CZ288457B6 - Controlling and/or supervising device for a system of operating elements - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká řídicího a/nebo dohlížecího zařízení pro soustavu operačních prvků, tvořených díly s funkcemi textilního stroje, jako je tkací stroj nebo stav, opatřené počítačovým systémem, zahrnujícím alespoň jednu monitorovací funkční řídicí jednotku pro každý operační prvek, například podavač příze, přičemž alespoň jedna z těchto jednotek je přiřazena alespoň jednomu operačnímu prvku a každý operační prvek zahrnuje operační řídicí systém napětí příze s kombinovanou brzdou příze.

Vynález je užitečný pro tkací stroje, to znamená pro jehlové a skřipcové tkací stroje, které jsou schopné iniciovat 600 prohozů za minutu.

Dosavadní stav techniky

Jednou zřízených funkcí, na kterou se vtkacím stroji musí dohlížet, je napětí v přízi během tkaní. Napětí může být modifikováno pomocí přízových brzd, které přízi ovládají třením. Tkací stroj a jeho podávači prvky představují velký počet funkcí, které se musí ovládat a kontrolovat individuálně a musí být vzájemně propojeny pro dosažení optimální funkce tkacího stroje. Kontrolní a/nebo ovládací (řídicí) přístroj musí být schopen pracovat iychle a spolehlivě.

Uváží-li se velké množství informací a požadavek na přesnost informací, musí se přenos v systému s počítačem uskutečnit přesně a takovou rychlostí, aby děje, k nimž v systému došlo, byly detekovány v místech výskytu dostatečně rychle a mohlo se na ně v jistém smyslu i působit. U každého případu přenosu se použitý princip týká sekvence dějů, které se mají provést. Tato sekvence musí být synchronizována, čehož se může dosáhnout pomocí spouštěcího signálu, který vybudí určitou sekvenci, která probíhá v systému, a pomocí potvrzovacího signálu, který poskytuje potvrzení o tom, že probíhající sekvence je provedena. Potvrzovací signál může přímo vyvolat nový běh. Alternativně může být potvrzení snímáno v systému na vhodném místě, a to za účelem vyvolání nového běhu.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je navrhnout zařízení, které řeší jeden nebo více zvýše uvedených problémů.

Takovým zařízením je řídicí a/nebo dohlížecí zařízení pro soustavu operačních prvků, tvořených díly s funkcemi textilního stroje jako je tkací stroj nebo stav, opatřené počítačovým systémem, zahrnujícím alespoň jednu monitorovací funkční řídicí jednotku pro každý operační prvek, například podavač příze, přičemž alespoň jedna z těchto jednotek je přiřazena alespoň jednomu operačnímu prvku a každý operační prvek zahrnuje operační řídicí systém napětí příze s kombinovanou brzdou příze, podle vynálezu, jehož podstatou je, že každá jednotka a/nebo řídicí systém jsou připojeny k sériovému propojovacímu vedení, které tvoří část obvodu systému pro přenos informací o operačních prvcích textilního stroje, například informace o dráze příze či útku, o jejich pnutí, o naváděcí či navíjecí činnosti, o posuvu podávacího prvku cívky či příze nebo o dohlížení na ně, za účelem přenosu informací mezi jednotkami a/nebo řídicími systémy prostřednictvím zpráv.

Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení takto vytvořené je ve výhodném provedení vytvořeno tak, že každá jednotka obsahuje přenosovou řídicí část, opatřenou na straně jedné alespoň jedním

-1 CZ 288457 B6 prvním obvodem řízení sériového rozhraní přenosové řídicí části a zpracování bloku informací, například prvním mikropočítačem nebo číslicovým obvodem, a na straně druhé druhým obvodem řízení a/nebo dohledu alespoň jedné z funkcí podavače příze, například druhým mikropočítačem nebo číslicovým obvodem, přičemž přenosová řídicí část je propojena s druhým obvodem a přičemž přenosové řídicí části jednotlivých jednotek jsou propojeny navzájem a/nebo s alespoň jedním řídicím prvkem počítačového systému prostřednictvím sériového propojovacího vedení, tvořícího propojovací datovou sběrnici mezi přenosovými řídicími Částmi nebo mezi přenosovými řídicími částmi a alespoň jedním řídicím prvkem.

Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení je podle dalšího výhodného provedení vytvořeno tak, že jednotky obsahují přenosové řídicí části, propojené s druhými obvody řízení, tvořenými mikropočítači pro řízení funkcí prvků podavačů příze, prostřednictvím číslicového propojovacího vedení tvořícího propojovací datovou sběrnici mezi přenosovými řídicími částmi a druhými obvody řízení, připojenou na sériové rozhraní přenosových řídicích částí.

Dále je výhodné, když sériové propojovací vedení tvoří propojovací datovou sběrnici mezi přenosovými řídicími částmi a každou přenosovou řídicí částí a řídicím prvkem prostřednictvím zpráv alespoň dvou typů, přičemž každá zpráva má alespoň část pro přenosové a přijímací funkce na sériovém propojovacím vedení, například pro zakódování nebo kontrolování a přenosová zpráva druhého typu i datové pole.

Dále je v tomto uvedeném provedení výhodné, když zpráva prvního typu, například pro přenos okamžitých signálů či spouštěcích signálů, zastavovacích signálů stroje nebo přetrhů příze, mezi jednotkami a přenosovými řídicími částmi či řídicím prvkem je na sériovém propojovacím vedení umístěna před nejblíže následující časově synchronizovanou zprávou druhého typu, například průběžné činnosti prvku podavače příze, a bezprostředně za nejblíže předchozí časově synchronizovanou zprávou druhého typu.

Dále je výhodné, když zprávy alespoň dvojího typu sériově přenášené při vzájemně časově synchronizovaném zařazení na sériovém propojovacím vedení podle stupně priority přenášených informací tvoří prvky se vzájemnou časovou synchronizací pro zajištění priority informací nebo detekční prvky s časovými zpožďovacími funkcemi.

Podle dalšího výhodného provedení zařízení jsou funkční řídicí jednotky umístěny u/nebo na prvcích podavačů příze, přičemž tyto jednotky nebo jejich části, například přenosové řídicí části, jsou poro řízení a/nebo dohled nad alespoň několika funkcemi uvedených prvků podavačů příze vzájemně zaměnitelné za účelem individuální volby funkce, například pro daný případ tkaní nebo typ tkacího stroje.

Dále je výhodné, když zprávy alespoň dvou typů obsahují alespoň jednu značku či adresu příslušné funkční řídicí jednotky nebo její přenosové řídicí části pro svůj přenos řídicími jednotkami nebo jejich přenosovými řídicími částmi pro příjem a ukládání informací zprávou druhého typu pro daný prvek podavače příze.

Funkční řídicí jednotka pro řídicí funkci daného prvku podavače může být s tímto prvkem propojena zpětnovazebně.

Řídicí zařízení podle dalšího aspektu vynálezu obsahuje zprávy alespoň dvou typů, obsahující, za účelem ovlivnění řídicí činnosti prvků podavačů příze týkající se prvního řízení motorů prvků podavačů příze v závislosti na vzoru tkaní zvoleném v počítačovém systému nebo druhého řízení motorů v závislosti na motorech dalších prvků podavačů příze a/nebo třetího řízení motorů s přiřazením požadované rychlosti pohybu v předstihu před činností pro provedení funkce prvků podavačů příze, pole s řídicí nebo aktivační informací pro volbu nebo vyvolání řídicí informace

-2CZ 288457 B6 v příslušném obvodu funkční řídicí jednotky, například ve druhém obvodu tvořeném druhým mikropočítačem.

Dále je výhodné, když zprávy alespoň dvou typů s prioritní informací obsahují bity dvojí úrovně, dominantní a podřízené, přičemž zpráva mající přenosové pole s větším počtem dominantním bitů je na sériovém propojovacím vedení uspořádána před zprávou jejíž přenosové pole má menší počet dominantních bitů.

Každá funkční řídicí jednotka je podle dalšího výhodného provedení vynálezu jednotkou s časo10 vou funkcí pro detekci začátku přenosu druhých jednotek a zastavení svého přenosu při časové shodném napojování alespoň jedné další jednotky, jejíž zpráva druhého typu má dominantní bit.

Dále je výhodné, když každá ze zpráv alespoň dvojího typu je prvkem se zaručenou dobou přenosu okamžitých signálů.

Konečně může být výhodné, když propojovací prostředky funkčních řídicích jednotek, například propojovací vedení, jsou optickými propojovacími prostředky.

Přístroj podle tohoto vynálezu je tedy v podstatě charakterizován tím, že každá jednotka je připojena, nebo je připojitelná, k propojovacímu vedení, které tvoří část sítě, v níž se přenos zprávy v rámci systému uskutečňuje, dále je charakterizován tím, že příslušný prvek má souvislost s přízí v tkalcovském stroji, a to z důvodu kontroly a/nebo řízení.

Přenášená zpráva mezi jednotkami v síti systému musí být zařazena podle priority. K tomu se používá řada různých okamžitých signálů.

Různé druhy zpráv jsou přenášeny s různými prioritami. Dosahuje se toho tím, že časově kritické zprávy nejsou zadržovány jinými, méně důležitými zprávami. U jednoho provedení je každá zpráva poměrně krátká. Důležitá zpráva proto není zdržována dlouhou a nedůležitou zprávou.

Chyby jsou během přenosu detekovány pomocí bitové parity a řídicích bitů, které jsou součástí zprávy. Může se využít jistá forma potvrzení. Využívá se optický systém přenosu.

Lze použít protokol číslicového přenosu se standardizovanými mechanickými a elektrickými charakteristikami. Tím se otvírá možnost, že jakákoliv jednotka prvku může být připojena k jakékoliv jiné jednotce, a to za předpokladu, že vyhovuje požadavkům standardizace. V mnoha případech se připojené jednotky mohou použít přímo s hlavním počítačem, který vytváří systém. V jiných případech to může být modifikace v příslušné jednotce, což znamená, že tato jednotka obsahuje příkaz, který je přenášen sítí správným způsobem.

Přenos se uskutečňuje prostřednictvím sériového propojení tak, že asynchronní proces probíhá v čase. Je třeba zabránit kolizi mezi simultánně realizovanými přenosy z jednotek, čehož se dosáhne priorizací. Využívají se dvě logické úrovně propojení, přičemž jedna z nich je dominantní a druhá je nedominantní. Bez ohledu na to, kolik vysílačů přenáší nedominantní bit, bude přijímán dominantní bit, jestliže jednotka vysílá současně i dominantní bit. Jakmile jednotka začíná vysílat, je to zjištěno všemi propojenými jednotkami v rámci předem stanovené doby. Tím je zajištěno, že digitální úrovně přenosu zůstávají stabilní v okamžiku, kdy jednotka snímá bit z přenosu. Každá jednotka kromě toho přerušuje svůj přenos okamžitě, jakmile detekuje, že přenos je okupován jednotkou vysílající dominantní bit, zatímco jednotka sama vysílá nedominantní bit.

Každá jednotka může obsahovat obvod řízení přenosu s alespoň jedním prvním mikropočítačem a/nebo vyspělým obvodem, kdy zmíněný obvod má, nebo je k němu připojen, druhý mikropočítač a/nebo vyspělý digitální obvod. Různé spojovací obvody podávačích prvků mohou spolupracovat navzájem a/nebo s jedním nebo více řídicími prvky (hlavním počítačem) v systému, a to

-3 CZ 288457 B6 prostřednictvím digitálního a sériového spojení, které takto pracuje jako datová sběrnice mezi přenosovými řídicími obvody nebo mezi obvody řízení přenosu a prvky.

Jednotky zahrnují obvody řízení přenosu s přenosovým interface (rozhraním) ve formě dvou5 linkové přenosové datové sběrnice, a dále mikropočítače, které jsou rozděleny pro řízení a kontrolu funkcí. Sériový tok bitů, uskutečňovaný obvody řízení přenosu nebo jednotkami u sériového přenosu, probíhá ve formě zpráv, které obsahují rámcové a datové části. Zmíněné rámcové části zahrnují bity, které jsou rozděleny pro vysílací a příjmové funkce systému, to znamená pro synchronizaci, kódování apod. Jednotky se mohou nacházet v blízkosti, nebo to přímo na konkrétním zařízení. Jednotky nebo jejich obvody řízení přenosu, se mohou navzájem individuálně zaměňovat.

Předem stanovený typ zprávy, představující spouštěcí signál, má u digitálního a sériového přenosu přednost před zprávou, která představuje průběžnou operaci. Výměna zprávy prvního typu se uskuteční okamžitě po dokončení zprávy druhého typu. Bitová rychlost je volena tak, že zmíněné krátké časy pro výměnu zprávy prvního typu jsou k dispozici. S výhodou se používají časy v rozmezí 0,1-1,0 ms. V systému lze použít bitovou rychlost 1 MHz/sec.

Jednotky mohou pracovat s funkcí zpětné vazby. Každá jednotka se může starat o řídicí funkci pro přidružený prvek, který může být takto vybaven jedním nebo více vysílači, nebo s nimi může být ve vzájemném kontaktu, přičemž zpětná vazba krokově nebo průběžně zohledňuje změnu parametrů způsobenou v řídicí funkci, například změny pohybu, stavu a pod.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje blokové schéma tkacího stroje s řídicím a kontrolním systémem, obr. 2, 3 znázorňují blokové schéma připojení dvou jednotek ke spojovacím prostředkům, obr. 4-7 znázorňují formou diagramu sledy signálů přiřaditelných ke třem různým jednotkám, obr. 8 znázorňuje blokové schéma modifikované konstrukce jednotky a obr. 9 znázorňuje blokové schéma brzdicího systému příze.

Příklady provedení vynálezu

V tkacím stroji, například jehlového či skřipcového typu a podobně, existuje jedna nebo více drah podávání příze. Každá příze je řízena a/nebo kontrolována monitorovacím a řídicím zařízením. Zařízení je uzpůsobeno k vytváření signálu stavu pnutí příze na příslušné dráze. Jednotka přijímá signál a generuje jeden nebo více řídicích signálů změn provozních parametrů, což umožňuje provést změnu nebo modifikaci napětí příze. Řídicí signály se mohou generovat tehdy, je-li napětí příze pod nebo nad stanovenou hodnotou napětí. Řídicí přístroje příze spolupracují s monitorovacím zařízení a mohou rozhodovat o rychlosti příze na příslušné dráze mezi cívkou příze a podávacím prvkem. Rychlost je udržována na předem stanovené maximální jmenovité hodnotě, která může být zvolena v rozmezí +/- 20 % ideální hodnoty. Řídicí jednotka připojená ke tkacímu stroji distribuuje řídicí signály přes několikavodičový spojovací prostředek do řídicího zařízení příze nebo stroje.

Příslušné datové jednotky (mikroprocesory) mohou zahrnovat funkce výběru programu a/nebo funkce příjmu programu pro různé provozní aplikace ve stroji. Prostřednictvím zkušeností a/nebo výpočtů může být simulován jeden nebo více programů, takže řídicím a kontrolním zařízením mohou být přiděleny předem stanovené funkce.

Na obr. 1 tkací stroj I zahrnuje kontrolní (dohlížecí) počítačový systém 2. Připojovací prostředky systému 2 ke stroji 1 jsou označeny číslicí 3 a stroje 1 k systému 2 číslicí 4. K tkacímu stroji i

-4CZ 288457 B6 jsou připojeny podavače 5, 6, 7 a 8 příze. Každý podavač 5, 6, 7, 8 má elektrické spojovací části 5a, 6a, 7a a 8a a monitorovací funkční řídicí jednotku 9, 10, 11 a 12. Každá jednotka 9, 10. 11, 12 je fyzicky umístěna u/nebo na každém podavači 5, 6, 7, 8 a zahrnuje jeden nebo více prvních obvodů 13, 14 řízení, tj. mikropočítačů nebo vyspělých digitálních obvodů pro řízení interface a pro sériové zpracování toku bitů. Je zařazen rovněž paměťový obvod 15 (RAM, ROM) a hodinový obvod 16. Mohou se zde vyskytovat i obvody časové logiky, zpracování chyb a pod. Ke komunikačnímu portu se mohou připojit prvky ukládání do paměti a vybírání z paměti, a to prostřednictvím spojů 18. sloužících pro vstup a vyhledávání informací, pro programování a pod. Každá jednotka 9, 10, 11, 12 zahrnuje druhý obvod 19 řízení a/nebo dohledu nebo je k němu ío připojena, tj. mikropočítač, který uskutečňuje kontrolu podavače 5, 6, 7, 8 příze. Mikropočítač druhého obvodu 19 provádí výpočty přes spojovací vedení 20.

Mikropočítač druhého obvodu 19 zahrnuje periférie, například paměťové obvody 21, spojovací obvody 22 atd. Interface zahrnuje analogově číslicové a číslicově analogové obvody, spojovací terminál, impulzní výstupy a podobně. Druhý obvod 19 může být integrován do jednotky 9, například ve formě mikropočítače, nebo může alternativně vytvářet (jak je to rovněž znázorněno) oddělenou jednotku, znázorněnou mikropočítačem druhého obvodu 23 řízení a/nebo dohledu. Mikropočítač druhého obvodu 23 je připojen k oddělené řídicí části 24. Taje podobná jednotce 9 druhého obvodu 19, oddělené od mikropočítače druhého obvodu 19 s přidruženými periferními obvody 21, 22. Mikropočítač druhého obvodu 23 a oddělená řídicí část 24 spolu komunikují prostřednictvím číslicového propojovacího vedení 25. interface paralelního spojení. Jednotky 9 až 12 mohou být konstruovány s identickým, nebo v podstatě identickým interface tak, že každá jednotka 9 až 12 může zaujmout místo jiné jednotky 9 až 12, a to alespoň po malém přestavění. V případě, kdy oddělená přenosová řídicí část 24 existuje ve všech jednotkách 9 až 12, mohou být tyto části navzájem zaměnitelné.

Každá jednotka 9 až 12 je připojena k dvouvodičovému propojovacímu vedení 26, 27, určenému pro sériový přenos nebo přenos zpráv. Počítačový systém 2 je rovněž připojen k propojovacímu vedení 26, 27 a zahrnuje jeden nebo více řídicích prvků 28 počítačového systému 2 (kontrolních počítačů) pro jednotky 9 až 12. Mikropočítače druhých obvodů 19, 23 tedy tvoří druhé obvody řízení a/nebo dohledu alespoň jedné z funkcí podavače 5, 6, 7, 8 příze.

Jednotky 9 až 12 mohou být alternativně uspořádány pro reciproční komunikaci. Dvousměmé nebo jednosměrné výměny zpráv mezi řídicím počítačem 2 a jednotkami 9 až 12, nebo mezi jednotkami 9 až 12, jsou symbolizovány šipkami 29 až 38. Systémy počítače 2 mohou pracovat paralelně nebo s kontrolním a podřízeným systémem. Každá jednotka 9 až 12 může mít více jak jeden první obvod řízení 13, přičemž každý obvod řízení 13 je připojen k části svého systému. Jednotky 9 až 12 připojené prostřednictvím propojovacího vedení, například hlavního propojovacího vedení, mohou interně komunikovat přes hlavní propojovací vedení. Propojení jednotek

9 až 12 a/nebo řídicích prvků 28 k digitálnímu propojovacímu vedení 26, 27 je realizováno pomocí terminálových prvků 39. kterými může být pár šroubů. Zpráva může obsahovat rámcovou část a datovou část, což se týká jednoho typu zpráv. Zprávy nebo jejich rámce mohou zahrnovat značky nebo adresy určené jednotkám 9 až 12. Každá jednotka 9 až 12 přijímá a ukládá své adresy přidělené systému 2. Systém 2 může rovněž pracovat s jistými příkazy pro jednotky 9 až 12. Může se použít startovací fáze, ve které řídicí informace je vydána pro volbu funkcí podavače 5, 6, 7, 8, například na tkaném vzorku, stejně jako na výrobní fázi, ve které jsou vybrané funkce diagnostikovány, kontrolovány a řízeny, a to z důvodu optimálního funkčního výkonu. Takto může být například kontrolováno napětí příze. Lze použít pro různé priority dva nebo i více typů zpráv.

Obr. 2 znázorňuje první typ zprávy 40, která sestává pouze z rámcové části, jejíž délka je L. Rámec je zkonstruován z různých polí, například ze startovacího pole 40a, prioritního pole 40b, z pole 40c řídicího bitu, z pole 40d celkového řízení, potvrzovacího a ukončovacího pole 40e a40f. Obsah prioritního pole 40b stanovuje prioritu zařazení zprávy 40. Všechny zprávy

-5 CZ 288457 B6 objevující se na spojovacím vedení jdou navzájem seřazeny, přičemž okamžitým signálům nebo spouštěcím signálům je přiřazena nejvyšší priorita. Normální přenos má prioritu podle časových požadavků. Signály prohozu, signály přetržení příze, signály doletu, signály podavačů mají nejvyšší prioritu, zatímco informační signály týkající se dlouhodobé funkční činnosti v textilním stroji mají nižší prioritu. Druhý typ zprávy 44 podle obr. 3 má stejnou konstrukci jako první typ zprávy 40 na obr. 2, kromě toho však obsahuje i datové pole 41a. Rámcová část ve zprávě 44 zahrnuje část 41b a 41c. Datové pole 41a obsahuje informaci, která má být přenášena mezi jednotkami 9 až 12. Vysílání je realizováno synchronními bity v rámci výběru priority. Zprávy 40 a 41 mají poměrně krátkou délku L aL'. Zpráva nižšího řádu nepřekáží zprávě vyššího řádu.

Délka L' může být zvolena řádově s hodnotou 0,05 - 0,1 ms (při Mbit/sec). Vzdálenosti a, a' a b jsou vybrány s velkou přesností. Může se použít bitová rychlost například 1 Mbit/sec nebo i vyšší, například 4 Mbit/sec.

Mohou se použít dva různé typy logických úrovní, kdy první úrovní je dominantní úroveň sestávající z logických 0 a druhou úrovní je nedominantní úroveň z logických 1.

U těchto dvou úrovní je existuje možnost detekce priorizace a detekce chyby. Jestliže jedna nebo více jednotek 9,10. 11. J2 vysílá dominantní bit, bude to v komunikaci přijímáno bez ohledu na to, kolik je vysíláno nedominantních bitů. Když se bitová chyba při komunikaci objeví ve všech jednotkách 9, 10, 11. 12. je detekováno 100 % chyb, jelikož vysílací jednotka 9. 10, 11. 12 registruje výskyt chyb, jakmile se bit v přenosu objeví. Místní chyby se vyskytují tehdy, jestliže platí následující podmínky: Jestliže se vyskytuje více jak pět chybných bitů, detekce chyb se uskutečňuje na 100 %, a to bez ohledu na to, jak je těchto pět chyb ve zprávě rozptýleno. Jestliže je počet chybných bitů liché číslo, detekce se vždy uskuteční. Ostatní chyby (2 nebo 4 chyby) jsou detekovány s pravděpodobností 1/33000. Vysílání bitů se uskutečňuje prostřednictvím přenášeného bitu rozděleného do pěti částí. První částí je synchronizační část, která normálně nastartuje bit. Druhá část sestává z nárůstové části, to jest části nárůstu času, v niž se bit zvětšuje v případě resynchronizace. Třetí část se týká první zpožďovací části, která je přiřaditelná časovému intervalu, v jehož průběhu se získává stabilní úroveň. Na konci této doby se hodnota bitu odečítá. Čtvrtá část sestává z druhé zpožďovací části, která vytváří časový interval pro to, aby obvod mohl vnitřně určit, zda je to současná jednotka, která má vysílat přicházející bit, a který bit se má v tomto případě vysílat. Pátá část je přiřaditelná k redukční části, která může být v případě resynchronizace odstraněna. V případě, kdy příslušná přenosová část nemůže pracovat zcela samostatně, může použít mikroprocesor.

Jednotky 9, 10. 11, 12. které vyžadují vstup do přenosu, začínají vysílat své zprávy 40, 41, jakmile je zde volný prostor pro spojení. Zprávy 40, 41 s nižší prioritou se přeruší, a dokončí se zprávy 40,41. s nejvyšší prioritou. Všechny jednotky 9, 10, 11, 12 mohou číst přenášenou zprávu 40, 44 a jsou nastaveny pro příjem určené zprávy 40, 44 a mohou provádět příslušnou firnkci nebo přijmout aktuální část informace. Potvrzení se může uskutečnit různými způsoby. Přijímací jednotka 9, 10, 11, 12 může například vysílat potvrzovací bit, když uváží, že přijala správnou zprávu 40, 41, přijímací jednotka 9, 10, 14, 12 může odpovědět zpětnou zprávou v závislosti na přijaté zprávě 40.44.

Přijímací jednotka 9, 10, 1_1, 12 může alternativně vysílat speciální potvrzovací zprávu. Jakýkoliv přenos je asynchronním procesem realizovaným sériově v čase. Je zabráněno možnosti kolize mezi dvěma různými zprávami 40,41. Priorizace se uskutečňuje ve vysílané zprávě 40, 44 tak, že jakákoliv jednotka 9, 10, 11, 12 může vysílat bez problému do jakékoliv jiné jednotky 9, 10, 11, 12. Všechny připojené jednotky 9, 10, 11, 12 jsou schopny detekovat v průběhu v pevně stanoveném čase, kdy jednotka 9,10,11,12 začíná vysílat.

Tím je zajištěno, že digitální úrovně při komunikaci mohou být stabilní v době, kdy jednotky 9, 10, 11, 12 čtou bit ze zprávy 40, 41. Dalším požadavkem je, že každá jednotka 9, 10, 11, 12 přeruší vysílání jakmile detekuje, že přenos obsahuje zprávu 40, 41 s dominantním bitem, jestliže

-6CZ 288457 B6 sama vysílá nedominantní bit. V běžných případech začínají vysílací jednotky 9, 10. 11, 12 vysílat náhodným způsobem v čase, což činí extrémně nepravděpodobným, že by různé jednotky

9, 10, 11. 12 začínaly vysílat současně (v rozmezí stejných 100-300 ns při bitové frekvenci 1 MHz). Jestliže vysílání začínají současně v této dané době, je volba prováděna pomocí priorizace. Problém nastává, když vysílací jednotka 9, 10, 11, 12 nemůže vysílat, poněvadž spoj je obsazen. Po uvolnění spoje je velmi vysoká pravděpodobnost, že na vysílání bude čekat několik zpráv 40, 41, přičemž všechny se budou moci začít vysílat. Po dokončení zprávy 40, 41 musí všechny jednotky 9, 10, 11, 12 začít s vysíláním v intervalu, který má přibližnou hodnotu 10 % bitové periody, což znamená, že všechny jednotky 9, 10, 11, 12 musí začít své vysílání ve stejných 100 až 300 nanosekundách, při bitové frekvenci 1 MHz. Tento požadavek je stanoven proto, aby jednotka 9, 10, 11, 12 s nízkou prioritou nezačala vysílat o něco dříve než jednotka 9,

10, 11, 12 s vysokou prioritou a obsadila tím spoj. Již zmíněné uspořádání může být rovněž použito pro priorizaci. Způsob vytváření priority je takový, že po ukončení zprávy jednotky získají různá zpoždění ještě před tím, než mohly zahájit vysílání. Jednotka se zprávou s nejvyšší prioritou má nejkratší čekací dobu. Jednotky s nízkou prioritou zprávy musí na vysílání čekat.

Čekací doba může být 148 s (2 x 111 bitů) plus čas na zpracování informace. Minimální dobou přenosu je polovina maxima. Je-li v citlivých momentech možný přenos zpráv 40, 41 bez dat, může být tato doba snížena na 62 s. Všechny výpočty jsou prováděny s bitovou frekvencí

1,5 Mbit/sec a za předpokladu, že přenášená zpráva 40, 41 má nejvyšší prioritu. Systém 2 může přenos přerušit automatickým vysláním chybného rámu, když jsou objeveny chyby v přenosu a všechny jednotky 9, 10, 11, 12 přerušují snímání a nepřihlíží k informacím, které přijaly. Vysíláním takového signálu může být vysílaná zpráva 40, 44 přerušena a důležitá zpráva 40, 41 může být vyslána ihned poté, snižuje se tím doba odezvy na maximum 44 a minimum 40 s.

Pro zprávy 40,41, které obsahují předem stanovaný počet bitů se stejnou úrovní ve sledu, přenos či protokol pracuje s bitem, který je inverzní a po něm následuje předem stanovený počet, například 5. Inverzní bit může být vybrán tak, aby vytvořil část zprávy 40, 41. Zabrání se tomu, aby interference blokovala spojení. V případě chyb vysílají všechny jednotky 9, 10, 11, 12 například šest dominantních bitů ve sledu jako znamení o tom, že přijaly chybu. Všechny jednotky 9, 10, JI, 12 potom vysílají například šest nedominantních bitů. Tím je komunikace obnovena. Každá jednotka 9, 10, 11, 12, která přijala chybnou zprávu 40, 41, na ní nebere ohled a jednotka 9,10,11, 12, která zprávu 40,41 odeslala, začíná vysílat od začátku. Tímto způsobem se uskutečňuje urychlování výstražných zpráv.

Obr. 4 znázorňuje spojení tří jednotek 42, 43 a 44 do sériového propojovacího vedení 26'. Následující tabulka ukazuje výběr priority. Stavba prioritního pole ve zprávě pro příslušnou jednotku 42 - 44 je zřejmá z tabulky. Zpráva jednotky 44 má nejvyšší dominantní bity.

Vysláno

Prioritní pole Jednotka 1000 0000B 42

0010 0000B 43

0000 1111B 44

0000 111 ÍB 44 jednotka 43 vysílala 1, ale přijímala 0 a zastavila své vysílání jednotka 42 vysílala 1, ale přijímala 0 a zastavila své vysílání

Obr. 4 znázorňuje, že jednotka 42 až 44 vysílá své příslušné bity a snímá úrovně, které přijala prostřednictvím vedení 26'.

-7CZ 288457 B6

Obr. 5 znázorňuje detekci kolize. Pro jednotky 42', 43' a 44', které mají po kolizi různé čekací doby At, Ať aAt. Jednotka 42' s nejdelší čekací dobou At přijímá prioritu na spojení, zatímco ostatní jednotky 43', 44' čekají. Obr. 5 znázorňuje signál, který se objevuje v systému se třemi kolidujícími jednotkami 42', 43', 44'. V případě současných startů, mohou jednotky 42', 43', 44' detekovat vysílání jiných jednotek 42', 43', 44'. Po krátkém časovém intervalu vysílající jednotky

42', 43', 44' detekují, že jejich vysílání kolidují a přecházejí do chybné detekční fáze pro ukončení zprávy a indikují dalším jednotkám 42', 43', 44', že vysílání kolidovalo. Ukončení se provádí tak, že všechny zainteresované jednotky 42', 43', 44' vysílají sled dominantních bitů, které se navzájem překrývají tak, že pomocí tohoto sledu lze detekovat jasné a označené ío ukončení kolize všemi jednotkami 42', 43', 44'.

Od okamžiku KA všechny jednotky 42', 43', 44' čekají předem stanovenou dobu. Jednotka 42', 43', 44' s nejvyšší prioritou čeká nejkratší dobu než začne vysílat. Jednotka 42', 43', 44' s nejnižší prioritou čeká déle, indikuje skutečnost, že spoj je obsazen a z tohoto důvodu příslušné jednotky

42'. 43'. 44' musí čekat na uvolnění spoje.

Obr. 6 znázorňuje mechanicky řízenou kolizi, v níž dominantní úrovně jsou vysílány nejdříve pro ujasnění skutečnosti, že si jednotky přejí vysílat. Jednotkám 42, 43, 44 jsou přiděleny různé čekací doby vtl, vt2 a vt3 poté, co všechny jednotky 42, 43, 44 dokončily vysílání dominantních bitů. Jednotka 42 s vtl získává prioritu. Hrany sledu impulzů musí být udržovány na čase tl s velkou přesnosti, například 100 nanosekund.

Obr. 6 je téměř identický s obr. 5. Funkce se liší, jelikož jednotka 42, 43, 44 na obr. 6 nezačne vysílat jakoukoliv zprávu bez toho, že by začala vysílat sekvenci, která na obr. 5 indikuje kolizi.

Kolize je takto signalizována bez ohledu na to, jestli jakákoliv další jednotka 42, 43 , 44 vysílá nebo ne. Priorizace se uskutečňuje stejně jako na obr. 5. Výhodou podle obr. 6 je trvalé zpoždění a skutečnost, že indikace kolize není nutná. Polarizace zabere čas dokonce i s jednou vysílající jednotkou 42, 43, 44.

Obr. 7 znázorňuje volbu priority pro jednotky 42', 43' a 44'. Startovacím bodem je počet bitů BA, BA' a BA nebo časy Tl, T2 a T3 v příslušné zprávě. Zpráva pro jednotku 44' s největším číslem BA získává stav přenosu. Startovací sekvence se používá pro priorizaci. Délka startovací sekvence se mění. Jednotka 42', 43' a 44' s nejdelší startovací sekvencí je poslední, která ukončí svoji startovací sekvenci, a která má nejvyšší prioritu. Po priorizaci se doba TU jednotkou 42', 43' a 44' využívá k tomu, aby se vyjasnilo, zda může vysílat. Priorizační doby Tl, T2 a T3 se liší v délce tak, že se navzájem nemohou zaměňovat.

Obr. 8 znázorňuje různé jednotky 45 a 46. Jednotka 45 je vysoce inteligentní jednotkou. Jednotka 46 je jednoduššího typu. Jednotka 45 zahrnuje mikropočítač 47 s paměťovými oblastmi

48, 49 (RAM nebo ROM). Mikropočítač 47 pracuje s interface 50, který zahrnuje číslicově analogový a analogově číslicový převodník. Zahrnuty jsou rovněž čítače, impulzní výstupy a impulzní vstupy. Interface 50 může zahrnovat spojovací terminál 51 a je spojen s elektromechanickou částí 52 prvku v textilním stroji. Mikropočítač 47 spolupracuje se spojovací částí 53, která může obsahovat jeden nebo více mikropočítačů, vyspělé obvody atd.

Obvod 54 se svými vstupy a výstupy podílí na konfiguraci jednotky 45. Jednotka 45 je prostřednictvím výstupu 46 spojena s digitálním sériovým propojovacím vedením 26. Jednotka 46 se může skládat ze spojovací částí 57 připojené k přenosovým prvkům 58 a indikačním prvkům 59 a/nebo k prováděcím prvkům 59. Jednotka 46 má výstup 60, který je připojen k sériovému propojovacímu vedení 26'.

Přístroj, tak jak byl popsán, ovládá operace pro brzdy příze patřící podávacím prvkům. Brzdy mohou mít nekomplikovanou nebo komplexní strukturu. Aby operace probíhala správně je nutné, aby příze měla minimální napětí, přičemž při nízké rychlosti podávačích prvků je nutné

-8CZ 288457 B6 přízi brzdit u vstupu podavačů. Známé brzdy příze jsou v neustálém kontaktu s přízí, což přízi při rychlém běhu podavačů zatěžuje. Z tohoto důvodu vynález navrhuje systém přerušovaného brzdění. U první operace brzdy řídicí zařízení zajišťuje dvě polohy nebo podmínky brzdy (brzdicí polohu nebo nebrzdící polohu). Spouštěcí signály v systému jsou přiváděny k brzdám, které jsou uváděny v činnost v závislosti na spouštěcích signálech.

Sériový protokol používaný pro ovládání přenosu umožňuje řízení komplexních funkcí brzdy. Navrhuje se použít řízenou brzdu příze u výstupní strany podávacího prvku. Brzda příze reguluje napětí v přízi v průběhu prohozu. Například ve skřipcovém a jehlovém stroji se ukazuje jako potřebné, aby příze měla maximální pnutí v době, kdy skřipcové zařízení nejprve přízi uchopí. Je velmi obtížné nastavit brzdu na optimální pnutí. Nastavená hodnota se liší od jednoho typu stroje ke druhému. Dokonce i stroje stejné společnosti, používané pro stejné výrobky, vykazují různé konstantní hodnoty napětí. Charakteristiky známých brzd se mění dokonce i v čase, a to vlivem teplotních změn, znečištění a podobně.

U první známé brzdy příze (vychylovací brzdy) příze klouže pod jistým úhlem po válcovitém povrchu. Brzdná síla F„i2 ie zde vyjádřena rovnicí:

F_ut2 = Fi, · β^μα, kde μ = koeficient tření a = úhel

Zesiluje se vstupní pnutí, což je často nevýhodné. U druhé známé brzdy (listová brzdy) je brzdná síla Fml vyjádřena rovnicí:

F_u,l = gF

Tato brzda není citlivá na vstupní poruchy, tyto však prochází brzdou a jsou aktivní při pohybu příze za brzdou.

Podle tohoto vynálezu je kombinováním principů zmíněné první a druhé brzdy možné získat vyspělé řízené brzdy, viz obr. 9. Zmíněná první brzda je použita na motoru Ml typu LAT (brzdový stavěči motor s omezeným úhlem) jehož osa je pohyblivá v předem stanoveném úhlu, například 90°. Tyto motory jsou velmi lychlé a jsou na trhu k dispozici. Úhlové zrychlení může dosahovat například hodnoty okolo 10⁷ rad/sec². Tento motor Ml realizuje daný moment M pro jistý úhel. Hodnota torzního momentu se vztahuje k síle Fm2 (porovnej obr. 9)

F_ut2 = M/(r. sin β)

Síla F,it2 může být přímo úměrná působícímu momentu M, jestliže je vedena zpět tak, aby byl úhel udržován konstantní. Změnou torzního momentu M během trvání jednoho prošlupu je možno řídit napětí příze. Vynález rovněž nabízí možnost měnit torzní moment-M změnou úhlové lychlosti β', a to prostředky, jejichž dynamický faktor lze kompenzovat. Je rovněž možné aplikovat záporný torzní moment M, jestliže se uvolní síla F. Pnutí příze tím lze rychle snížit na minimum. Úhel (α=αι+α₂) závisí na úhlu β tak, že systém může být navržen pro velmi rychlou odezvu. Tímto způsobem byly nevýhody prvního druhu brzdy změny na výhody kombinované verze.

Kombinovaná brzda (obr. 9) má mikroprocesor, který poskytuje data z tkalcovského stroje Z.

První signály se týkají koeficientu tření μ a tabulky F2 pro požadované pnutí příze F„,2, jako funkce úhlu tkalcovského stroje Z v tkacím cyklu. Druhé signály indikují úhel otáčení hlavního hřídele tkalcovského stroje Z. Pro otočení o 360° je nutné použít alespoň jeden spouštěcí signál. Jestliže je pro otáčku garantováno několik signálů, například čtyři signály, potom jsou tyto

-9CZ 288457 B6 signály spouštěcími signály. Moderní tkalcovské stroje skřipcového typu pracující s otáčkami okolo 600 ot/min a tedy 10 Hz. Příze se vloží do tkalcovského stroje v průběhu více jak poloviny otáčky. Rychlost příze se mění přibližně podle sinusovky se dvěma půlperiodami a s kmitočtem 20 Hz. Brzda podle obr. 9 je hrubě nastavena na 200 Hz, přesněji na 2 Hz, což představuje dobré charakteristiky pro řídicí činnost. Spouštěcí signály musí být pod 2 ms (odpovídá to 500 Hz). Na obr. 10 je referenční hodnota signálu pro Ml přenášena vodičem li, referenční hodnota signálu pro M2 je přenášena vodičem J2, referenční hodnota signálu pro úhel přenášena vodičem I3 a skutečná hodnota pro β vodičem I4·

V postupu automatického zavádění je možná následující sekvence.

Tkací stroj pracuje s alespoň jednou podávači dráhou příze, která je obsluhována podávacím prvkem, brzdou příze a monitorem pro monitorování příze. Operace podávání příze je řízena daty a zahrnuje datové jednotky (mikroprocesory), které jsou navzájem propojeny několikavodičovým spojem (sériový spoj). Brzdy, podávači prvky, monitory a pod., zahrnují programy, které řídí příslušné operace. Podávači prvky jsou uzpůsobeny tak, aby mohly být řízeny jednotkami a realizují řízené pnutí příze na vstupech a výstupech podávačích prvků. U jednoho provedení monitorová zařízení provádí reálné indikace změn rychlostí příze. Brzdy uskutečňují, v závislosti na řídicích signálech z jednotek, předem stanovenou nízkou (optimální) rychlost, která má za následek stejnoměrné napětí na tělese cívky podavače. Podávači prvky a brzdy uskutečňují malé změny rychlosti na podávačích drahách příze mezi cívkou a podávacím prvkem.

Lze použít datovou komunikační síť s několika vodiči. V jednom provedení s několika vodiči to znamená spojení s například dvěma vodiči pro přenos signálů a uzemněním (zemnicí vodič) a stíněným vodičem, který brání interferencím vstupovat do systému a ven ze systému. Dva vodiče by za těchto podmínek měly být chápány jako startovací bod.

Claims (9)

1. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení pro soustavu operačních prvků, tvořených díly s funkcemi textilního stroje jako je tkací stroj nebo stav (1), opatřené počítačovým systémem, zahrnujícím alespoň jednu monitorovací funkční řídicí jednotku (9 až 12) pro každý operační prvek, například podavač (5 až 8) příze, přičemž alespoň jedna z těchto jednotek (9 až 12) je přiřazena alespoň jednomu operačnímu prvku a každý operační prvek zahrnuje operační řídicí systém (45, 46) napětí příze s kombinovanou brzdou příze, vyznačující se tím, že každá jednotka (9 až 12) a/nebo operační řídicí systém (45, 46) jsou připojeny k sériovému propojovacímu vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27), které tvoří část obvodu systému pro přenos informací o operačních prvcích textilního stroje, například informace o dráze příze či útku, o jejich pnutí, o naváděcí či navíjecí činnosti, o posuvu podávacího prvku cívky či příze nebo o dohlížení na ně, za účelem přenosu informací mezi jednotkami (9 až 12) a/nebo operačními řídicími systémy (45, 46) prostřednictvím zpráv (40, 41).

2. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá jednotka (9 až 12) obsahuje přenosovou řídicí část (24), opatřenou na straně jedné alespoň jedním prvním obvodem (13) řízení sériového rozhraní přenosové řídicí části (24) a zpracování bloku informací, například prvním mikropočítačem nebo číslicovým obvodem, a na straně druhé druhým obvodem (19, 23) řízení a/nebo dohledu alespoň jedné z funkcí podavače (5 až 8) příze, například druhým mikropočítačem nebo číslicovým obvodem, přičemž přenosová řídicí část (24) je propojena s druhým obvodem (19, 23) řízení a přičemž přenosové řídicí části (24)

-10CZ 288457 B6 jednotlivých jednotek (9 až 12) jsou propojeny navzájem a/nebo s alespoň jedním řídicím prvkem (28) počítačového systému (2) prostřednictvím sériového propojovacího vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27), tvořícího propojovací datovou sběrnici mezi přenosovými řídicími částmi (24) nebo mezi přenosovými řídicími částmi (24) a alespoň jedním řídicím prvkem (28).

3. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že jednotky (9 až 12) obsahují přenosové řídicí části (24), propojené s druhými obvody (23) řízení tvořenými mikropočítači pro řízení funkcí prvků podavačů (5 až 8) příze, prostřednictvím číslicového propojovacího vedení tvořícího propojovací datovou sběrnici mezi přenosovými řídicími částmi ío (24) a druhými obvody (23) řízení, připojenou na sériové rozhraní přenosových řídicích částí (24).

4. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačujícíse tím, že sériové propojovací vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27) tvoří propojovací datovou sběrnici mezi přeno15 sovými řídicími částmi (24) a každou přenosovou řídicí částí (24) a řídicím prvkem (28) prostřednictvím zpráv (40, 41) alespoň dvou typů, přičemž každá zpráva (40, 41) má alespoň část pro přenosové a přijímací funkce na sériovém propojovacím vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27), například pro zakódování nebo kontrolování a přenosová zpráva (41) druhého typu i datové pole (41a).

20 5. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zpráva (40) prvního typu, například pro přenos okamžitých signálů či spouštěcích signálů, zastavovacích signálů stroje nebo přetrhů příze, mezi jednotkami (9 až 12) a přenosovými řídicími částmi (24) či řídicím prvkem (28) je na sériovém propojovacím vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27) umístěna před nejblíže následující časově synchronizovanou zprávou (41) druhého typu, například průběžné

25 činnosti prvku podávače příze, a bezprostředně za nejblíže předchozí časově synchronizovanou zprávou (40, 41).

6. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 4a 5, vyznačující se tím, že zprávy (40, 41) sériově přenášené při vzájemně časově synchronizo30 váném zařazení na sériovém propojovacím vedení (26, 26¹, 26ⁿ, 27) podle stupně priority přenášených informací tvoří prvky se vzájemnou časovou synchronizací pro zajištění priority informací nebo detekční prvky s časovými zpožďovacími funkcemi.

7. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznaču35 jící se tím, že jednotky (9 až 12) umístěny u/nebo na prvcích podavačů (5 až 8) příze, přičemž tyto jednotky (9 až 12) nebo jejich části, například přenosové řídicí části (24), jsou pro řízení a/nebo dohled nad alespoň několika funkcemi uvedených prvků podavačů (5 až 8) příze vzájemně zaměnitelné za účelem individuální volby funkce, například pro daný případ tkaní nebo typ tkacího stroje.

8. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 4až7, vyznačující se tím, že zprávy (40, 41) obsahují alespoň jednu značku či adresu příslušné jednotky (9 až 12) nebo její přenosové řídicí části (24), pro svůj přenos jednotkami (9 až 12) nebo částmi (24) pro příjem a ukládání informací zprávou (40, 41) pro daný prvek podavače

45 (5 až 8) příze.

9. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jednotka (9 až 12) pro řídicí funkci daného prvku podavače (5 až 8) je s tímto prvkem propojena zpětnovazebně.

10. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 4až7, vyznačující se tím, že zprávy (40, 41) obsahují, za účelem ovlivnění řídicí činnosti prvků podavačů (5 až 8) příze týkající se prvního řízení motorů prvků podavačů (5 až 8) příze

-11 CZ 288457 B6 v závislosti na vzoru tkaní zvoleném v počítačovém systému (2) nebo druhého řízení motorů v závislosti na motorech dalších prvků podavačů (5 až 8) příze a/nebo třetího řízení motorů s přiřazením požadované lychlosti pohybu v předstihu před činností pro provedení funkce prvků podavačů (5 až 9) příze, přenosové pole (40b, 40c) s řídicí nebo aktivační informací pro volbu

5 nebo vyvolání řídicí informace v příslušném obvodu jednotky (9 až 12), například ve druhém obvodu (19,23) řízení tvořeném druhým mikropočítačem.

11. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že zprávy (40, 41) sprioritní informací obsahují bity dvojí

10 úrovně, dominantní a podřízené, přičemž zpráva (40) mající přenosové pole (40b) s větším počtem dominantním bitů je na sériovém propojovacím vedení (26, 27) uspořádána před zprávou (40) jejíž přenosové pole (40b) má menší počet dominantních bitů.

12. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že každá

15 jednotka (9 až 12) je jednotkou s časovou funkcí pro detekci začátku přenosu druhých jednotek (9 až 12) a zastavení svého přenosu při časově shodném napojování alespoň jedné další jednotky (9 až 12), jejíž zpráva (40,41) má dominantní bit.

13. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 4 až 11,

20 vyznačující se tím, že každá zpráva (40, 41) je prvkem se zaručenou dobou přenosu okamžitých signálů.

14. Řídicí a/nebo dohlížecí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že propojovací prostředky jednotek (9 až 12), například propojovací

25 vedení (26,26¹,26ⁿ, 27), jsou optickými propojovacími prostředky.