DE1448991B2 - Anordnung zum registrieren des betriebszustandes von maschinen oder anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Registrieren des Betriebszustandes von Maschinen oder Anlagen, wobei die Betriebszustände mittels alternativ einstellbarer Schalter von Eingabestationen aus in codierter Form einer Registriereinrichtung zugeführt und auf einem zeitproportional bewegten Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden.

Bekanntlich gewinnt das zuverlässige Aufzeichnen der Betriebszustände wegen der Möglichkeit einer nachfolgenden Überprüfung und Auswertung der erhaltenen Werte sowohl im Gebiet der Wissenschaft als auch in der Technik immer mehr an Bedeutung. Es sind insbesondere auf dem Gebiet der Fertigungsverfahren die Daten derart zu erfassen, daß durch die Auswertung eine zeitgemäße Arbeitsorganisation, ein gerechtes Lohnsystem sowie eine ungestörte Produktionsarbeit bei möglichst hohem Wirkungsgrad durch unverzügliches Eingreifen ermöglicht wird.

Zu diesem Zweck sind bereits Anordnungen zum Registrieren der Betriebszustände vorgeschlagen worden, bei denen die Eingabestationen an den Arbeitsplätzen als Coder ausgebildet sind und je mit verschiedenen Daten, z. B. Drehschaltern oder den Druckknöpfen einer Tastatur und/oder Fühlern zugeordneten Kontakten versehen sind. Die zentrale Registrierstelle ist dabei mit einem Registriergerät ausgerüstet, das die erhaltenen Informationen auf einem zeitproportional angetriebenen Registrierstreifen in Form von während der Informationsdauer sich periodisch wiederholenden und zur Bahnbewegungsrichtung querliegenden Strichen mittels Schreibarmen registriert, wobei die Anzahl der Schreibanne geringer ist als die Zahl der Informationen. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Verschlüsselung der Informationen aber in der Form von Zeichen, die eine automatische und maschinelle Auswertung der Registratur nicht zulassen, weil entweder Buchstaben oder Ziffern verwendet werden, oder verschiedene Betriebszustände durch Änderungen in der Liniendichte in einer Reihe von Linien unterschieden werden.

Es ist auch eine Anordnung zum Erfassen und Registrieren der Art und Dauer sich gegenseitig ausschließender Betriebszustände einer Maschine bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 2 925 308), bei

ίο welcher die Art des Betriebszustandes an einer peripheren Eingebestation über Schalter einstellbar ist, von deren Mehrfachausgängen die eingestellte dezimale Information in 5er-Fernschreibcode dem Code entsprechenden Markiereinrichtungen angeboten wird, die, gesteuert von einem Taktimpulsgeber, die codierte Information auf einen maschinenlesbaren Registrierstreifen aufzeichnen. Einem jeden Betriebszustand muß dabei ein Ausgang zugeordnet werden. Zur Aufzeichnung der Zeitdauer wird ferner auf Kosten der Einfachheit der Schaltung eine besondere Einheit in Anspruch genommen. Hierzu kommt, daß bei der bekannten Anordnung für jede Arbeitsmaschine ein besonderer Bandlochapparat vorgesehen wird, wobei schwer zu behandelnde Lochbänder entstehen. Eine visuelle Auswertung ist nicht möglich, und auch der zeitliche Zusammenhang der Zustandsänderungen von mehreren Maschinen kann nicht ermittelt werden.

Der Erfindung liegt im Wesen die Aufgabe zugründe, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine zeitrichtige Aufzeichnung von Betriebszuständen nebeneinander in einer Form ermöglicht wird, die es erlaubt, die Aufzeichnung sowohl maschinell als auch visuell auszuwerten und die leicht erweitert werden kann.

Zur Erfindung führt die Erkenntnis, daß durch eine Kombination des binären Codierens der Information mit einem Registrieren in der zentralen Stelle in Form von Streifen ein System geschaffen werden kann, das ein Registrieren der Betriebszustände durch einfache Mittel zuverlässig zuläßt.

Somit ist die Erfindung eine Weiterentwicklung der bekannten Anordnungen zum Registrieren des Betriebszustandes von Maschinen oder Anlagen der eingangs erwähnten Art, wobei die Erfindung darin besteht, daß für 2" Betriebszustände 2" Schalter oder Fühler vorgesehen werden, daß jedem Schalter in einem mehreren Schaltern gemeinsamen Schaltfeld η Kontakte zur Erzeugung einer n-stelligen binär codierten Information zugeordnet sind und daß an die den η Binärstellen entsprechenden η Ausgänge des Schaltfeldes je ein Schreiborgan angeschlossen ist. Gegenüber dem Stand der Technik führt die Erfindung mittels der dezimalen-binären Umcodierung zu einer Verdichtung der Daten, so daß z.B. auf einem Registrierstreifen mit einer Breite von etwa 100 mm 80 Informationen und deren Zeitdauer aufgezeichnet bzw.^abgelesen werden können. Die Art der Aufzeichnung in Form von Streifen ist gewählt worden, weil beim Eingeben der Daten in Rechenmaschinen auch für die Adressen gesorgt werden muß, was beim bekannten System mit 5er-Fernschreibcode vollständig fehlt. Bei der Auswertung auf Grund einer photoelektrischen Auslegung können dann die Adressen in eine beliebige Rechenmaschine gemäß einem herkömmlichen Programm eingegeben werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der An-

Ordnung zum Registrieren der Betriebszustände von Maschinen oder Anlagen ist somit die Zahl der registrierbaren Informationen ohne Mehraufwand sprunghaft erhöht worden, wobei das Registrieren in Form von Streifen für eine automatische, z. B. photoelektrische Auswertung vorzüglich geeignet ist. Dabei sind die zur erfindungsgemäßen Anordnung erforderlichen Geräte sehr raumsparend und einfach, weil durch die dezimale/binäre Umwandlung der Geräteaufwand wesentlich geringer wird. Selbst eine Verdoppelung der Informationsmöglichkeit fordert jeweils lediglich ein einziges weiteres Schreiborgan, was einen erheblichen technischen Fortschritt bedeutet. ■■·*■■

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, die verschiedene beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgedankens darstellen.

F i g. 1 ist dabei das Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels;

F i g. 2 zeigt eine Einzelheit desselben Ausführungsbeispiels in perspektivischer Darstellung;

F i g. 3 und 4 stellen beispielsweise Aufzeichnungen von verschiedenen Informationen dar;

F i g. 5 ist das Blockdiagramm einer Steuereinheit;

F i g. 6 stellt einen Längsschnitt von bei der Erfindung beispielsweise verwendeten Schreiborganen dar;

F i g. 7 ist eine Draufsicht zu F i g. 6;

F i g. 8 zeigt schließlich das Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der als vollständiges System ausgebildeten Erfindung.

Gleiche Bezugszeichen weisen auf ähnliche Einzelheiten hin.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, bezeichnen C, CR und R drei Haupteinheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung. C ist dabei die Steuereinheit der Einrichtung, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Impulsgenerator /G und einem Verstärker besteht.

Eine andere wichtige Einheit der Vorrichtung besteht in der als Dezimal/Binär-Umwandler ausgebildeten Verschlüsselungseinheit Cr (Coder oder Eingabestation), die an einem Arbeitsplatz angeordnet und geeignet ist, durch die Steuereinheit C gelieferte Impulse zu ausgewählten Schreiborganen (Recorder) Al, R2, R3 in einem RegistriergerätR weiterzuleiten. Zu diesem Zweck ist die Verschlüsselungseinheit Cr einerseits beispielsweise mit Druckknopf en PB1, PB 2, PB 3, PB 4, PB 5, PB 6 und anderseits beispielsweise mit einem Fühler F ausgestattet. Weiterhin enthält'die Verschlüsselungseinheit Cr ein Schaltfeld S mit Kontakten, die in einem Schaltstromkreis liegen und mittels welcher die Schreiborgane Rl, R2, R 3 ausgewählt werden, d.h. die erwähnten Kombinationen gebildet werden können. Der Schaltstromkreis ist derart aufgebaut, daß auf einmal nur ein Druckknopf niedergedrückt werden kann. Der niedergedrückte Druckknopf bleibt so lange in diesem Zustand, bis er bei Betätigung eines anderen Druckknopfes seine ursprüngliche Ruhelage wieder einnimmt. Der Fühler/¹ ist entweder auf die Art eines Druckknopfes aufgebaut oder besteht aus einer automatischen Vorrichtung. Im ersteren Fall können Informationen durch Niederdrücken des Druckknopfes erhalten werden, während bei automatischen Vorrichtungen Informationen (beispielsweise Produktionszustandsinformationen) selbsttätig,

z. B. mittels eines Kontaktwattmeters geliefert werden.

Wie aus der Zeichnung (F i g. 8) hervorgeht, sind die Arbeitsplätze mit je einer Verschlüsselungseinheit Cr ausgestattet, wobei jede der Verschlüsselungseinheiten mit so viel Ausgangsklemmen OCl, OC 2, OC 3 versehen ist, wie es Schreiborgane R1, R 2, R 3 gibt.

Das Registriergerät .R enthält beim dargestellten

ίο Ausführungsbeispiel je Verschlüsselungseinheit Cr drei Schreiborgane Rl, R2, R3. Ein jedes der Schreiborgane ist aus bei Schreibmaschinen üblichen Schfeibarmen aufgebaut. Ein Ausführungsbeispiel eines Schreibarmes dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Magnet 11 trägt eine Erregerspule 10. Feldlinien schließen sich über einen Anker 12, der mittels einer Gelenkstange 14 durch eine Feder 13 vorbelastet und mit dem kürzeren Arm eines als zweiarmiger Hebel ausgebildeten Schreibarmes 15 verbunden ist. Am Ende des längeren Armes des Hebels ist ein Schreibmittel 16 vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise auf einem zeitproportional angetriebenen Registrierstreifen, z. B. auf einem Diagrammpapier 17 aufschlagen und auf diesem Signale oder Zeichen in Form eines scheinbar kontinuierlichen Streifens 18 abbilden kann. Das Diagrammpapier 17 läuft an Trommeln 19 und 20, von denen die Trommel 19 unter Zwischenschaltung einer Kupplung 21 mit einem Antriebsmotor 22 verbunden ist. Bezugszeichen 23 bezeichnet ein Stempelkissen, z. B. ein Farbband.

Schnell nacheinander abgebildete Signale laufen in eine ununterbrochene Linie zusammen, die als ein kontinuierlicher Streifen erscheint und in der nachstehend beschriebenen Weise sowohl mit ähnlichen Streifen kombiniert, wie auch an sich oder in einer Kombination ausgewertet werden kann.

Fig. 3 zeigt Kombinationen von Streifen, die durch drei Schreiborgane, z.B. nach Fig. 2, gebildet werden. Die Anzahl der unterschiedlichen Vorgänge ist dabei wesentlich höher als die Anzahl der verwendeten Schreiborgane, weil in drei Säulen I, II, III und ihren acht Reihen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 insgesamt acht Möglichkeiten zur Verfügung stehen, um sich gegenseitig ausschließende Vorgänge anzuzeigen. Bei einer Drehbank z. B. kann die gleichzeitige Abwesenheit von Codesignalen in den Säulen I, II und III (Reihe 1) den Stillstand der Maschine bzw. die Unterbrechung der Fertigung, ein Streifen in Reihe 2 der Säule I Produktion, ein Streifen in Reihe 3 der Säule II Einstellung oder Übergang auf ein anderes Fertigungsprogramm, ein Streifen^ in Reihe 4 der Säule III Mangel an Werkstoff und/öder Werkstück, gleichzeitig erscheinende Streifen in den Säulen I, II, III in Reihe 5 eine Betriebsstörung, gleichzeitig erscheinende Streifen in Reihe 6 der Säulen I und II Werkzeugmangel, gleichzeitig er-

"·* scheinende Streifen in Reihe 7 der Säulen II und III Mangel an Zeichnungen und schließlich gleichzeitig

erscheinende Streifen in Reihe 8 der Säulen I und III persönliche Angelegenheiten bedeuten.

Um die Anzahl der Vorgänge, die unterschiedlich aufgezeichnet werden können, zu verdoppeln, ist nur ein einziges Schreiborgan an die bereits vorhandenen

drei Schreiborgane anzureihen, wobei eine Aufzeichnung gemäß Fig.4 erhalten werden kann, wo die Streifen in vier Säulen I, II, III, IV erscheinen und fünfzehn Kombinationen bilden können. Die voll-

ständige Abwesenheit von Signalen bildet die sechzehnte Form von Informationen, die je in einer Reihe 1 bis 16 erscheinen.

Wie ersichtlich, kann die Anzahl der erhältlichen unterschiedlichen Informationen bei der erfindungsgemäßen Anordnung praktisch bei normalen Kosten über alle Grenzen erhöht werden. Dies steht im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Geräten ähnlicher Bestimmung. Erst bei der erfindungsgemäßen Anordnung wächst nämlich die Anzahl der erhältlichen Informationen exponentiell mit der Anzahl der Schreiborgane, wobei verhältnismäßig wenig Schreiborgane genügen, um verhältnismäßig sehr viele Vorgänge aufzeichnen zu können. Wenn z. B. einer bestimmten Werkzeugmaschine zehn Schreiborgane zugeordnet sind, ist die erfindungsgemäße Anordnung geeignet, etwa tausend verschiedene Vorgänge zu unterscheiden und aufzuzeichnen bzw. für eine selbsttätige Auswertung zugänglich zu machen.

Die Verstärkung der Impulse des Impulsgenerators IG in der Steuereinheit C fordert Hochleistungsverstärker. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Impulse des Impulsgenerators IG zunächst einem Impulsverteiler ID zuzuführen und einzeln zu verstärken. Nach Verstärkung gelangen sie dann in das RegistriergerätR, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wo die einzelnen Verstärker mit A bezeichnet sind.

Das Ausführungsbeispiel des Schreiborgans gemäß F i g. 6 und 7 enthält dreißig Schreibarme 15, deren Magnete 11 auf einer Grundplatte 24 schachbrettförmig angeordnet sind. In der Grundplatte 24 sind in gleichen Abständen Nuten 27 vorgesehen, in denen die Magnete 11 mittels Befestigungsplatten 25, die zwischen Lamellen oder Blättern der Magnete eingespannt sind, befestigt werden können, wobei die Befestigungsplatten 25 der Magnete 11 mittels Schrauben 26 paarweise an der Grundplatte 24 befestigt sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schreibarme 15 durch die Gelenkstangen 14 aus Stahldraht mit den Ankern 12 der Magnete 11 verbunden. Ihre an die Anker 12 angeschlossenen Enden weisen einen Knick auf, damit der zur Verfügung stehende Raum besser ausgenützt werden kann (Fig. 8). Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schreibarme 15 durch die ebenfalls aus Stahldraht hergestellten Federn 13 vorgespannt.

F i g. 8 zeigt das Blockdiagramm der gesamten erfindungsgemäßen Anordnung, wobei das Ausführungsbeispiel in eine zentrale Steuereinheit C, DP und mehrere Arbeitsplätze PS aufgeteilt dargestellt ist. Den Arbeitsplätzen PS sind Verschlüsselungseinheiten Cr mit Drückknöpfen FBl bis PB 6 und Fühler F sowie ein durch die Druckknöpfe betätigtes Schaltfeld S zugeordnet. Dies bedeutet acht Informationen je Arbeitsplatz und demgemäß fordert je Arbeitsplatz drei' Schreibörgane Rl, Rl, R3 in der Zentrale DP.

Die zentralen Steuereinheiten C und DP bestehen aus Entschlüsselungseinheiten DCS mit Signallampen, einem Registriergerät R mit drei Schreiborganen Rl, R2_t RTi und.einem Verstärker^ für jeden Arbeitsplatz PS, einem gemeinsamen Impulsverteiler ID mit Entschlüsselungseinheit und Inverter, einem binären Zähler Ct und einem Impulsgenerator/G. Nachdem die Impulse des Impulsgenerators /G durch den Zähler Ci gezählt worden sind, werden sie durch den Impulsverteiler ID unter den Verstärkern A verteilt. Hat z. B. der Impulsgenerator /G eine Frequenz von 1 Hz, dann können zehn Verstärker Λ derart gesteuert werden, daß sie jede zehnte Sekunde betätigt werden. Ist die Frequenz des Impulsgenerators/G höher als IHz, z.B. 10 Hz, so muß die Betätigung bzw. die Erregung der Magnete 11 auf eine Zeitdauer von etwa 10 Sekunden nach jeder Betätigung unterbrochen werden. Dies erfolgt in an sich bekannter Weise durch einen Sperrzähler BC.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung arbeitet wie folgt:

Der Impulsgenerator /G beliefert den Zähler Ct mit Impulsen, die durch den Impulsverteiler ID unter den Verstärkern A verteilt werden. Es sei angenommen, daß die Verstärker^ in jeder zehnten Sekunde betätigt werden. Ein jeder Verstärker versorgt gemäß der Einstellung des Verteilers ID jede zehn Sekunden eine Gruppe von Schreiborganen R1, R 2 bzw. R 3 mit Energie.

Nun werden aber nur jene Magnete 11 einer Gruppe von drei Schreiborganen R1, R 2, R 3 durch einen Impuls erregt, deren Erregerstromkreise geschlossen sind. Im entgegengesetzten Fall werden die Schreibarme 15 der Schreiborgane kein Zeichen am zugeordneten Diagrammpapier 17 hinterlassen, wie dies aus Reihe 1 der Säulen I bis III in F i g. 3 ersichtlich ist. Ist dagegen mindestens einer der Druckknöpfe PB1 bis PB 6 niedergedrückt und/oder der

Fühler F betätigt, so wird der Erregerstromkreis mindestens eines Magneten 11 über eine der Ausgangsklemmen OC1, OC 2, OC 3 und die Eingangsklemme der zentralen Steuereinheit C (Fig. 1) geschlossen. Ein Impuls aus dem Impulsgenerator IG geht somit durch den Zähler Ct, Impulsverteiler ID und Verstärker A in die Erregerspule 10 des entsprechenden Magneten 11. Dieser wird erregt. Infolge der Erregung wird sein Anker 12 im Uhrzeigersinn (Fig. 2) verschwenkt, wobei die Gelenkstange 14 den Schreibarm 15 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und das Schreibmittel 16 am Diagrammpapier 17 aufschlägt, wo es in der Form einer kurzen Linie ein Zeichen zurückläßt. Die Geschwindigkeit des Diagrammpapiers 17 ist derart gewählt, daß Zeichen, die durch den Schreibarm 15 in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten von zehn Sekunden hinterlassen werden, einen scheinbar kontinuierlichen Streifen 18 bilden.

Somit ist die Betätigung des Registriergerätes R von der Erfüllung von zwei Bedingungen abhängig. Einerseits muß der Erregerstromkreis mindestens eines Magneten llj'äürch Betätigung einer entsprechenden Verschlüsselungseinheit Cr an einem Arbeitsplatz PS geschlossen werden. Anderseits muß in die Erregerspule 10 mit geschlossenem Erregerstromkreis vom Impulsgenerator /G über den Verteiler ID und den entsprechenden Verstärker A ein Erregerimpuls gesandt werden. '

Die erhaltene Information erscheint nicht nur am Diagrammpapier 17, sondern wird auch durch die Signallampe der entsprechenden Entschlüsselungseinheit DCS angezeigt.

Die Erfindung ist an Hand der Aufzeichnung und Überprüfung von Fertigungsverfahren beschrieben worden. Es kann aber leicht eingesehen werden, daß die erfindungsgemäße Anordnung überall verwendet werden kann, wo fühlbare und/oder auswählbare Vorgänge unterschieden, aufgezeichnet und/oder

ausgewertet werden sollen. So kann z. B. die erfindungsgemäße Anordnung für die Überprüfung von Fahrplänen, für die Aufzeichnung von vorgeschriebenen oder unregelmäßigen Betätigungen und Belastungen von Transportmitteln usw. verwendet werden, wobei die angeführten Beispiele sich gegenseitig ausschließende Vorgänge darstellen. Die Erfindung kann aber auch zum Aufzeichnen von gleichzeitigen Vorgängen verwendet und dadurch zum

Überprüfen oder Überwachen von Beschickungsanlagen in Eisenwerken (Hochöfen), oder zur Überwachung von Walzstraßen in Stahlwerken benützt werden, wobei dann Organisationsfehler usw. festgestellt werden können. Es ist auch möglich, die Erfindung auf außerhalb der Technik liegenden Gebieten anzuwenden, wie z. B. für die Unterscheidung, Aufzeichnung, Auswertung usw., von biologischen, therapeutischen Vorgängen od. dgl.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

209 585/8

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Registrieren des Betriebszustandes von Maschinell oder Anlagen, wobei die Betriebszustände mittels alternativ einstellbarer Schalter von Eingabestationen aus in codierter Form einer Registriereinrichtung zugeführt und auf einem zeitproportional bewegten Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für 2" Betriebszustände 2" Schalter (Druckknöpfe PB1 ... PB 6) oder Fühler (F) vorgesehen sind, daß jedem Schalter in einem mehreren Schaltern gemeinsamen Schaltfeld (S) η Kontakte zur Erzeugung einer n-stelligen binär codierten Information zugeordnet sind und daß an die den η Binärstellen entsprechenden η Ausgänge des Schaltfeldes (S) je ein Schreiborgan (R 1, Rl, R3) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreiborgane (R 1, R 2, R 3) über eine impulsgesteuerte Steuereinheit (C) elektromagnetisch betätigt werden.