivierbar ist. Die zweite Kommunikationsschnittstelle ermöglicht den Anschluss der externen Rechnereinheit, ohne den Kommunikationsfluss zwischen der Steuereinheit und dem Rotorantrieb unterbrechen zu müssen. Somit lässt sich der Rotorantrieb weiterhin über die Steuereinheit ansteuern, während über die zweite Kommunikationsschnittstelle momentane Betriebszustandsdaten ausgelesen werden können beziehungsweise die Steuereinheit des Rotorantriebes im Debugmodus betreibbar ist. Alternativ kann jedoch die erste Kommunikationsschnittstelle, an der die Steuereinheit angeschlossen ist, deaktiviert werden, so dass die Ansteuerung des Rotorantriebes über die an die zweite Kommunikationsschnittstelle angeschlossene externe Rechnereinheit erfolgt. Zur Deaktivierung kann vorgesehen sein, dass bereits mit dem unmittelbaren Anschluss der externen Rechnereinheit an die zweite Kommunikationsschnittstelle die erste Kommunikationsschnittstelle deaktivierbar ist. Ebenso kann die Deaktivierung durch die auf der externen Rechnereinheit vorhandene Applikation durchgeführt werden, so dass zwischen einem Debugmodus und der Simulation des Betriebes der Arbeitsstelle umgeschaltet werden kann.
- Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf zwei Zeichnungen eingehend erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Rotorspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen, die jeweils einen Rotorantrieb aufweisen, und
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur ersatzweisen Ansteuerung eines der in
Fig. 1 dargestellten Rotorantriebe zu Einstell- und Überprüfungszwecken. - Die in
Fig. 1 schematisch dargestellte Rotorspinnmaschine 30 umfasst eine Vielzahl von Spinnstellen 33, die jeweils einen wie inFig. 2 dargestellten Rotorantrieb 31 mit einer Steuereinheit 4 aufweisen, und eine zentrale Hauptsteuereinheit 1, die über ein Bussystem 32, wie einen CAN-Bus, mit Spinnstellensteuereinheiten 35 der jeweiligen Spinnstellen 33 verbunden ist. Die Spinnstellensteuereinheiten 35 sind mit den jeweiligen Steuereinheiten 4 der Rotorantriebe 31 über ein Leitungssystem 34 verbunden. Unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls übermittelt die Hauptsteuereinheit 1 Steuerungstelegramme mit entsprechenden Steuerungsdaten an die einzelnen Spinnstellensteuereinheiten 35 der Spinnstellen 33. - Das in
Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße System zur Ansteuerung der inFig. 1 dargestellten Rotorantriebe 31 der Rotorspinnmaschine 30 umfasst ein Notebook als externe Rechnereinheit 20, die ersatzweise an eine der Steuereinheiten 4 der Rotorantriebe 31 zu Einstell- und Überprüfungszwecken anschließbar ist. Der Rotorantrieb 31 umfasst einen Elektromotor 2, der einen vorzugsweise mittels eines Magnetlagers 6 berührungslos gelagerten Rotor antreibt, und eine Steuereinheit 4 mit einer vorzugsweise standardmäßig seriellen Kommunikationsschnittstelle 18 zur Anbindung an die Spinnstellensteuereinheit 35. Neben dem Rotorantrieb 31 kommunizieren auch diverse andere Bauteile der zugehörigen Spinnstelle 33 mit der Spinnstellensteuereinheit 35, etwa eine hier nicht dargestellte Garnqualitätsprüfeinheit. - Die Steuereinheit 4 umfasst eine Hauptplatine 5, auf der ein Mikrocontroller 12 oder ein Digital Signal Processor (DSP) angeordnet ist. Mit der Hauptplatine 5 sind elektrische Bauteile, Sensoren und Aktoren verbunden, die als solche durch das Bezugszeichen 10 angedeutet sind. Zu den Aufgaben des Mikrocontrollers 12 gehören die Stromvorgabe zur Ansteuerung des Rotorantriebs 31, die Drehzahlregelung des Rotorantriebs 31, die Vorgabe von Strömen und / oder Spannungen für diverse andere mit der Steuereinheit 4 verbundene Bauteile und deren Signalerfassung. Im Mikrocontroller 12 ist ein Steuerungsprogramm 16 mit entsprechenden Steuerungsdaten enthalten, das mit den elektrischen Bauteilen 10 kommuniziert. Ferner ist im Mikrocontroller 12 die Kommunikationsschnittstelle 18 der Steuereinheit 4 vorzugsweise als UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) Schnittstelle oder als RS485-Schnittstelle realisiert. Die von den elektrischen Bauteilen 10 erzeugten Signale werden über einen A/D-Wandler 14, der auf dem Mikrocontroller 12 angeordnet ist, dem Steuerungsprogramm 16 zugeführt. Die Spannungsversorgung des Rotorantriebs 31 ist mit dem Bezugszeichen 8 angedeutet.
- Die externe Rechnereinheit 20 ist über eine Schnittstelle 24 vorzugsweise mittels eines Kabels 22 an die standardmäßig serielle Kommunikationsschnittstelle 18 der Steuereinheit 4 anschließbar, wobei die Spinnstellensteuereinheit 35 von der Steuereinheit 4 getrennt wird. Grundsätzlich sind die Kommunikationsschnittstelle 18 der Steuereinheit 4 und die Schnittestelle 24 der externen Rechnereinheit 20 auch als drahtlos miteinander verbindbare Schnittstellen ausführbar, etwa als Infrarotschnittstellen oder Funkschnittstellen. Die Rechnereinheit 20 enthält ein Applikationsprogramm, mit dem unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls der Rotorantrieb 31 zu Einstell- und Überprüfungszwecken unabhängig von der Rotorspinnmaschine 30 respektive der Spinnstellensteuereinheit 35 über die Kommunikationsschnittstelle 18 sowie die Schnittstelle 24 ersatzweise ansteuerbar beziehungsweise betreibbar ist und Signale aus der Steuereinheit 4 des Rotorantriebs 31 über die Kommunikationsschnittstelle 18 und die Schnittstelle 24 auslesbar sind. Entsprechende Treiberbausteine im Applikationsprogramm ermöglichen dabei erfindungsgemäß das Auslesen von Signalen aus der Steuereinheit 4 über die standardmäßig serielle Kommunikationsschnittstelle 18, so dass diese erfindungsgemäß als diagnosefähige Schnittstelle fungiert beziehungsweise eine Diagnoseschnittstelle als integrierten Bestandteil derselben aufweist.
- Alternativ kann der Rotorantrieb 31 über eine zweite Kommunikationsschnittstelle 19 verfügen, an den die externe Rechnereinheit 20 anschließbar ist. Die zweite Kommunikationsschnittstelle 19 kann wie die erste Kommunikationsschnittstelle 18 als serielle Schnittstelle, beispielsweise als eine RS485-Schnittstelle, ausgeführt sein. Durch das Anschließen der externern Rechnereinheit 20 an die zweite Kommunikationsschnittstelle 19 kann die erste Kommunikationsschnittstelle 18 deaktiviert werden, um den Rotorantrieb 31 in eingebauten Zustand von der Spinnstellensteuereinheit 35 zu entkoppeln. Die Deaktivierung der ersten Schnittstelle 18 kann dabei automatisch bei der Verbindung der externen Rechnereinheit 20 mit der zweiten Schnittstelle 19 erfolgen oder durch eine gezielte Ansteuerung der Steuereinheit 4 des Rotorantriebes 31 durch die angeschlossene Rechnereinheit 20. Letzteres ermöglicht den Anschluss der externen Rechnereinheit 20 zu reinen Abfrage- und Debugzwecken, wobei die Kommunikation zwischen dem Rotorantrieb 31 und der Steuereinheit 35 nicht unterbrochen wird und erfasste Momentanwerte oder in einem Fehlerspeicher erfasste Informationen des Rotorantriebes 31 ausgelesen werden können. Bei der Deaktivierung der ersten Kommunikationsschnittstelle 18 übernimmt die externe Rechnereinheit 20 die Ansteuerung des Rotorantriebes 31 anstelle der Spinnstellensteuerung 35.
- Erfindungsgemäß ermöglicht die Rechnereinheit 20 in Verbindung mit der ersten Kommunikationsschnittstelle 18 beziehungsweise der zweiten Kommunikationsschnittstelle 19 der Steuereinheit 4 die Überprüfung des Rotorantriebs 31 im Hinblick auf dessen Zustand, ohne diesen zu diesem Zweck aus der Rotorspinnmaschine 30 ausbauen zu müssen. Hierzu wird die Funktion der Spinnstellensteuereinheit 35 von der Rechnereinheit 20 wahrgenommen, das heißt die Rechnereinheit 20 sendet Signale zum Starten und Stoppen des Rotorantriebes 31 oder der manuellen Spinnboxentriegelung. Die Applikation auf der externen Rechnereinheit 20 simuliert hierzu verschiedene Betriebszustände. Des Weiteren können der Steuereinheit 4 über die Rechnereinheit 20 einzelne Drehzahlen oder definierte Drehzahlprofile vorgegeben werden, mittels derer sich der Zustand des Rotorantriebs 31 beurteilen lässt. Als Kriterium zur Beurteilung des Zustands des Rotorantriebs 31 kann beispielsweise die gemessene Zeit herangezogen werden, die benötigt wird, um ein definiertes Massenträgheitsmoment der Rotoreinheit des Rotorantriebs 31 auf eine vorgegebene Drehzahl zu beschleunigen.
- Ein weiterer Aspekt in diesem Zusammenhang ist die Überprüfung der Lagereinstellungen des Rotorantriebs 31, hier der Einstellungen des Magnetlagers 6, mittels in dem Magnetlager 6 verbauten Sensoren, die mit der Steuereinheit 4 des Rotorantriebes 31 kommunizieren. Die von der Steuereinheit 4 erfassten Signale der Axiallagersensoren betreffen die Position des Rotors im Magnetlager 6 und können mittels der Rechnereinheit 20 aus der Steuereinheit 4 über die Kommunikationsschnittstellen 18, 19 der Steuereinheit 4 und der Schnittstelle 24 der externen Rechnereinheit 20 zu Einstellungszwecken ausgelesen und von der Rechnereinheit 20 angezeigt werden. Die externe Rechnereinheit 20 ermöglicht es einer Bedienperson das Lager bereits vor einer erstmaligen Inbetriebnahme zu justieren, ohne dass die Spinnstelle 33 selbst in Betrieb genommen werden muss. Vereinfacht wird die Justierung durch die Verwendung einer geeigneten Anwendung, welche die erfassten Daten umrechnet und visualisiert.
- Mit den externen Mitteln des erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit einer der Kommunikationsschnittstellen 18 oder 19 der Steuereinheit 4 sind die Signale des Rotorantriebs 31 zur Überprüfung desselben auslesbar und anzeigbar oder Einstellungen in diesem Zusammenhang vornehmbar, wobei dies sowohl im Betrieb des Rotorantriebes 31 bei aktiver oder deaktivierter Spinnstellensteuereinheit 35 als auch unmittelbar nach der Herstellung des Rotorantriebes 31 unabhängig von der Rotorspinnmaschine 30 durchführbar ist.
- Im Ergebnis werden somit durch das erfindungsgemäße System Einstell- und Wartungsarbeiten an den einzelnen Spinnstellen 33 der Rotorspinnmaschine 30 insgesamt erheblich erleichtert.
-
- 1
- Hauptsteuereinheit
- 2
- Motor
- 4
- Steuereinheit
- 5
- Hauptplatine
- 6
- Magnetlager
- 8
- Spannungsversorgung
- 10
- Elektrik
- 12
- Mikrocontroller
- 14
- A/D-Wandler
- 16
- Steuerungsprogramm
- 18
- erste Kommunikationsschnittstelle des Rotorantriebs
- 19
- zweite Kommunikationsschnittstelle des Rotorantriebs
- 20
- Rechnereinheit
- 22
- Verbindungskabel
- 24
- Kommunikationsschnittstelle der Rechnereinheit
- 30
- Rotorspinnmaschine
- 31
- Rotorantrieb
- 32
- Bussystem
- 33
- Spinnstelle
- 34
- serielle Leitung
- 35
- Spinnstellensteuereinheit
Claims (9)
- System zur Ansteuerung eines Rotorantriebs (31) einer Offenend-Rotorspinnmaschine (30), aufweisend:eine Offenend-Rotorspinnmaschine (30) mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen(33), die jeweils einen Rotorantrieb (31) mit einer Steuereinheit (4) aufweisen, die mindestens eine Kommunikationsschnittstelle (18, 19) zur Anbindung an eine Arbeitsstellensteuereinheit (35), die den Arbeitsablauf an der Arbeitsstelle (33) selbsttätig steuert, umfasst, wobei die jeweiligen Arbeitsstellensteuereinheiten (35) über ein Bussystem (32) mit einer Hauptsteuereinheit (1) und über ein Leitungssystem (34) mit den jeweiligen Steuereinheiten (4) der Rotorantriebe (31) in Verbindung stehen, undexterne Mittel zur ersatzweisen Ansteuerung der einzelnen Rotorantriebe (31) und zum Auslesen von Betriebszustandsdaten des Rotorantriebes repräsentierenden Signalen aus den einzelnen Steuereinheiten (4) der Rotorantriebe (31) unabhängig von der Offenend-Rotorspinnmaschine über mindestens eine Kommunikationsschnittstelle (18, 19) der Steuereinheiten (4) zu Einstell- und Überprüfungszwecken, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kommunikationsschnittstellen (18, 19) der Rotorantriebe (31) als Schnittstellen mit einer Diagnoseschnittstelle als integriertem Bestandteil derselben ausgebildet sind, wobei über die Diagnoseschnittstelle die Signale sämtlicher mit den Steuereinheiten (4) der Rotorantriebe (31) kommunizierender Bauteile zu Überprüfungszwecken auslesbar sind.
- System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externen Mittel eine Rechnereinheit (20) mit einer Kommunikationsschnittstelle (24) zur Anbindung an eine der Kommunikationsschnittstellen (18, 19) der Steuereinheiten (4) aufweisen.
- System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (20) eine der folgenden Einheiten ist: ein Notebook, eine Workstation, ein Microcontroller, ein Digital Signal Processor (DSP), ein Personal Digital Assistant (PDA) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA).
- System nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (20) ein Applikationsprogramm als Mittel zur ersatzweisen Ansteuerung der einzelnen Rotorantriebe (31) und zum Auslesen von Signalen aus den einzelnen Steuereinheiten (4) der Rotorantriebe (31) über die einzelnen Kommunikationsschnittstellen (18, 19) der Steuereinheiten (4) und die Kommunikationsschnittstelle (24) der Rechnereinheit (20) umfasst.
- System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (24) der Rechnereinheit (20) mittels eines Kabels (22) mit der Kommunikationsschnittstelle (18, 19) der Steuereinheit (4) verbindbar ist.
- System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (18, 19) der Steuereinheit (4) und die Kommunikationsschnittstelle (24) der Rechnereinheit (20) als drahtlos miteinander verbindbare Schnittstellen ausgebildet sind.
- System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (18, 19) der Steuereinheit (4) und die Kommunikationsschnittstelle (24) der Rechnereinheit (20) als Infrarotschnittstellen oder Funkschnittstellen ausgebildet sind.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (18, 19) der Steuereinheit (4) als synchrone oder asynchrone Schnittstelle ausgebildet ist.
- System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) des Rotorantriebes (31) eine erste Kommunikationsschnittstelle (18) und eine zweite Kommunikationsschnittstelle (19) aufweist, die derart miteinander gekoppelt sind, dass bei Anschluss der externen Rechnereinheit (20) an die zweite Kommunikationsschnittstelle (19) die erste Kommunikationsschnittstelle (18) deaktivierbar ist.
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