阅读说明：本技术 纺织机和控制纺织机的方法 (Textile machine and method for controlling a textile machine ) 是由 M·马莱克 罗宾·维茵 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种纺织机(1)及控制方法,所述纺织机(1)包括组合成多个工段(2)的多个并置的工位(3),这些工位(3)均具有多个可通信单元,其中,工段(2)均具有工段控制器(13),且其中,工段(2)的工位(3)的可通信单元连接到工段总线(15、16),以与工段控制器(13)进行通信,分区(2)均包括连接到分区控制器(13)的至少两个分区总线(15、16)。其中,工位(3)的可通信单元的第一部分连接到至少两个分区总线(15、16)中的第一分区总线(15),而工位(3)的可通信单元的第二部分连接到至少两个分区总线(15、16)中的第二分区总线(16)。(The invention relates to a textile machine (1) and a control method, the textile machine (1) comprising a plurality of juxtaposed stations (3) combined into a plurality of stations (2), the stations (3) each having a plurality of communicable units, wherein the stations (2) each have a station controller (13), and wherein the communicable units of the stations (3) of the stations (2) are connected to a station bus (15, 16) for communicating with the station controller (13), the zones (2) each comprising at least two zone buses (15, 16) connected to the zone controller (13). Wherein a first part of the communicable units of the workstation (3) is connected to a first partition bus (15) of the at least two partition buses (15, 16) and a second part of the communicable units of the workstation (3) is connected to a second partition bus (16) of the at least two partition buses (15, 16).)

纺织机和控制纺织机的方法

技术领域

本发明涉及一种纺织机，特别是纺纱机或络纱机，该纺织机包括组合成多个工段的多个并置的工位，这些工位具有多个可通信单元。这些工段均具有工段控制器，并且工段的工位的可通信单元连接到工段总线，以与工段控制器进行通信。本发明还涉及一种用于控制这种纺织机、特别是纺纱机或络纱机的方法，该纺纱机具有组合成多个工段的多个并置的工位。

背景技术

现有技术中已揭示纺织机和用于控制纺织机的方法的各种实施方案。例如，DE101 53 457 B4描述了这种纺织机，其中工段均具有工段控制器。这里，每个单独的工位具有至少一个调节元件和至少一个传感器，它们均直接接到工段总线，工段控制器也连接到该工段总线。工段控制器又接到公共机器总线，该公共机器总线连接机器控制器。但这种构思在具有许多工位的现代纺织机中已到极限，因为最大总线共享单元的数目有限。例如，每条总线通常只有64个或至多128个共享单元，但现代机器的工位都有多个可通信的功能单元。在每个工段具有20个工位的情况下，就快速达到总线共享单元的最大数目。此外，许多总线共享单元和相应长度的总线可能导致总线上出现信息拥塞，这样就不再传输或仅非常滞后地传输重要的控制信号或传感器信号。这特别是在工位停工、重新启动或加接时可能导致重大问题。

因此，EP 2 028 298 B1提出另一种构思，以便减少特别是工段总线上的总线共享单元的数目。这里，工位分组地组合成工段，并且每组与一个公共分组控制器相关联。因此，每组的各个工位不是直接连接到工段总线，而是仅通过相应的分组控制器连接到工段总线，而工段总线又连接相应的工段控制器。然而，特别是在具有所谓的自主式工位的现代纺织机中，其中每个单独的工位具有大量的单驱动器和需要相应控制的其他单元，这种构思也达到极限，因为每个分组控制器必须控制和管理大量单元并在必要时为其供应能量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种纺织机以及一种用于控制纺织机的方法，即使在许多工位和许多可通信单元的情况下也能可靠又快速地进行通信。

本发明达成上述目的解决方案为独立权利要求所述的特征。

一种纺织机、特别是纺纱机或络纱机包括组合成多个工段的多个并置的工位，这些工位均具有多个可通信单元。这些工段均具有工段控制器。工段的工位的可通信单元连接到工段总线，以与工段控制器进行通信。

此时提出，工段均包括连接到工段控制器的至少两个工段总线，其中，工位的可通信单元的第一部分连接到至少两个工段总线中的第一工段总线，而工位的可通信单元的第二部分连接到至少两个工段总线中的第二工段总线。

在一种用于控制这种纺织机的相应的方法中提出，工段均具有连接到工段控制器的至少两个工段总线，其中，工位的可通信单元的第一部分经由至少两个工段总线中的第一工段总线连接到工段控制器和/或通信到工位的其他可通信单元，且其中，工位的可通信单元的第二部分经由至少两个工段总线中的第二工段总线连接到工段控制器和/或通信到工位的其他可通信单元。

在本发明范围内，“通信”是指用于控制和/或监视纺织机生产的信息交换。特定而言，通信就包括传输控制信号和/或传感器信号和/或操作参数和/或外部输入。

如果此时在工段层面上均设置至少两个总线，则各个工位的各个功能单元均能分布到两个工段总线并仍能通过公共工段控制器来控制。就此特别有利的是，工位的各个功能单元经由公共工段控制器不仅能与工段控制器通信，而且还能彼此通信。在此情形下，工段总线上总线共享单元的数目仍然可控，因此能够实现快速通信。而且，这样就需要更少的支路，否则可能导致信号反射和总线终端问题。此外，这样还能在相对较小的空间中以空间优化的方式容纳应用各个功能单元所需的若干布线和插接。这样又能优化所需的线路长度，这又提高了信息传输的速度。

在所述用于控制纺织机的方法中，更有利的是，至少两个工段总线以不同的传输协议和/或不同的通信速度运行。这样尤其能将可以高速协议工作的新式组件接到第一总线，而仍将遵循传统协议的旧式组件接到第二总线并且不加改变地继续沿用。同样地，例如不应与其他组件通信的那些组件可以独立接到单独的总线，以防不必要的信息交换。

在所述纺织机中，更有利的是，连接到第一工段总线的可通信单元包括多个相同类型的单元，特别是工位的多个相同类型的单驱动器，和/或多个传感器，特别是清纱器。举例而言，在转杯纺纱机的情况下，转杯单驱动器可以直接作为总线共享单元接到第一工段总线。但同样地，诸如纺织机的工位的多个相同类型的清纱器等其他可通信的功能单元可以直接作为总线共享单元接到第一工段总线。如果纺织机构造为喷气纺纱机，则例如空气喷丝嘴也能直接作为总线共享单元接到第一工段总线。纺织机的所述功能单元是快速响应对于工位或纺织机的关闭、启动或用丝尤为重要的单元。通过将这些单元作为直接的总线共享单元联接到第一工段总线，可以确保这种快速响应。

同样有利的是，可通信单元的第二部分包括工位控制器，其中，工位的多个功能单元均连接到工位控制器。这里，特别是指这样的工位的功能单元，即其可以通过工位控制器相协调地控制，以便无需将它们直接联接到其中一个工段总线。这些功能单元并未直接地而是经由工位控制器接到第二工段总线，因此该总线上的总线共享单元的数目又会以有利的方式保持较少。

更有利的是，设置至少两个不同类型的工位控制器。这样，在主题和/或功能方面相关的工位的功能单元均能共同通过某个工位控制器来控制或者经由该工位控制器获取信息或向该工位控制器发送信息。例如，在纺纱机中，与纤维材料喂给机构相关联的功能单元可以连接到第一工位控制器，而与牵伸成品纤丝相关联的其他功能单元可以连接到第二工位控制器。这样还能减少电路板上组件的数目和必要连接件的数目，从而可以降低成本。在此情形下，关于各个组件的空间布置还能获得更高的灵活性，以便能够在相对较小的空间中以空间优化的方式容纳更多的组件。由此也可以减少信号传输中的干扰和故障。

同样有利的是，不同类型的工位控制器包括第一工位控制器和第二工位控制器，这些第一工位控制器均具有为工位的功能单元供应能量的功率件，这些第二工位控制器均具有用于时序控制的存储器。由此不再需要各个功能单元的独立功率件。

因此，在所述用于控制纺织机的方法中，同样有利的是，工位的可通信单元包括至少两个不同类型的工位控制，其中，第一工位控制器为工位的功能单元供应能量，且其中，第二工位控制器控制工位的时序。

在所述方法中，同样有利的是，第一工位控制器与第二工位控制器经由至少两个工段总线中的一个工段总线彼此直接进行通信。通过包括时序控制的第二工位控制器，可以通过第二工段总线和第一工位控制器来确保各个功能单元的快速响应，因为第一工位控制器与第二工位控制器可以经由第二工段总线彼此直接进行通信。

在所述方法中，还有利的是，工段控制器充当工位的可通信单元的第一部分与工位的可通信单元的第二部分之间的桥接机构，以便进一步实现接到不同总线的总线共享单元之间的通信。

根据本发明的改进方案，还有利的是，第一工位控制器构造为用于一组多个工位、特别是四个工位的分组控制器。这样就能减少第二工段总线上的总线共享单元的数目，这又确保了更快的信息传输。这样还能减少布线工作，将也导致成本开销的线路长度和数目减至最低限度。这样也能减少需要插接的数目，从而它们可以容纳在相对较小的空间内。这样还能以有利的方式仅需一个电源件用于供应能量，并且如果存在则仅需一个处理器用于多个工位。这样也能整体上降低通信结构的成本。

此外还有利的是，工位的功能单元的至少一个部分均具有至少一个单驱动器。在此情形下，如已就转杯单驱动器的示例所述，功能单元或它们的单驱动器可以直接作为总线共享单元接到其中一个工段总线，或者间接经由工位控制器接到其中一个工段总线。在任何情况下，借助所描述的具有两个工段总线的通信结构即使在自主式工位中需要具有大量单驱动器的机器中也能确保快速又可靠的通信。

在此有利的是，作为功能单元，每个工位具有至少各一个喂给驱动器、牵伸驱动器、卷绕驱动器和横动驱动器。如果纺织机构造为转杯纺纱机，则喂给驱动器是喂给罗拉的驱动器。相比之下，如果纺织机构造为络纱机，喂给驱动器则是退绕卷筒的驱动器，而在诸如环锭纺纱机或喷气纺纱机的另一种纺纱机中，喂给驱动器则例如是牵伸装置。

但在纺纱机和络纱机中，工位上当然可以设置其他功能单元。这里，例如应提及清纱器与清纱器的驱动器(只要其具有可动的测量头)、涂蜡装置与涂蜡驱动器或者开纤装置与开纤驱动器(在转杯纺纱机的情况下)。此外，可以在纺纱位设置用于纺纱单元的开启单元与开启驱动器。当然，已提及的具有转杯单驱动器的转杯即使接到另一个工段总线也形成工位的功能单元。

在此有利的是，至少每个工位的喂给驱动器接到每一个第一工位控制器。

同样有利的是，至少每个工位的牵伸驱动器、卷绕驱动器和横动驱动器接到每一个第二工位控制器。

根据另一种改进方案，有利的是，工位与显示设备相关联。在此优选地，至少第二工位控制器与显示设备相关联。借助该显示设备可以为操作员显示关于各个工位的信息。在此有利的是，每两个工位、特别是两个第二工位控制器与一个公共显示设备相关联。这样就能进一步降低成本开销并减少布线工作。

根据另一种有利的改进方案，每个工段均设置有至少一个能量供应单元，其作为总线共享单元接到第一工段总线和/或第二工段总线。这样就能例如通过机器控制器或通过工段控制器来响应能量供应单元并在空载时切换到该能量供应单元。这样也能读取关于能量供应单元的电流消耗数据或功率数据，例如工段总线上每千克纱线的功率。这样就能例如检测组件的磨损状态并且优化生产。

在所述纺织机中，还有利的是，纺织机具有机器控制器和机器总线，并且用于与机器控制器进行通信的工段控制器接到机器总线。通过机器控制器，其一般也具有供操作员用的输入设备，可以将各个产品相关的信息和数据转发到工段控制器。在此情形下，工段控制器只能用于将来自机器控制器的数据转发到各个总线共享单元，反之亦然。在这种情况下，可以由第一工位控制器和/或第二工位控制执行将数据处理成控制数据。但同样地，工段控制器也能处理相应输入其中的数据并由此生成用于各个总线共享单元的控制数据。

附图说明

结合下文所述的实施例来描述本发明的更多优势。图中：

图1示出纺织机的示意性正视概览图；

图2示出纺织机的工位的示意性侧面剖视图；

图3示出纺织机的通信与控制结构的框图；以及

图4示出具有通信与控制结构的工段的示意图。

具体实施方式

图1示出具有多个并置且相同类型的工位3的纺织机1的示意性正视图。这里，多个工位3相应组合成工段2，以便于纺织机1的构建和控制。图中可见的只是纺织机的某个纵向侧面。然而，纺织机1一般均具有两个相反的纵向侧面，每个纵向侧面包含相同数目的工位3。在本例中，工段2均由八个工位3组成，即当前可见的四个工位3和当前不可见的纺织机的另一纵向侧面的四个工位3。实际上，工段2当然可具有更多个工位3，例如每个工段2具有20个工位3。此外，仅完整示出两个工段2，而部分示出第三个工段2。纺织机1在一端具有端架11，在本例中，机器控制器12布置在该端架11中。机器控制器12优选具备输入设备并且成为纺织机1的整个通信结构的上级单元，如下所述。必要时，机器控制器12还可以连接到更高级的系统控制器23(参见图3)。而且，在纺织机1的另一端(图中未示出)可以设置有另一个端架11。

在第三个未完整显示的工段2的工位3，仅举例标记工位3的各个功能单元。在本例中，这以转杯纺纱机为例。参考前文的描述，在喷气纺纱机、环锭纺纱机或络纱机的情况下实施工位3的各个功能单元。各个工位3均具有喂给设备4，借助该喂给设备可以对工位3喂给纤维材料FM。通过开纤装置5，将纤维材料FM开纤成单根纤维，随后纤维材料FM进入纺纱设备6，在该纺纱设备6中将纤维材料FM纺成纤丝F。借助牵伸设备7牵拉纤丝F，在本例中，引导纤丝F经过清纱器8和涂蜡装置9。自此最终将纤丝F送到卷绕设备10，在此处将纤丝F卷绕到交叉卷绕筒上。

图2示出图1中的纺织机1的工位3的示意性局部横向剖视图。本图中再次详细示出已描述的工位3的各个功能单元。如上所述，工位3具有喂给设备4，在本例中，该喂给设备4具备工位自有的喂给驱动器4a。同样，开纤装置5设置有单驱动器，即开纤驱动器5a。此时，还可以具体看出纺纱设备6，其在本例中包括单独驱动的纺纱转杯，具有纺纱设备6的驱动器6a。通过转动纺纱转杯，由开纤装置5提供的纤维材料FM以公知的方式拈到伸进纺纱转杯中的纤丝F的丝头。纤丝F从由覆盖构件27封闭的纺纱设备6中退出到纺纱设备6的外侧并且受到牵伸设备7牵伸。为此，牵伸装置7具有纺纱位自有的单驱动器，即牵伸驱动器7a。

在牵伸期间，如上所述，引导纤丝F经过清纱器8，该清纱器8检查纤丝或纱线的纱疵，诸如厚段和薄段。清纱器8同样可以用作检测工位3处存在纤丝F的纤丝监控器，并且工位3在断丝的情况下立即停工。而如果清纱器8识别纱疵，则工位3同样停工，随后去除有瑕疵的丝段。随后，必须重新加接纤丝F，以便重新将纺纱转杯中的纤丝与丝头连接。在本例中，清纱器8设置有单驱动器，即清纱器8的驱动器8a，借助该驱动器8a可以使纤丝F可在横向于其牵伸方向的方向上来回横动。这样就能避免牵伸设备7的牵伸罗拉收缩。替选地，当然也可设想，在清纱器8之外，在牵伸设备7的区域内，设置用于纤丝F的单独横动驱动器。

在进一步过程中，牵伸的纤丝F经过涂蜡装置9，在此将纤丝F拉过旋转的蜡块。借助单驱动器(即涂蜡驱动器9a)驱动蜡块。最后，纤丝F到达卷绕设备10，在此以公知方式将纤丝F卷绕到卷筒上。卷绕设备10包括在本例中借由单驱动器(这里是卷绕驱动器10a)驱动的卷绕罗拉28以及借由单驱动器(即横动驱动器10b)驱动的导丝器29。

在此情形下，所述工位3优选实施为所谓的自主式工位3，即其可以执行纺纱工艺中涉及的全部过程，诸如各个工位的自主接头、停工和启动，即无需移动式维护设备。为此，工位3的各个功能单元均具备单驱动器。本图所示的工位3还具备开启单元26，借由该开启单元26可以开启在纺纱操作中封闭纺纱设备6的覆盖构件27，以便能够实现工位3的自主接头或加接，或者必要时还能实现工位3的维护工作。在本图中以虚线示出覆盖构件27的各种开启状态。

图3示出纺织机1的控制与通信结构的框图，该纺织机1在本例中同样设计为转杯纺纱机。纺织机1具有多个相同类型的并置工段2，每个工段2又具有其自有的工段控制器13。在此情形下，每个工段2具有多个并置的工位3，但在本例中为清楚起见，仅示出一个工段2的工位3。为清楚起见，仅说明这些工位3中的一个工位3。这里，工段控制器13以公知方式经由机器总线14连接到机器控制器12。通过机器控制器12获取各个工段2及其工位3的数据，例如关于待生产的产品的信息。工段2或工段控制器13同样可以经由机器总线14与机器控制器12进行通信并且将关于各个工段2和/或各个工位3的数据或信息发送到机器控制器12。

为在各个工段2内进行通信，每个工段2中均设置有至少两个工段总线15、16，其中，工段控制器13接到这两个工段总线15、16。在此情形下，这类连接通常设计为绝缘穿刺线夹(Schneidklemme)，这里用双箭头表示。工段总线15、16和机器总线14可以构造为CAN总线或以太网总线。

此时，其中每个工位3具有数个可通信单元，它们既可包括工位3的功能单元也可包括工位3的控制单元。在本例中，作为功能单元，工位3包括具有喂给驱动器4a的喂给设备4(参见图2)、具有开纤驱动器5a的开纤装置5(参见图2)、具有卷绕驱动器10a和横动驱动器10b的卷绕设备10(参见图2)、具有牵伸驱动器7a的牵伸设备7(参见图2)、具有驱动器6a的纺纱设备6(参见图2)以及包含传感器(图中未示出)并可额外包含驱动器8a的清纱器8(参见图2)。每个工位3还具有至少一个工位控制器18、25。本图示出的纺织机1具有两个不同的工位控制器18、25，其中，每个工位3上设置有这两个工位控制器18、25。但在如图3所示的纺织机1中，当然也可以如图2中所示那样设置另外的功能单元。

此时提出，所述的可通信单元的第一部分连接到两个工段总线15、16中的第一工段总线15，而工位3的可通信单元的第二部分连接到第二工段总线16。通过设置两个工段总线15、16，不仅能将工段层面的各个总线共享单元更佳地分布在通信结构中，这两个工段总线15、16还能以不同的通信速度运行并且在接到每一个公共工段总线15、16的可通信单元之间进行快速的数据交换，又能通过将这些可通信单元接到不同的工段总线15、16来防止它们之间的通信。然而，如果希望两个工段总线15、16之间暂时性或永久性进行数据交换，或甚至仅在某些共享单元或可通信单元之间进行数据交换，则尽管在工段控制器13的调解下联接到不同的工段总线15、16，仍能进行这样的数据交换。因此，本例中具有两个工段总线15、16的通信结构为可通信单元提供了各种可能布置，但每个工段总线15、16上的总线共享单元数目减少，因此随时都能保证快速响应。

在本例中，清纱器8、必要时与其驱动器8a(参见图2)和纺纱设备6的驱动器6a直接作为总线共享单元接到第一工段总线15。然而，工位3的其他功能单元并非直接地而是仅经由当前的两个工位控制器18、25间接地接到第二工段总线16。在本例中，喂给驱动器4a和开纤驱动器5a均接到第一工位控制器18，而卷绕驱动器10a、横动驱动器10b和牵伸驱动器7a均接到第二工位控制器25。因此，并非绝对必要但当然可能的是，间接地接到工段总线15、16中的一个工段总线的工位3的功能单元构造为可通信的功能单元。在任何情况下，通过经由工位控制器18、25间接地连接工位3的多个功能单元，采用有利的方式减少第二工段总线16上的总线共享单元的数目，这又确保了快速响应。在本图中，还可以看出用于工位3的多个显示设备20，在本例中，每两个工位3与一个公共显示设备20相关联。通过这个公共显示设备，操作员可以检索关于操作状态和/或相应工位3处所产生的产品的信息。

当然，有别于所示的图示，也可以设置唯一的工位控制器18、25。此外，如上所述，也可以在工位3处设置更多或更少的可通信单元或功能单元或者其他的可通信单元或功能单元。当然，特别是工位3仅具有少数几个功能单元时，也可以设想将工位3的所有功能单元构造为可通信的功能单元并且直接地接到两个工段总线15、16中的一个工段总线，其中，这些功能单元则以公知方式通过工段控制器13来控制。特别是工位3具有大量功能单元时，有利地通过一个或多个工位控制器18、25间接地联接这些功能单元。

如本图所示，如果设置两个工位控制器18、25，则各个功能单元可以根据不同的标准接到这两个工位控制器18、25。例如可以设想，第一工位控制器18用于供应能量并具有能量供应单元(图中未示出)，而第二工位控制器25构造为纺纱设备控制器并包括时序控制。第二工位控制器25可以经由供应线路(本图未示出)直接连接到第一工位控制器18，以便确保对接到第二工位控制器25的功能单元供应能量。

第一工位控制器18的供应能量又服务于能量供应单元17。在本例中，每个工段2中均设置有能量供应单元17，该能量供应单元17经由供应线路(本图也未示出)连接到其中每个第一工位控制器18。在本实施例中，能量供应单元17均作为总线共享单元直接地接到第一工段总线15。由此，可以直接通过工段控制器13和/或通过机器控制器12来响应能量供应单元17，并且在空载时切换或再次接通能量供应单元17。这样就能在工段2或纺织机1停机时减少能量消耗。由此，还考虑到安全方面。代替本图中接到第一工段总线15，能量供应单元17当然也可以接到第二工段总线16。

图4示出纺织机1的通信与控制结构的替选实施方案。为免赘述，下面仅讨论与图3中实施例的区别之处。在此情形下，相同的附图标记用于与图3所示的一种实施例相比在其设计和/或作用模式方面相同和/或至少相当的特征。如果文中并未重复详述这些特征，则其设计和/或作用模式对应于如前所述特征的设计和作用模式。此外，为清楚起见，图4中仅示出单个工段2，其中仅在工段层面和工位层面描绘了通信结构。

与图3中实施方案的区别在于，并非每个工位3(图中未标记)均设置有第一工位控制器18，而第一工位控制器18构造为分组控制器。在此情形下，在工段2内，相应多个工位3再次组合成分组19并且各与公共的第一工位控制器18相关联。在本例中，分组19各包括四个工位3。当然也可设想，每个分组19具有更多或更少的工位3。第一工位控制器18又设置用于为各个工位3供应能量，其中有利地，多个工位3组成的整个分组19仅需一个功率件(图中未示出)。而如图3举例示出，第二工位控制器25设置用于单独控制每个工位3，以便各个工位3的时序可以独立于其他工位3来设计。这种通信与控制结构可以采用特别节省空间的方式来实施，需以更短的线路长度显著减少布线工作，这又有利于传输速度。

本发明不局限于图中显示和文中描述的实施例。即使是不同实施例中显示并描述的特征，这些特征的组合也可以作为变型方案落入权利要求的范围内。

附图标记列表

1 纺织机

2 工段

3 工位

4 喂给设备

4a 喂给驱动器

5 开纤装置

5a 开纤驱动器

6 纺纱设备

6a 纺纱设备的驱动器

7 牵伸设备

7a 牵伸驱动器

8 清纱器

8a 清纱器的驱动器

9 涂蜡装置

9a 涂蜡驱动器

10 卷绕设备

10a 卷绕驱动器

10b 横动驱动器

11 端架

12 机器控制器

13 工段控制器

14 机器总线

15 第一工段总线

16 第二工段总线

17 能量供应单元

18 第一工位控制器

19 组合

20 显示设备

21 卷绕罗拉

22 导丝器

23 系统控制器

24

25 第二工位控制器

26 开启单元

26a 开启驱动器

27 覆盖构件

28 卷绕罗拉

29 导丝器

FM 纤维材料

F 纤丝