EP0158192B1

EP0158192B1 - Verfahren zur zentralen Erfassung von Messwerten einer Vielzahl von Messstellen

Info

Publication number: EP0158192B1
Application number: EP85103374A
Authority: EP
Inventors: Heinz Dr. E. H. Dipl.-Ing. Schippers; Gerhard Dr.-Ing. Martens; Karl-Werner Frölich
Original assignee: Barmag AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1991-06-05
Anticipated expiration: 2005-03-22
Also published as: US4720806A; EP0158192A2; DE3583057D1; EP0158192A3

Description

Bei dem Verfahren nach der DE-PS 30 05 746 werden in einer vielstelligen Textilmaschine die Meßdaten, die an einer Vielzahl von Meßstellen laufend anfallen, von einer zentralen Datenverarbeitungsanlage erfaßt und bearbeitet. Die Abfragegeschwindigkeit wird dadurch erhöht, daß zwischen der zentralen Datenverarbeitungsanlage und der Vielzahl der Meßstellen mehrere dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen vorgesehen sind. Diesen dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen ist jeweils nur eine begrenzte Anzahl von Meßstellen zugeordnet. Die dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen übernehmen die Abfrage (Scanner) und die Zwischenspeicherungen der Daten.
Dies ist zum einen eine aufwendige Lösung. Zum anderen wird bei dieser Lösung zwar die Abfragegeschwindigkeit und die Abfragefrequenz erhöht. Es bleibt jedoch der Nachteil, daß lediglich die Augenblickswerte der Messung zu den Abfragezeitpunkten erfaßt werden. Dadurch werden nur Zufallswerte ermittelt und ausgewertet, die für den Prozeßverlauf und die erzielte Produktqualität keine zuverlässige Aussage ermöglichen.
In der DE 31 42 468 A1 wird eine mit einem Meßfühler ausgestattete, selbständige, transportable Datenempfangseinheit beschrieben, die abwechselnd zur Datenaufnahme mit einer beliebigen Meßstelle und anschließend zur Datenübertragung mittels einer hierzu herzustellenden Steckverbindung an eine Auswerteinheit angeschlossen wird. Während der Verbindung mit der Meßstelle werden die fortlaufend anfallenden Meßwerte abgegriffen und zwischengespeichert. Ein Datenreduktionsspeicher ist zwar vorgesehen, eine sinnvolle Auswahl der zu speichernden und zu übertragenden Daten ist jedoch nicht vorhanden.
Aus dem Aufsatz "Harvey A. Goldstand, SOFTWARE TECHNIQUES FOR A MICROPROCESSOR-BASED DATA ACQUISITION DEVICE", veröffentlicht in einem Bericht zur internationalen Konferenz "AUTOTESTCON" über automatisches Testen, San Diego, USA, Nov. 1978, ergibt sich ein ähnliches Meß- und Auswertprinzip für die an einem Fahrzeug anfallenden Meßstellen.
Die Erfindung löst die Aufgabe, bei einer Vielzahl von Meßstellen mit gleichartigen Meßwerten, die von einer Datenerfassungsanlage in regelmäßigen Zeitabständen abgefragt und verarbeitet werden, eine zeitlich lücklose Qualitätsüberwachung des Prozesses sicherzustellen. Hierzu werden innerhalb jedes Abfragezeitraums lediglich die Extremwerte der laufend anfallenden Meßwerte ermittelt und als Ausgangssignal der Meßstelle bis zur Abfrage durch die zentrale Datenerfassungsanlage bereitgehalten. Die bereitgehaltenen Signale können nach der Abfrage und Erfassung durch die zentrale Datenverarbeitungsanlage gelöscht werden. Durch die Beschränkung auf die Abfrage der zeitlich angefallenen Extremwerte läßt sich eine zeitlich lückenlose Aussage zur Qualität des durch die Messung überwachten Prozesses machen.
Eine weitere Vereinfachung und Beschleunigung der Auswertung der Meßergebnisse kann dadurch erfolgen, daß von vorneherein an jeder Meßstelle eine bestimmte Bandbreite von zulässigen Meßwerten festgelegt wird, bei deren Überschreiten Fehlersignale erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß auch der Mittelwert der Meßergebnisse ermittelt und zur periodischen Abfrage bereitgestellt wird. Der Mittelwert der Meßergebnisse hat für sich allein wie auch gemeinsam mit den Extremwerten einen sehr hohen Aussagewert für die Qualität. Aus diesem Grunde ist bevorzugt vorgesehen, daß die Extremwerte als Abweichung der Scheitelwerte der Meßwerte von dem Mittelwert ermittelt werden.
Wenn bei diesem Verfahren zulässige Bandbreiten für die Fluktuation des Mittelwertes sowie zulässige Bandbreiten für die auf diese Weise als Abweichung vom Mittelwert ermittelten Extremwerte festgelegt werden, läßt sich aus den nur drei periodisch abgefragten Meßwerten eine weitere Verbesserung der sicheren, zeitlich lückenlosert Qualitätsaussage gewinnen. Dabei kann der Mittelwert sehr einfach dadurch fortlaufend für die periodische Abfrage bereitgestellt werden, daß die anfallenden aktuellen Meßwerte über einen Tiefpass-Filter bereitgestellt werden.
Statt, wie bisher vorgesehen, die Meßwerte als Analogsignale zu speichern und für die periodische Abfrage bereitzustellen, können sie bei einer Weiterbildung der Erfindung auch in digitalisierter Form bereitgestellt werden, woraus sich für die Weiterverarbeitung Vorteile ergeben.
Dies geschieht dadurch, daß der Meßbereich in Meßstufen unterteilt wird, daß für jede Meßstufe, die von den laufend anfallenden Meßwerten einer Stelle erreicht oder überschritten wird, ein bleibendes Ausgangssignal erzeugt wird, und daß die anstehenden Ausgangssignale in vorgegebenen Zeitabständen durch die zentrale Datenerfassungsanlage abgefragt und erfaßt werden.
Mit diesem Verfahren kann man zwar auch nicht den zeitlichen Verlauf der Meßgrößen erfassen. Es läßt sich jedoch erfassen, welche Meßgrößen im Abfragezeitraum aufgetreten sind. Dadurch lassen sich die im Abfragezeitraum vorgekommenen Extremwerte des gemessenen Parameters erfassen. Dies erlaubt eine Aussage über den Meßwertverlauf im Abfragezeitraum. Die zu übertragende Datenmenge kann reduziert werden, wenn man nur die Extremwerte speichert und bei der Abfrage erfaßt.
Vorteilhafterweise werden die Ausgangssignale nach Abfrage und Erfassung durch die zentrale Datenverarbeitung wieder gelöscht. Hiernach können weitere Aufschlüsse über den Meßdatenverlauf und die Qualität des Prozesses dadurch gewonnen werden, daß die Meßdaten mehrerer aufeinanderfolgender Abfragezeiträume ausgewertet werden. Die Länge der Abfragezeiträume kann sehr kurz gewählt werden, da die Meßdaten bereits digitalisiert anstehen. Durch Verkürzung der Abfragezeiträume wird die Extremüberwachung und -auswertung praktisch einer zeitlich lückenlosen Überwachung und Auswertung gleichwertig. Trotzdem kann dabei die Abfrage- (Scanning-)-frequenz hinter derjenigen zurück bleiben die nach den bisherigen Methoden der lückenlosen Meßdatenerfassung notwendig waren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen zeitlich lückenlosen Meßschrieb eines Meßwertes, z.B. der Fadenspannung eines laufenden Fadens 1 in einer Textilmaschine. Ein Teil einer derartigen Textilmaschine ist in Fig. 3 dargestellt.
In Fig. 3 sind schematisch vier gleiche Bearbeitungsstellen einer vielstelligen Textilmaschine mit den Fäden 1 gezeigt. Jeder Faden 1 wird durch Galette 2 in eine Streckzone gefördert, darin über eine Heizung 3 geführt und durch die Galette 4 wieder abgezogen. Mit 5 ist ein Fadenzugkraft-(Fadenspannungs-) -messer bezeichnet. In einer Aufspuleinrichtung wird jeder Faden mittels Treibwalze 6 zu einer Spule 7 aufgewickelt. Jeder Meßwertgeber 5 besteht aus dem Meßfühler 8 und einer Komparatorschaltung 9, die im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist. Hierzu später.
Der in Fig. 1 dargestellte Meßwert der Fadenzugkraft wird sich ohne Störung des Prozesses in gewissen Grenzen halten. Idealerweise wäre der Meßwert konstant. Schwankungen und insbesondere auch zeitlich kurze Schwankungen kommen jedoch vor.
Es ist ersichtlich, daß ein derartiges analoges Meßwertsignal nur dann lückenlos erfaßt werden kann, wenn ei ne zeitlich kontinuierliche Abfrage erfolgt. Bei einer Vielzahl von Meßstellen, wie sie insbesondere in der Textilindustrie bei Maschinen zur Verarbeitung oder Erzeugung einer Vielzahl von Fäden vorkommen, erfordert die zeitlich lückenlose Erfassung und zentrale Verarbeitung jedoch nicht nur eine große Rechnerkapazität, sondern darüberhinaus auch einen kaum durchführbaren Aufwand an Verkabelung und Schaltung. Daher werden üblicherweise die Meßstellen seriell hintereinander abgefragt. Da für jede Abfrage eine gewisse Zeit erforderlich ist, ergibt sich aus dieser seriellen Abfrage, daß eine zeitlich lückenlose Erfassung des Meßwertes nicht möglich ist, daß vielmehr für die Abfrage eines Meßwertes eine Mindestzeit, die nicht zuletzt auch durch die erforderliche Analog-Digitalwandlung bestimmt wird, erforderlich ist. Eine genügend scharfe Auflösung des Meßwertes durch kleine Scanning-Zeiten wird also nur dadurch möglich, daß die Anzahl der an einen Rechner angeschlossenen Meßstellen begrenzt wird. Auch hierdurch lassen sich jedoch kurzzeitige Schwankungen nicht erfassen, auch wenn solche Schwankungen evtl. von technologischer Bedeutung sind.
Nach der Erfindung wird zunächst eine gewisse Bandbreite von Meßwerten festgelegt, die überhaupt vorkommen bzw. die überhaupt erfaßt werden sollen. Diese Bandbreite ist in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellt. Diese Bandbreite von Meßwerten ist in der Anmeldung als Meßbereich definiert.
In dem Ausführungsbeispiel ist dieser Meßbereich in die Meßstufen I, II, III ... VIII unterteilt, die jeweils gleich groß sind.
Anhand der Fig. 2 wird erläutert, wie diese zeitlich lückenlos anfallenden Meßwerte erfindungsgemäß umgeformt werden und in welcher Form diese Meßwerte in zeitlich vorgegebenen Intervallen ST1 , ST2, ST3 zur Abfrage bereitgestellt werden.
Erfindungsgemäß wird jedem Meßbereich I bis VIII ein definiertes digitales Ausgangssignal AI bis AVIII zugeordnet. Ein Ausgangssignal A I bis A VIII wird aufgerufen, wenn und sobald der aktuelle Meßwert die entsprechende Meßstufe durchfährt. Weiterhin werden die Ausgangssignale A I bis A VIII, soweit sie aufgerufen worden sind, gespeichert. Die aufgerufenen Ausgangssignale stehen daher zur Abfrage ständig bereit. In dem Zeitabstand T1 sind sämtliche Ausgangssignale A II bis A VIII angefallen. Diese Ausgangssignale sind gespeichert und stehen daher zur Abfrage im Abfragezeitpunkt ST1 bereit. Hieraus ist zu ersehen, daß im Abfragezeitraum sehr große Meßwertschwankungen aufgetreten sind. Noch größer ist die Schwankungsbreite im Abfragezeitraum T2, während im Abfragezeitraum T3 eine wesentlich geringere Schwankung erfolgt ist.
Die in einem Zeitraum T1, T2, T3, ... gespeicherten Werte können nun von einem zentralen Rechner zum Zeitpunkt ST1, ST2 abgerufen und anschließend gelöscht werden. Es wird damit zwar in Kauf genommen, daß keine zeitlich lückenlose Erfassung des Meßwertverlaufs erfolgt. Es können jedoch die Extremwerte zeitlich lückenlos erfaßt werden. Insbesondere durch Verkleinerung der Abfragezeiten T1, T2, T3, ... kann eine weitgehende Aufschlüsselung des Meßwertverlaufs z.B. auf periodische Meßwertschwankungen, zeitlichen Verlauf der Meßwertstreuung, zeitlichen Trend der Extremwerte usw. erfolgen. Auch hierbei sind die Abfragezeiten T1, T2, T3 wesentlich größer als die Abfragezeiten, die bei den bisher geübten Verfahren notwendig sind, um mit hinreichender Zuverlässigkeit die Extremwerte des analog anfallenden Meßwerts erfassen zu können. Es wird zudem der Nachteil vermieden, daß lediglich die im Abfragezeitpunkt zufällig anfallenden Meßdaten abgefragt werden oder aufwendige Zwischendaten-Verarbeitungsanlagen vorhanden sein müssen, die ihrerseits aber auch wiederum in bestimmten Zeitabständen und zu bestimmten Zeitpunkten eine Abfrage durchführen können und daher insbesondere die extremen Meßwerte und die Meßwertspitzen nur zufällig und daher mit nur geringer Aussagekraft erfassen können. Zur Aufteilung des Meßbereiches in Meßstufen ist eine Komparatorschaltung (Fig. 4) als besonders vorteilhaft vorgesehen. Durch sie wird jeder Meßwert einer festgelegten Stufenfolge von Vergleichswerten zugeordnet und ein der jeweiligen Meßstufe zugeordnetes Ausgangsignal erzeugt, wenn Meßwert und die jeweilige Stufe des Vergleichssignals das Vergleichskriterium erfüllen, z.B. gleich sind.
Jede Komparatorschaltung besteht aus acht Komparatoren 10, die mit ihrem einen Eingang 11 an in Serie geschaltete Widerstände 12 angeschlossen sind. Der zweite Eingang 13 wird mit dem Ausgangssignal des Meßfühlers 8 beaufschlagt.
Die Komparatoren sind so konstruiert, daß sie ein Ausgangssignal A I bis A VIII abgeben, sobald der Wert auf Eingang 13 den Spannungswert auf Eingang 11 erreicht. Wenn jeder Widerstand 12 so dimensioniert ist, daß er jeweils eine Meßstufe repräsentiert, entspricht jedes Ausgangssignal A I bis A VIII jeweils einer Meßstufe I bis VIII.
Die Schaltung kann auch so gewählt werden, daß sich die Meßstufen geringfügig überlappen. Dabei kann z. B. durch gegenseitige Verriegelung der Meßstufen verhindert werden, daß für einen Meßwert, der im Überlappungsbereich zweier Stufen liegt, die Signale beider Meßstufen gespeichert werden. Es wird in jedem Falle nur der jeweils höchste Wert gespeichert. Hierzu sind die Komparatoren mit einer im einzelnen nicht dargestellten Schaltlogik verbunden, durch die die Ausgangssignale A I bis A VII gelöscht werden, sobald das nächst höhere Signal aufgerufen wird.
Wie in Fig. 3 und Fig. 4 weiterhin dargestellt, wird jede Komparatorschaltung mit einer Speichereinrichtung 14 verbunden, in der der jeweilige Ausgangswert A I bis A VIII gespeichert wird. Am Anfang des Speichers stehen daher die Ausgangssignale A I bis A VIII, soweit sie in einer Abfrageperiode aufgerufen wurden, an und werden einem Parallel-/ Serienwandler 15 aufgegeben. Die Funktion des Parallel-/ Serienwandlers ist es, die parallel und gleichzeitig anstehenden Signale A I bis A VIII in eine Impulskette umzuwandeln, die über eine einzige Leitung 16 dem Rechner 17 zugeführt werden kann.
Die Abfragezeitpunkte werden durch den Rechner 17 (Fig. 3) vorgegeben. Zu jedem Abfragezeitpunkt gibt der Rechner über einen angeschlossenen Parallel-/Serienwandler 18 eine kodierte Signalkette evtl. zur Adressierung über Leitung 19 aus, durch die jeweils einer der Speicher 14 angesprochen und die gespeicherten Ausgangssignale A I bis A VIII einer Meßstelle abgefragt werden. Nach erfolgtem Datenabruf über Leitung 16 gibt der Rechner über Leitung 19 ein auf den einzelnen Speicher kodiertes Löschsignal aus, so daß die gespeicherten Ausgangssignale dieser Meßstelle gelöscht und für den folgenden Abfragezeitraum frei werden.
Als bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, daß nicht der gesamte Erfassungsbereich des Meßwertgebers und ebenso nicht der gesamte Bereich der vorkommenden Meßwerte ausgewertet wird, sondern aus den vorkommenden Meßwerten eine Bandbreite von Meßwerten ausgewählt wird, die repräsentativ ist für einen ordnungsgemäßen Betrieb. Durch diese Beschränkung des durch die Erfindung erfaßten Meßbereiches werden außerhalb des Betriebsbereiches gelegene Meßwerte von vorneherein aus der Auswertung ausgeschieden und hierdurch - ohne Beschränkung der Aussagegenauigkeit - eine weitere Vereinfachung bzw. - bei gleichem Einsatz technischer Mittel - eine Verfeinerung der Aussagegenauigkeit innerhalb des ausgewählten Meßbereiches erzielt.
Fig. 5 erläutert das erfindungsgemäße Meßverfahren bei Bereitstellung von analogen Ausgangssignalen an jeder Meßstelle. Die Abszisse ist eine allen Diagrammen gemeinsame Zeitachse. Auf der Zeitachse sind einige Abfragezeiträume mit S1 - S4 bezeichnet. Die Ordinate des Diagramms I zeigt beispielhaft einen möglichen Verlauf der Meßspannung U eines Meßfühlers. Die Meßspannung repräsentiert die aktuellen, laufend erfaßten Meßwerte. Das Diagramm II zeigt auf der Ordinate den Mittelwert U_mittel der Meßspannung. Erfindungsgemäß wird dieser Mittelwert dadurch erzeugt, daß der Meßwert über einen Tiefpass-Filter geleitet wird. Das Diagramm III stellt in seinem zeitlichen Verlauf die Bildung, Bereitstellung und Abfrage des Maximalwertes U_max dar.
Das Diagramm IV zeigt in gleicher Weise den zeitlichen Verlauf, die Bildung, Bereitstellung und Abfrage des Minimalwertes U_min der Meßspannung. Die Meßspannung wird in den Diagrammen II und IV jeweils auf eine Referenzspannung bezogen. Hierfür kommt insbesondere die Spannung Null oder der Mittelwert in Betracht. Auf die Extremwertbildung und -bereitstellung wird im folgenden näher eingegangen:
Zum Beispiel ist im Abfragezeitraum S3 die Meßspannung zunächst in einem Zeitraum a im wesentlichen konstant und gleich dem Mittelwert. Daher entsprechen auch die Extremwerte U_max und U_min in diesem Zeitraum dem Mittelwert. Im folgenden Zeitabschnitt b ergibt sich jedoch eine sprungartige und kurzzeitige Erhöhung der Meßspannung U, wie Diagramm I zeigt. Wegen der Kurzzeitigkeit dieses Extremwertes zeigt diese Schwankung auf den Mittelwert keinen Einfluß. Der Maximalwert U_max folgt jedoch der Meßwerterhöhung bis zu dem Extremwert und nimmt sodann diesen Extremwert an. Dieser Extremwert bleibt, wie das Diagramm III zeigt, sodann während des Abfragezeitraums S3 stehen und wird am Ende des Abfragezeitraums von der zentralen Datenerfassungsanlage abgefragt und sodann wieder gelöscht, so daß der an der Meßstelle bereitgehaltene Wert wieder auf den Referenzwert zurückfällt.
Im Abfragezeitraum von S3 zeigen sich im Anschluß an den Zeitabschnitt b einige negative Abweichungen vom Mittelwert und insbesondere der sprungartige und kurzzeitige Abfall der Meßspannung bei c. Wie das Diagramm IV zeigt, folgt auch die Minimalwertspeicherung U_min dieser negativen Abweichung des aktuellen Meßwerts U vom Mittelwert, wobei jeweils der niedrigste Wert gespeichert und zur Abfrage am Ende des Abfragezeitraums S3 bereitgehalten wird.
Am Ende des Abfragezeitraums S3 stehen mithin die den Verlauf des Abfragezeitraums repräsentierenden Werte des Mittelwerts sowie die maximalen positiven und negativen Abweichungen hiervon zur Abfrage und Auswertung durch die zentrale Datenerfassungsanlage bereit. Alternativ hierzu können neben dem Mittelwert die absoluten Extremwerte bereitgestellt werden.
Auf diese Art und Weise kann z.B. die Fadenspannung in einer Textilmaschine mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen für je einen zu bearbeitenden Faden laufend ermittelt, in jedem Abfragezeitraum als Maximal-, Minimal- und Mittelwert bereitgestellt, von der zentralen Datenerfassungsanlage über einen Scanner von Bearbeitungsstelle zu Bearbeitungsstelle in Zeitabständen abgefragt und zu einer Qualitätsaussage ausgewertet werden. In Abhängigkeit von den Abfragewerten U_mittel , U_max und U_min können dabei Fehleralarmsignale erzeugt werden. Hierzu wird zum einen für die mittlere Fadenspannung, repräsentiert durch die Ausgangsspannung U_mittel eine bestimmte Bandbreite vorgegeben. Wenn der aktuell ermittelte Mittelwert diese Bandbreite von zulässigen Fadenspannungen verläßt, wird ein Fehleralarmsignal gegeben und z.B. die betroffene Bearbeitungsstelle stillgesetzt oder für diese Bearbeitungsstelle ein Fehler signalisiert. Ebenso wird für den Maximalwert als Abweichung vom Mittelwert eine bestimmte Bandbreite vorgegeben und ebenso für den Minimalwert als Abweichung vom Mittelwert. Dabei können diese Bandbreiten unterschiedlich groß sein.
Fig. 6 zeigt ein Prinzipschaltbild zur Bereitstellung der analogen Extremwerte und des analogen Mittelwerts an jeder Meßstelle. Der Meßwert, z.B. - wie in Fig 3 - die Fadenzugkraft einer Meßstelle, wird durch den Sensor 5 laufend erfaßt. Mit 14 ist ein Speicher bezeichnet, der jeder Meßstelle zugeordnet ist. In dem Speicher werden die Meßwerte verstärkt und zu dem Maximalwert U_max, dem Mittelwert U_mittel und dem Minimalwert U_min verarbeitet und zur Abfrage bereitgehalten. Hierzu weist der Speicher 14 zunächst einen Verstärker 20 zur Verstärkung des Meßsignals auf. In einem Scheitelwertmesser 21 erfolgt sodann die Bildung des Maximalwertes als Abweichung vom Mittelwert und in dem invertierten Scheitelwertmesser 22 die Bildung des Mininalwerts als Abweichung vom Mittelwert. Mit 23 ist ein Tiefpass-Filter zur Erzeugung des Mittelwerts dargestellt. Die sonstigen elektronischen Einrichtungen des Speichers sind nicht bezeichnet. Am Ausgang des Speichers werden dementsprechend der Maximalwert der Meßwerte pro Abfragezeitraum, der laufende Mittelwert und der Minimalwert der Meßwerte pro Abfragezeitraum bereitgestellt. Diese Werte werden einer Schalteinrichtung, einem sog. "Scanner" 31 aufgegeben. Seine Funktion ist es, die parallel und gleichzeitig anstehenden Signale nacheinander über einen Analog-Digital-Wandler 32 (A/D-Wandler) und Leitung 16 dem Rechner 17 zuzuführen. Wie bereits beschrieben, werden durch den Rechner 17 die Abfragezeitpunkte vorgegeben. Zu jedem Abfragezeitpunkt gibt der Rechner eine kodierte Signalkette eventuell zur Adressierung über Leitung 19 aus, durch die jeweils eine Meßstelle mit ihrem Speicher 14 angesprochen und die gespeicherten Ausgangssignale abgefragt werden. Nach erfolgtem Datenabruf über Leitung 16 gibt der Rechner über Leitung 19 ein auf den einzelnen Speicher kodiertes Löschsignal aus, so daß die gespeicherten Maximal- bzw. Minimalwerte gelöscht werden. Der Mittelwert bleibt stehen. Weiterhin kann über die Leitung 19 auch eine Fehleralarmsignaleinrichtung 24 angesprochèn werden.
Die für diese Schaltung verwandten Scheitelwertmesser und Tiefpass-Filter sind bekannt. Die Scheitelwertmesser werden anhand des vereinfachten Schaltbildes nach Fig. 7 noch einmal erläutert. Der Scheitelwertmesser zur Ermittlung des Maximalwerts weist insbesondere die Diode 25 und den Kondensator 26 auf. Der Kondensator liegt an einem Potential von 0 V. Für den Meßwert U ist eine Spannung von 0 bis 10 V zugelassen. Da die Diode 25 eine Stromrichtung sperrt, wird der Kondensator 26 bis zu dem Maximalwert, der in der Abfragezeit erreicht wird, aufgeladen, so daß dieser Maximalwert gespeichert wird und als Ausgangssignal des Abfragezeitraums stehenbleibt.
Mit 27 ist ein Schalter bezeichnet, durch den der Kondensator 26 kurzgeschlossen wird. Schalter 27 wird über Leitung 19 angesteuert, wenn nach der Abfrage der Maximalwert U_max gelöscht werden kann.
Der invertierte Scheitelwertbildner 22 weist die Diode 28 auf sowie den Kondensator 29. Die Durchflußrichtung der Diode 28 ist jedoch umgekehrt. Der Kondensator dagegen liegt an einer Spannung von 15 V, die höher ist als die höchste vorkommenden Meßspannung, die zuvor mit 10 V angegeben worden ist. Das bedeutet, daß jede Verminderung des Meßwerts an dem Kondensator 29 als vergrößertes und bleibendes Spannungsgefälle erscheint, das als Minimalwert U_min am Ausgang des Speichers stehenbleibt. Mit 30 ist wiederum ein Schalter bezeichnet, durch den der Kondensator kurzgeschlossen und damit über Leitung 19 ein Löschsignal gegeben werden kann.
Der Tiefpass-Filter 23 besteht im wesentlichen aus Widerständen und Kondensatoren, die bekannt sind.
Es sollte erwähnt werden, daß die Schaltung nach Fig. 7 von der Beschreibung der Fig. 6 und dem in Fig. 6 gezeigten Flußdiagramm insofern abweicht, als hier die Extremwerte durch ihre absoluten Werte dargestellt werden. Um eine Übereinstimmung zwischen den Figuren 6 und 7 zu erlangen, besteht auch die Möglichkeit, die Meßwerte im Speicher 14 so zu verarbeiten, daß die Extremwerte den Differenzwert der gemessenen Extremwerte und deren Mittelwert darstellen. Dies kann auf zweierlei Art erreicht werden: Zum einen kann zwischen Punkt 38 und Spannungsfolger 33 sowie zwischen Punkt 38 und Spannungsfolger 34 ein Element geschaltet werden, das die Differenz zwischen dem aktuellen Meßwert und dem Mittelwert U_mittel ermittelt. Ein derartiger Differentialverstärker ist in Fig. 8 mit 39 angegeben. Zum anderen können die Spannungsfolger 35 und 36 in Fig. 7 durch einen Differentialverstärker ersetzt werden, der an den Ausgang des Differentialverstärkers 37 angeschlossen ist und die Extremwerte U_max und U_min so verarbeitet, daß sie die Differenz zwischen den absoluten Extremwerten und dem Mittelwert darstellen.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

1: Faden
2: Galette
3: Heizung
4: Galette
5: Meßwertgeber, Fadenzugkraftmesser
6: Treibwalze
7: Aufwicklung
8: Meßfühler
9: Komparatorschaltung
10: Komparator
11: Eingang
12: Widerstand
13: Eingang
14: Speicher
15: Parallel-/Serienwandler
16: Leitung
17: Rechner
18: Parallel-/Serienwandler
19: Leitung
20: Verstärker
21: Scheitelwertmesser
22: Scheitelwertmesser
23: Tiefpaßfilter
24: Fehlersignaleinrichtung
25: Diode
26: Kondensator
27: Schulter
28: Diode
29: Kondensator
30: Schalter
31: Scanner
32: Analog/Digital-Wandler
33: Spannungsfolger (Voltage Follower)
34: Spannungsfolger
35: Spannungsfolger
36: Spannungsfolger
37: Spannungsfolger
38: Punkt
39: Differenzverstärker

Claims

Verfahren zur zentralen Erfassung der laufend anfallenden Meßwerte einer Vielzahl von Meßstellen, die zur Übermittlung und Auswertung von Meßwerten nacheinander und in regelmäßigen Zeitabständen mit einer zentralen Datenerfassungs- und/oder Datenverarbeitungsanlage verbunden werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
an jeder Meßstelle innerhalb jedes Zeitabstandes die Maximalwerte und Minimalwerte der laufenden Meßwerte ermittelt und jeweils als Ausgangssignal gespeichert werden,
und daß die gespeicherten Ausgangssignale in den vorgegebenen kurzen Zeitabständen durch die zentrale Datenerfassungsanlage abgefragt und erfaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gespeicherten Ausgangssignale nach der Abfrage und Erfassung durch die zentrale Datenverarbeitungsanlage gelöscht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
aus den vorkommenden Meßwerten oder dem Erfassungsbereich des Meßwertgebers eine begrenzte Bandbreite von Meßwerten als Meßbereich ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Überschreiten des ausgewählten Meßbereichs als Fehler signalisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
aus den Meßwerten laufend ein Mittelwert gebildet, gespeichert und abgefragt wird.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Extremwerte durch Vergleich mit dem Mittelwert gebildet werden und vorzugsweise, daß ein Fehlersignal gegeben wird, wenn die auf diese Weise gebildeten Extremwerte eine als höchst zulässig vorgegebene Abweichung überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die innerhalb eines Abfragezeitraums vorkommenden Extremwerte als größte Abweichung der Meßwerte vom Mittelwert ermittelt und gespeichert sowie abgefragt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelwert fortlaufend aus den aktuell gemessenen Daten und unabhängig von den Abfragezeiträumen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mittelwert dadurch gebildet wird, daß die laufend anfallenden aktuellen Meßwerte über einen Tiefpass-Filter gegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Extremwerte durch Scheitelwertmessung der aktuellen Meßwerte ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der gesamte Meßbereich jeder Meßstelle in Meßstufen (I bis VIII) unterteilt wird,
daß an jeder Meßstelle für Meßstufen, die von den anfallenden Meßwerten einer Stelle überreicht oder überschritten werden, jeweils ein Ausgangssignal (AI bis AVIII) erzeugt und gespeichert und zur Abfrage bereitgehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
in Stufen zunehmende Referenzwerte jeweils einem Komparator zugeführt und darin mit dem Meßwert verglichen werden,
und daß der jeweilige Komparator ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Meßwert den Referenzwert zumindest annähernd erreicht oder überschreitet.