Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheben von Störungen an Maschinen, insbesondere an Spinnmaschinen, wobei Störungssignale von der Maschine an einen Prozessleitrechner gegeben werden, der die Behebung der Störungen steuert.

Beispielsweise in vollautomatischen Garnproduktions¬ anlagen ist heute nur noch ein Minimum von Wartungs¬ personal zu finden. Dieses muss auftretende Störungen gezielt, ohne Zeitverzug und exakt nach betrieblicher Priorität behandeln, damit der Nutzeffekt der gesamten Anlage erhalten bleibt. Heutige Alarmsysteme passen die Prioritäten der erforderlichen Eingriffe nicht den betrieblichen Gegebenheiten an, so dasε sich daraus Zeitverluste und unnötige Personalbelastungen ergeben.

Als Alarmsysteme sind beispielsweise Blinklichter in einem Spinnsaal oder auf einer einzelnen Maschine oder entsprechende akustische Signale bekannt. Diese Alarme sind jedoch unspezifisch, belasten das Personal unnötig und geben keinen Hinweis auf die Art der Störung, den Ort und die Priorität.

Optische Alarmlichter müssen von überall her sichtbar angebracht sein, akustische Signale sind oft wegen ent¬ sprechender Hintergrundgeräusche der Maschinen nur schwer hörbar.

Bekannt sind auch Bildschirmüberwachungsanlagen für ganze Maschinengruppen. Allerdings bedarf es hier einer Person, die den Bildschirm laufend überwacht bzw. diesen nach einem Alarm erst aufsuchen muss.

Aus der DE-OS 31 35 333 ist ein Verfahren zum Einsatz¬ steuern einer Bedienperson oder einer mobilen Wartungs¬ vorrichtung in einer Spinnereianlage mit einer Vielzahl von Bedienstellen bekannt, nach welchem auftretende Bedienfälle nach Art und Ort erfasst und an einen zentralen Datenspeicher übermittelt werden. Dieser zentrale Datenspeicher wird nach aufgetretenen Bedien¬ fällen in der Rangfolge ihrer Bedienbedürftigkeit (Schadensgeneigtheit) abgefrag und mindestens der Ort, ggfs. auch die Art der vorzunehmenden Bedienung des rangersten Bedienfalles der Bedienperson bzw. der mobilen Wartungsvorrichtung als zu wartende Bedienstelle aufgegeben.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass nur durch die Abfrage selbst eine auftretende Störung erkannt wird.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren der oben genannten Art zu entwickeln, mit dem auftretende Störungen schnellstmöglich entsprechend ihrer Priorität beseitigt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass vom Prozessleit¬ rechner ein Alarmruf-Sender angesteuert wird, welcher einen gewünschten Spezialisten zum Beheben der Störung an eine bestimmte Maschine ruft.

Bei der klassischen Einsatzdoktrin der Wartungs¬ spezialisten wird unterschieden zwischen einer geplanten Wartung, wie beispielsweise Schmieren, Reinigen, regelmässige Kontrolle, preventiver Austausch oder Aufarbeiten von Komponenten, und dem Beheben von zufällig auftretenden Störungen. In der Regel wird die Wartung durch ungelerntes, an der betreffenden Maschine ausgebildetes Personal erledigt. Die Organisation ent¬ spricht einem normalen, produktiven Arbeitseinsatz. Die Aufsicht und Kontrolle übt ein beruflich qualifizierter Spezialist aus, der auch das Personal anlernt.

Die Diagnose und das Beheben von Störungen dagegen erfordert einschlägig ausgebildete Spezialisten. Diese müssen dauernd verfügbar sein und bei einem zeitlichen Zusammentreffen von Störungen nach Prioritäten arbeiten können. Der Einsatz dieser Spezialisten verlangt in erster Linie nach hoher Verfügbarkeit, was allgemein nur auf Kosten der Arbeitsleistung zu realisieren ist.

Durch das vorliegende erfindungsgemässe Verfahren wird der Einsatz der Spezialisten optimiert. Eine Grund¬ tätigkeit ( "Füllarbeit" ) besieht aus anspruchsvollen, aber zeitlich nicht festgelegten Wartungsarbeiten oder dem Beaufsichtigen der Wartungsequipe. Hinzu kommen zeitlich unregelmässig anfallende Spezialaufgaben, wie die Diagnose und das Beheben von Störungen. Entscheidend ist, dass der betreffende Spezialist sich seiner jeweiligen Tätigkeit mit voller Konzentration widmen kann. Insbesondere ist es beim Ausüben der Grundtätigkeit störend, wenn die Aufmerksamkeit durch ein dauerndes Überwachen der Umgebung abgelenkt wird. Dies ist beispielsweise bei Alarmsystemen der Fall, die mit optischen oder akustischen Signalen arbeiten.

Ferner ist es für den Spezialisten belastend, wenn er bei mehreren gleichzeitigen Störungen die Gesamt¬ situation erfassen, beurteilen und die Priorität in der Bearbeitung selbst festlegen muss.

Schliesslich führt das Erkunden der Störung am Ort, wie es aufgrund eines allgemeinen Alarmes notwendig ist, zu einem erheblichen Zeitverlust. Die nötigen Hilfsmittel zur Störungsbehebung lassen sich bei modernen Maschinen nicht mehr am Gürtel mittragen. Sie müssen normaler¬ weise einsatz- und störungsbezogen ausgewählt und an den Einsatzort mitgenommen werden.

Noch weniger überschaubar wird die Situation bei gleichzeitigem Einsatz von mehreren Spezialisten bei mehreren unterschiedlichen Störungen. Für diesen Fall ist es angezeigt, den Einsatz der Spezialisten von einem besonderen Disponenten führen zu lassen. Allerdings ist dies sehr teuer, so dass hier dem Prozessleitrechner der Vorzug zu geben ist. Somit übernimmt der Prozessleitrechner eine aktive Funktion, so dass ein Störfall nicht erst bei Abruf erkannt wird.

Bevorzugt soll die Störung in der Maschine selbst, ins¬ besondere in der Maschinensnεuerung, klassiert werden. Dies bedeutet, dass die Störung einem bestimmten Spezialisten, beispielsweise einem Meister oder einem Wartungsspezialisten zugeordnet und mit einer bestimmten Priorität versehen wird. Diese Angaben werden dann von der Maschine zu dem Prozessleitrechner weitergegeben, der eine Vielzahl von Maschinen über¬ wacht und entsprechende Signale sammelt. Der Prozess¬ leitrechner ordnet dann wieder die Signale der Maschinen entsprechend ihrer Priorität und ruft dem¬ entsprechend über den Alarmruf-Sender einen gewünschten Spezialisten.

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Dem Prozessleitrechner fällt ferner auch die Aufgabe zu, den Status und die Einsätze für jede Maschine logbuchartig zu speichern, so dass aufgetretene Störungen konsequent und zuverlässig festgehalten werden, ohne dass das Personal mit administrativen Arbeiten belastet ist.

Im übrigen sollte im Alarmruf des Alarmruf-Senders selbst Ort und Art der Störung angegeben werden, damit der Spezialist sofort die richtige Maschine aufsuchen kann und bereits entsprechendes Reparaturmaterial zur Beseitigung einer bestimmten Störung mitnehmen kann. An der Maschine selbst kann er dann anhand einer Anzeige¬ einrichtung ablesen, wo der Fehler liegt, der zu beseitigen ist.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines Alarmsystems, welches Störungsmeldungen einer Vielzahl von Maschinen und Transportsystemen sammelt, diese laufend gemäss den prozessbedingten Prioritäten bewertet, das zuständige Personal alarmiert und über Ort und Art der Störung orientiert. Ferner wird die Störungsbehebung überwacht, da der Spezialist erst bei Störungsbehebung eine entsprechende Meldung abgibt. Ferner wird ein Störungsprotokoll für άi Gesamtanlage und auch für jede einzelne Maschine geführt.

Auf diese Weise wird der richtige Spezialist an den richtigen Ort mit den richtigen Hilfsmitteln auto¬ matisch durch den Prozessleitrechner der Anlage geführt. Es erfolgt eine zweckmässige Behandlung von einer Vielzahl von Störungen, auch bei deren über¬ lappendem Auftreten, durch die Integration der Prio¬ ritäts-Bewertung in die Prozess-Steuerung. Ferner erfolgt ein zuverlässiges Führen eines Logbuches über

alle Störungen, welches wiederum als Basis für Ver¬ besserungen dienen.

Für jeden Einsatz wird nur das dazu benötigte Personal alarmiert und alle übrigen nicht gestört, welche im Bereich zufällig anwesend sind oder entsprechend andere Arbeiten zu verrichten haben. Die normalen Wartungsarbeiten werden unabhängig von einem Alarm weiter normal durchgeführt, so dass das Wartungs¬ personal voll für ungeplante Einsätze zur Verfügung steht. Im übrigen werden die Prioritäten der Einsätze dauernd den Erfordernissen der laufenden Produktion angepasst. Ggfs. wird ein Einsatz mit geringerer Priorität unterbrochen, um eine wichtigere Störung beheben zu können.

Ein entsprechendes Alarmsystem zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aus verschiedenen Komponenten. Zu erwähnen ist hier in erster Linie der Prozessleitrechner, welcher im Störungsfall entsprechende Signale von der einzelnen Maschine erhält. In der Regel erfolgen diese Signale durch die Maschinensteuerung selbst, wobei das Signal bevorzugt Angaben über die Dringlichkeit der Störungsbehebung, die Art der Störung und den anzufordernden Personenkreis (Bediener, Mechaniker, Meister) enthält.

Im Prozessleitrechner erfolgt dann eine zentrale Auswertung der Störungssignale, welche die einzelnen Störungen bewertet, in eine Prioritäts-Warteschlange einordnet und den Status der einzelnen Maschinen nach Art eines Logbuches abspeichert.

Diese Funktion wird vorzugsweise von einem bereits vorhandenen und noch für andere Funktionen zuständigen Prozessleitrechner übernommen.

Der Prozessleitrechner hat ferner auch die Aufgabe der zentralen Überwachung der einzelnen Spezialisten, welche die Verfügbarkeit der einzelnen Personen laufend ausweist, deren Einsatzmöglichkeit kennt und berück¬ sichtigt und deren Einsätze anhand eines Logbuches speichert. Dieses Funktion wird ebenfalls von einem bereits vorhandenen und noch für andere Funktionen zuständigen Prozessleitrechner übernommen.

Erfindungsgemäss ist dem Prozessleitrechner ein Alarm¬ ruf-Sender zugeordnet mit einem Selektivruf für die einzelnen Empfänger. Dieser Alarmruf-Sender steht in Funkverbindung mit den Empfängern, welche die einzelnen Spezialisten mit sich führen. Dieser persönliche Ruf¬ empfänger besitzt bevorzugt noch eine alphanummerische Anzeige für Kurztexte, so dass dem Spezialisten bereits Ort und Art der Störung mitgeteilt werden kann. Auf diese Weise kann der Spezialist die bestimmten erforderlichen Gerätschaften mitführen.

An jeder einzelnen Maschine befindet sich eine Anzeige¬ einrichtung, welche dem Spezialisten auf sein Verlangen hin die vollständigen Informationen über Ort, Art und Dringlichkeit und seinen nächsten Einsatz angibt.

Ein Kommunikations-Netzwerk verbindet die Maschine mit dem Prozessleitrechner, ferner besitzen sowohl Maschine wie auch Prozessleitrechner entsprechende notwendige Programme.

Diese Kombination von Komponenten in einem erfindungsgemässen Alarmsystem benutzt weitgehend Einrichtungen, welche für die Führung des Produktionsprozesses ohnehin benötigt werden. Es ist deshalb entscheidend kostengünstiger als vergleichbare Systeme. Als zusätzliche Teile werden lediglich die Alarm¬ ruf-Einrichtung und die Programme für die Zusatzfunktionen des Prozessleitrechners und gegebenenfalls der Maschine be¬ nötigt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine blockschaltbildliche Darstellung von Komponenten eines erfindungsgemässen Alarmsystems und deren Ver¬ knüpfung ,

Fig. 2 eine blockschaltbildliche Darstellung von Software- Modulen des Alarmsystems gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Empfänger,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Spinnerei zur Herstellung von gekämmtem Garne aus Baum oll oder Baumwoll/Chemiefasermischungen,

Fig. 5 eine schematische Aufteilung der gleichen Spinnerei in Prozessstufen,

Fig. 6 eine mögliche Zuordnung solcher Prozessstufen zu "Bereiche" je mit einem eigenen Prozessleitrechner,

Fig. 7 einen "Bereich" nach Fig. 6, wobei weitere Einzel¬ heiten der Kommunikationsverbindungen innerhalb des Bereiches erläutert werden sollen und

Fig. 8 weitere Einzelheiten eines Systems nach Fig. 7.

In dein Aüsfiihrunςsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 1 sind fünf Maschinen oder Transportsysteme la - le über ein Kommu¬ nikations-Netzwerk 2 mit einem Prozessleitrechner 3

verbunden. Jede Maschine 1 besitzt eine Maschinensteuerung 4, dieverse Sensoren 5, insbesondere zur Ermittlung von Stö¬ rungen, und eine Anzeige plus Tastatur 6.

Im Störungsfall gibt die entsprechende Maschine ein Signal über das Netzwerk 2 zum Leitrechner 3 ab. In der Regel er¬ folgt die Signalabgabe über die MaschinenSteuerung 4, wobei das Signal Angaben über die Art der Störung, die Dringlich¬ keit der Störungsbehebung und die anzufordernde Personal¬ gruppe (Bediener, Mechaniker, Meister) enthalten soll.

Der Prozessleitrechner 3 empfängt die Störungssignale, be¬ wertet die einzelnen Störungen selbst und ordnet diese in eine Prioritäts-Warteschlange ein. Ebenfalls ist in dem Prozessleitrechner 3 der Status der einzelnen Maschinen la le nach Art eines Logbuches gespeichert.

Ausser dieser zentralen Auswertung der Störungssignale wird von dem Prozessleitrechner 3 bevorzugt noch die zentrale Überwachung der einzelnen Personengruppen durchgeführt. Hierzu gehört die Kenntnis über die Verfügbarkeit jeder einzelnen Person, deren Einsatz¬ möglichkeit und die Speicherung der Einsätze anhand eines Logbuches.

Von dem Prozessleitrechner 3 kann ein Alarmruf-Sender 7 angesteuert werden. Dieser Alarmruf-Sender 7 besitzt einen Selektivruf für einzelne Empfänger, insbesondere Taschenempfänger, welche mit der Bezugszahl 8 gekenn¬ zeichnet und in Figur 3 beispielhaft dargestellt sind. Die entsprechenden Funkverbindungen 9 sind gestrichelt angedeutet.

Über diese Empfänger 8, welche in der Regel Taschen¬ empfänger sind und ein Tonsignal abgeben bzw. eine Kurz-Textanzeige 8a aufweisen, wird ein Meister M, ein Wartungs-Spezialist W oder ein Bediener B informiert. Die entsprechend alarmierte Person kann sich nun zu der entsprechenden Maschine la-le begeben, wo ihr die Anzeigeeinrichtung 6 eine vollständige Information über Ort, Art und Dringlichkeit der Störung gibt. Diese Gänge sind für die Bediener und den Wartungs-Spezialisten gestrichelt mit den Bezugszahlen 10 und 11 gekennzeichnet. Dem Meister M sollte auch über einen Weg 12 ein Terminal 13 zugänglich sein, aus dem er Informationen ablesen bzw. neue Informationen eingeben kann. Dieses Terminal steht in der Regel an seinem ständigen Arbeitsplatz.

Der Prozessleitrechner 3 steht im übrigen noch mit einem Betriebsleitrechner 14 in Verbindung, wobei die vom Prozessleitrechner zum Betriebsleitrechner 14 gegebenen Informationen über ein Terminal 15 von einem Betriebsleiter L abgerufen werden können.

Diese vorliegende Kombination von Komponenten gemäss Figur 1 benutzt weitgehend Einrichtungen, welche für die Führung des Produktionsprozesses ohnehin benötigt werden. Als zusätzliche Teile werden im wesentlichen die Alarmruf-Einrichtung und die Programme für Zusatz¬ funktionen des Prozessleitrechners bzw. an der Maschine benötigt. Diese Zusatzprogramme sind in Figur 2 schematisch dargestellt. An der Maschine la-le ergeben sich als Zusatzprogramme eine Alarmauswertung 16 und ein Alarmdialog 17.

Der Prozessleitrechner 3 ist mit folgenden Programmen bestückt: Prioritätsfestlegung 18, Personaldisposition 19, Alarmauswertung 20 (ähnlich der Alarmauswertung 16) und die Alarmstatistik 21.

Dem Betriebsleitrechner 14 ist im vorliegenden Aus¬ führungsbeispiel noch eine Prozess-Simulation 22 zugeordnet. Diese erstellt eine Vorraussage der Folgen der eingetretenen Störungen auf den Prozessablauf und die Produktion. Diese Voraussage beeinflusst wieder die Prioritäts-Einstufung der einzelnen Eingriffe 18 und ist über den Dialog 17 dem Meister M zugänglich.

Die erfindungsgemässe Alarmanlage funktioniert^ folgendermassen:

An der Maschine 1 oder dem Transportsystem wird eine Störung festgestellt. In der Maschine findet eine Klassierung der Störung nach Art und Dringlichkeit des Eingriffes statt. Nachfolgend wird eine Klassierung beispielshaft angegeben. Als Störung wird festgestellt

a) Maschine durch Störung ausgefallen b) Maschine infolge Störung nur beschränkt betriebs¬ fähig

c) Maschine infolge Wickel d) Maschine mit hoher Fadenbruchrate infolge Ver¬ schmutzung e) Schmierintervall überschritten.

Eine von der Maschinensteuerung vorgenommene Klassierung ergibt

zu a) Eingriff des Wartungs-Spezialisten unmittelbar notwendig; zu b) Eingriff des Wartungs-Spezialisten empfehlens¬ wert; * zu c) Kontroll durch Bediener unmittelbar notwendig; zu d) Kontrolle durch Bediener empfehlenswert; zu e) Kontrolle oder Wartungsarbeit ohne Zeitdruck.

Entsprechend dieser Klassierung gibt die Steuerung an den Prozessleitrechner folgende Signale ab, wobei die Abkürzungen bedeuten:

B = Bediener

W = Wartungs-Spezialist

H = hohe Priorität

M = mittlere Priorität

T = geringe Priorität

zu a) W/H zu b) W/M zu c) B/H zu d) B/M zu e) W,B/T

Der Prozessleicrechπ^r 3, der entsprechende Signale von einer Mehrzahl von Maschinen 1 erhält, klassiert diese und ordnet sie entsprechend der Priorität. Sodann gibt

er entsprechende Signale an den Alarmruf-Sender ab, über dessen Funkruf die entsprechenden Wartungs-Spezialisten bzw. Bediener erreicht werden können. Diese Person geht dann zu der mitgeteilten Maschine, wo ihr Ort der Störung und zu er¬ wartender Eingriff angezeigt wird. Danach quittiert die Per¬ son den Alarm, behebt die Störung und meldet den Erfolg bzw. das Ergebnis.

Aufgabe des Betriebsleiters L ist vor allem die Personaldisponierung und die Anpassung von Prozessparametern. Letzteres gilt vor allem für die Aenderung von Prioritäten.

Die Bedeutung des Prozessleitrechners für die zukünftigen personalarmen Spinnereien kann kaum überbewertet werden. Während in der Vergangenheit ganze Mannschaften für die verschiedenen Bedienungs- und Wartungsarbeiten in der Spinnerei zur Verfügung standen, werden zukünftig nur Einzelpersonen vorhanden sein, um die ganze Spinnerei im Betrieb zu halten. Anhand der Fig. 4 soll nun die Bedeutung dieses Wandels verdeutlicht werden. Danach werden anhand der weiteren Figuren vorerst ein mögliches Organisationsschema für den Aufbau eines Prozessleitsystems und dann Einzelheiten der Kommunikationsverbindungen innerhalb eines solchen Systems erläutert. Dabei sollen die Bedienungsunterstützung erklärt werden, die nicht nur in Zusammenhang mit der Behebung von Störungen sondern für den ordentlichen Betrieb der Spinnerei überhaupt (über die gesamte Betriebszeit) von grosser Bedeutung ist.

Die in Fig. 4 dargestellte Spinnerei umfasst einen Ballen¬ öffner 120, eine Grobreinigungs aschine 122, eine Mischma¬ schine 124, zwei Feinreinigungsmaschinen 126, zwölf Karden 128, zwei Strecken 130 (erste Streckenpassage), zwei Kämme- reivorbereitungs-Maschinen 132, zehn Kämmaschinen 136, vier Strecken 138 (zweite Streckenpassage), fünf Flyer 140 und vierzig Ringspinnmaschinen 142. Dies ist eine heute

konventionelle Anordnung zur Herstellung von einem soge¬ nannten gekämmten Ringgarn. Das Ringspinnverfahren kann durch ein neueres Spinnverfahren (z.B. das Rotorspinnen) ersetzt werden, wobei die Flyer dann überflüssig werden. Da aber die Prinzipien dieser Erfindung unabhängig von der Art der End¬ spinnstufe anwendbar ist, reicht die Erklärung in Zusammen¬ hang mit dem konventionellen Ringεpinnen auch für die Anwen¬ dung der Erfindung in Zusammenhang mit neuen Spinnverfahren. Nicht gezeigt in Fig. 4 ist die Spulerei, die für neue Spinnverfahren (z.B. Rotorspinnen) ohnehin wegfällt.

Die Spinnerei nach Fig. 4 ist nochmals in Fig. 5 schematisch dargestellt, wobei im letzteren Fall die Maschinen zu "Ver¬ arbeitungsstufen" zusammengefasst worden sind. Gemäss dieser Betrachtungsweise bilden der Ballenöffner 120 und die Grob- reinigungsmaschine 122, Mischmaschine 124 und Feinreini- gungsmaschinen 126 zusammen eine sogenannte Putzerei 42, welche die Karderie 44 mit weitgehend geöffnetem und gerei¬ nigtem Fasermaterial beliefert. Innerhalb der Putzerei wird das Fasermaterial in einem pneumatischen Transportsystem (Luftstrom) von Maschine zu Maschine befördert, welches Sy¬ stem in der Karderie einen Abschluss findet. Die Karden 128 liefern je ein Band als Zwischenprodukt, welches in einem geeigneten Behälter (einer sogenannten "Kanne") abgelegt und weiterbefördert werden muss.

Die erste Streckenpassage (durch die Strecken 130) und die zweite Streckenpassage (durch die Strecken 136) bilden je eine Verarbeitungsstufe 46 bzw. 52 (Fig. 5). Dazwischen bil¬ den die Kämmerei orbereitungsmaschinen 132 eine Verarbei¬ tungsstufe 48 (Fig. 5) und die Kämmaschinen 134 eine Verar¬ beitungsstufe 50 (Fig. 5). Schliesslich bilden die Flyer 138 eine SpinxivorbeϊeiLuπgsstufe 54 (Fig. 5) und die Ringspinn¬ maschinen 140 eine Endspinnstufe 56 (Fig. 5).

Das Endergebnis des schematisch dargestellten Spinnprozesseε wird von sehr vielen Faktoren beeinflusst, die hier nicht einzeln behandelt werden sollen. Ein wichtiger Faktor ist der zu verarbeitende Rohstoff, welcher als eine Gruppe vqn ein¬ zelnen feststellbaren Fasereigenschaften (z.B. Faserfeinheit, Fasertyp, Faserfestigkeit usw.) dargestellt werden kann. Bei der Verarbeitung von Naturfasern (insbesondere von Baumwoll ^' - fasern) ist es nicht möglich einen Rohstoff mit einem vorbe¬ stimmten Stapeldiagramm "zu bestellen". Vielmehr muss durch geeignete Verarbeitung von Fasern aus verschiedenen Herkünf- ten ("Provenienzen") das gewünschte Diagramm erzeugt werden. Es sind insbesondere drei Verarbeitungsstufen, welche das Stapeldiagramm des zu verspinnenden Materials beeinflussen können, nämlich:

- die Putzerei,

- die Karderie,

- die Kämmerei.

Die Materialflussverfolgung spielt daher für die Spinnerei eine wesentliche Rolle. Aus Fig. 4 wird die Komplexität die¬ ser Aufgabe ersichtlich - man stelle sich die Anzahl der möglichen "Pfade" zwischen Ballenlager (für Rohbaumwolle) bis zur Endspinnstufe vor. Diese Aufgabe wurde in der Vergangen¬ heit durch den Betriebsleiter und seine Mannschaften gelöst.

In unserer deutschen Patentanmeldung Nr. 39 24 779 vom 26.06.1989 beschreiben wir ein Prozessleitsystem, wonach eine Spinnerei in "Bereichen" organisiert ist und Signale aus ei¬ nem Bereich zur Steuerung bzw. Regelung von vorangehenden Bereichen ausgenützt werden können. Ein Beispiel für eine solche Anlage ist in Fig. 6 schematisch gezeigt, wobei die Anlage drei Bereiche fai,B2 'und B3 umfasst und jeder Bereich einen eigenen Prozessleitrechner R1,R2,R3 zugeordnet ist. Jeder Rechner R1,R2,R3 ist zum Signalaustausch verbunden (in

Fig. 6 schematisch durch die Verbindungen 86 angedeutet) . Es wird dem Fachmann klar sein, dass die Darstellung der Fig. 6 rein schematisch ist. Es kann natürlich ein einziger Prozessleitrechner vorgesehen werden, welcher mit allen Be¬ reichen der Spinnereianlage verbunden ist und den gewünschten Signalaustausch zwischen diesen Bereichen durchführt. Die gezeigte Ausführung mit einem Prozessrechner R pro Bereich B stellt aber eine sinnvolle Ausführung dar, welche für diese Erklärung angenommen wird.

Der Bereich Bl umfasst die Putzerei 42 und die Karderie 44 (Fig. 5).

Der Bereich B2 umfasst sowohl die beiden Streckenpassagen 146,152 (Fig. 5) als auch die Kämmereivorbereitungsstufe 148 und die Kämmerei 150.

Der Bereich B3 umfasst die Flyer 154 und die Endspinnstufe 156 (Fig. 5), allenfalls auch eine Spulerei.

Die personalarme Spinnerei kann natürlich nur durch Automa¬ tisierung der Funktionen erzielt werden, dievorher durch die Mannschaften ausgeübt wurden. Diese Funktionen umfassen ins¬ besondere den Transport des Materials zwischen den Verarbei¬ tungsstufen und die Einführung des Materials in die Maschine, die es weiterverarbeiten sollte. Weiter ist das Personal für die Ueberwachung der Anlage und die Behebung von Störungen zuständig. Die Uebernahme eines Teils dieser Aufgabe durch die Auto atisation und des Leitsystems wird nachfolgend an¬ hand der Fig. 7 näher erklärt. Der Bereich B3 (Fig. 6) dient hier als Beispiel.

Eine praktische Ausführung des Bereiches B3 für eine automa¬ tisierte Anlage ist in Fig. 7 gezeigt, allerdings immer noch schematisch, um die Informatik-Aspekte des Systems

darzustellen. Der dargestellte Anlageteil umfasst (in der Reihenfolge der Prozessstufen, d.h. der "Verkettung" der Ma¬ schinen) :

a) die Flyerstufe 300, b) eine Endspinnstufe 320, in diesem Fall durch Rings¬ pinnmaschinen gebildet, c) ein VorgarntransportSystem 310, um Flyerspulen von der Flyerstufe 300 an die Endspinnstufe 320 und leere Hülsen von der Endspinnstufe 320 zurück an die Fly¬ erstufe 300 zu tragen, und d) eine Umspulstufe 330, um die an den Ringspinnmaschi¬ nen gebildeten Kopse in grösseren (zylindrischen oder konischen) Packungen umzuwandeln.

Jede Verarbeitungsstufe 300,320,330 umfasst eine Mehrzahl von Hauptarbeitseinheiten (Maschinen), die je mit einer eigenen Steuerung versehen sind. Diese Steuerung ist in Fig. 7 nicht gezeigt, wird aber nachfolgend etwas näher erläutert. An der jeweiligen Maschinensteuerung angehängt, sind Robotikeinheiten (Bedienungsautomaten), die dieser Maschine direkt zugeteilt werden. In Fig. 7 ist für jeden Flyer der Stufe 300 ein eigener Doffer vorgesehen - die Funktion "Flyerdoffen" ist in Fig. 7 mit den Kasten 302 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in EP 360 149 bzw. in^DE-OS 3 702 265 gezeigt.

In Fig. 7 sind auch für jede Ringspinnmaschine der Stufe 320 ein Bedienungsautomat pro Spinnstellenreihe zur Bedienung der Spinnstellen und eine Aufsteckungsbedienung für die Vorgarn¬ zufuhr vorgesehen. Die Funktion "Spinnstellenbedienung" ist mit den Kasten 322,324 (ein Kasten pro Spinnstellenreihe) und die Funktion "Vorgarnzufuhr" mit den Kasten 326 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in EP 394 708 und 392 482 gezeigt.

Das Vorgarntransportsystem 310 ist auch mit einer eigenen Steuerung versehen, die hier nicht näher erläutert werden soll. Das System 310 umfasst eine Einheit zum Reinigen von Vorgarnspulen, bevor sie an die Flyerstufe 300 zurückgegeben werden. In Fig. 7 ist die Funktion "Vorgarnspulenreiniger" durch den Kasten 312 angedeutet. Eine mögliche Ausführung dieses Anlageteiles ist zum Teil in EP 392 482 gezeigt.

Die Ringspinnmaschinen der Stufe 320 und Spulmaschinen der Stufe 330 bilden zusammen einen "Maschinenverbund", wodurch der Transport er Kopse an die Spulmaschinen gewährleistet ist. Die Steuerung dieses Verbundes erfolgt von der Spulma¬ schine.

Ein Netz 350 ist vorgesehen, wodurch alle Maschinen der Stu¬ fen 300,320,330 und das System 310 für den Signalaustausch (Datenübermittlung) mit einem Prozessleitrechner 340 verbun¬ den sind. Der Rechner 340 bedient direkt ein Alarmsystem 342 und eine Bedienung 344 z.B. in einer Leitstelle bzw. in einem Meisterbüro.

Eine sehr wichtige Funktion des Umspulens von Ringspinngarn ist die sogenannte Garnreinigung, die mit dem Kasten 360 an¬ gedeutet ist. Der Garnreiniger ist über dem Netz 350 mit dem Prozessleitrechner 340 verbunden. Durch diese Vorrichtung werden Garndefekte eliminiert und gleichzeitig Informationen (Daten) gewonnen, die Rückschlüsse auf die vorangehenden Verfahrensstufen ermöglichen. Die Garnreinigungsfunktion wird an der Spulmaschine ausgeübt.

Jede Maschine ist auch mit einer "Bedienungsoberfläche" ver¬ sehen, die mit der jeweiligen Steuerung verbunden ist und Mensch-Maschine (oder sogar Robot-Maschine) Kommunikation ermöglicht. Die "Bedienungsoberfläche" kann auch als "Bedie- nungskonsol" bezeichnet werden. Ein Beispiel einer solchen

Bedienungsoberfläche ist in DE-OS 37 34 277 gezeigt, aller¬ dings nicht für eine Ringspinnmaschine, sondern für eine Strecke. Das Prinzip ist für alle solchen Bedienungsmittel gleich.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Anlage derart programmiert und ausgelegt, dass der Leitrechner 340 Bedie¬ nungsunterstützung über die Bedienungsoberfläche der jewei¬ ligen Maschine leisten kann, d.h. der Leitrechner kann Steu¬ erbefehle über dem Netz 350 senden und die Maschinensteue¬ rungen können derartige Steuerbefehle empfangen und befolgen, so dass der Zustand der Bedienungsoberfläche vom Leitrechner 340 über der jeweiligen Steuerung bestimmt wird.

Die Maschine kann natürlich mit mehr als eine "Bedienerober¬ fläche" versehen werden. Wichtig dabei ist, dass die bzw. jede solche Bedieneroberfläche mit der Maschinensteuerung verbunden ist, so dass Signale zwischen der Bedieneroberflä¬ che und der Maschinensteuerung ausgetauscht werden können. Wo z.B. ein Hilfsgerät an einer Maschine mit einer eigenen Be¬ dieneroberfläche versehen ist, das Gerät aber der Maschinen¬ steuerung untergeordnet ist, dann ist die Bedienungsoberflä¬ che des Gerätes der Maschine zuzuordnen.

Fig. 8 zeigt eine mögliche Variante der Architektur für eine Prozess-Steuerung nach Fig. 7. Fig. 8 zeigt nochmals den Leitrechner 340 und das Netzwerk 350 zusammen mit einem Rechner 390 einer Maschinensteuerung der Anlage (z.B. des Vorgarntransportsystems 310, das zur Erläuterung der Infor¬ matik einer "Maschine" gleichgesetzt werden kann). Jeder Rechner 340,390 hat ihm zugeordnete Speicher 343,345 bzw. 391 und Treiber 347,349 bzw. 393,394,395,396.

Die Treiber 349 bzw. 394 bestimmen die notwendigen Schnitt¬ stellen für die Kommunikation der Rechner 340,390 mit ihren

jeweiligen Bedienungsoberflächen, hier als Anzeige, Bedienung und Drucker angedeutet. Der Treiber 347 bestimmt die Schnittstelle zwischen dem Leitrechner 340 und dem Netzwerk 350 und der Treiber 393 die Schnittstelle zwischen dem Netz¬ werk 350 und der Maschinensteuerung 390.

Der Treiber 395 bestimmt die Schnittstellen zwischen der Ma¬ schinensteuerung 390 und den dadurch gesteuerten Antriebe (Aktorik). Der Treiber 396 bestimmt die Schnittstelle zwi¬ schen der Maschinensteuerung 390 den ihr zugeordneten Sensorik.

Wichtige Aktorikelemente in einer Spinnmaschine sind dieje¬ nigen, welche zum "Stillegen" einer Spinnstelle dienen, wobei "Stillegen" hier "als effektiv produzierende Spinnstelle stillegen" zu verstehen ist. In den meisten Fällen werden nämlich beim Stillegen einer einzelnen Spinnstelle nicht alle Arbeitselemente dieser Spinnstelle zum Stillstand gebracht, sondern das Spinnen wird in dieser Spinnεtelle unterbrochen. Dies kann z.B. durch Abbrechen der Materialzufuhr und/oder durch die Erzeugung eines Fadenbruches geschehen.

In einer weitgehend automatisierten Maschine (z.B. der Ro¬ torspinnmaschine) kann dies problemlos von einer zentralen Maschinensteuerung aus durch die eine oder die andere Mög¬ lichkeit bewerkstelligt werden. Es kann z.B. der Antrieb an die Speisewalze unterbrochen werden, um die Materialzufuhr an die Auflösewalze bzw. den Rotor der Spinnstelle zu unterbin¬ den. Es kann aber auch ein sogenannter Qualitätsschήitt in der Qualitätsüberwachung der Spinnstelle durchgeführt werden, um den Fadenlauf zu unterbrechen.

In der heute kcnvεnticne_-.xen Rings i nmaschine sind solche Möglichkeiten nicht vorhanden, da die Aktorik der einzelnen Spinnstellen nicht unter der direkten Kontrolle der zentralen

Maschinensteuerung steht. In solchen Maschinen kann aber die Stillegung einer Spinnstelle durch die Betätigung einer Lun- tenklemme bewirkt werden, um dadurch die Materialzufuhr zu unterbinden. Eine dafür geeignete Luntenklemme ist in den Fig. 15 bis 19 der EP 388 938 gezeigt worden.

Die Ausnützung einer Luntenklemme zum Unterbrechen der Mate¬ rialzufuhr wird bei allen Maschinentypen wichtig sein, wo das Vorlagematerial über ein Streckwerk an die Spinnelemente ge¬ liefert wird, weil normalerweise das Abstellen einer ein¬ zelnen Position eines Streckwerks unmöglich ist. Den Lunten¬ klemmen der einzelnen Spinnstellen können natürlich auch je eine Betätigungsvorrichtung zugeordnet werden. Diese sind dann auch von einer zentralen Maschinensteuerung aus betä¬ tigbar. Beispiele solcher Luntenklemmen sind in EP 322 636 und EP 353 575 zu finden.

In der bevorzugten Ausführung wird die Erfindung in einer Anlage nach Fig. 7 und 8 realisiert, d.h. in einer Anlage, worin mindestens eine Maschinensteuerung eine Bedienungs¬ oberfläche aufweist und der Prozessleitrechner diese Bedie¬ nungsoberfläche zur Kommunikation mit einem Menschen an die¬ ser Maschine verwenden kann. Durch diese Anordnung kann re¬ lativ leicht sichergestellt werden, dass in der gesamten vom Rechner gesteuerten Anlage einem bestimmten Signal eine ein¬ deutige Bedeutung zugeordnet wird. Dies kann einem System gegenübergestellt werden, wonach die Bedienungsunterstützung über ein von den Maschinensteuerungen unabhängiges System erfolgt, z.B. nach US 4 194 349. Die Vorteile der Kombination nach dieser Erfindung sind besonders ausgeprägt, wenn ein Prozessleitrechner sowohl die Bedienungsunterstützung als auch die Steuerung der Maschinen beeinflusst, z.B. in einem Doff-Management-System für Ringspinnmaschinen, ähnlich einem System nach US 4 665 686.

Die Bedienungsunterstützung über die Bedienungsoberfläche an der zutreffenden Maschine stellt natürlich auch sicher, dass die Hilfe da angeboten wird, wo sie notwendig ist. Dies er¬ laubt auch eine Vereinfachung des Alarm- bzw. RufSystems, da die Bedienung jetzt im Prinzip nur an die betroffene Maschine geleitet werden muss, ohne vorher genau über die notwendige Handlung informiert zu werden. Das Alarm- bzw. RufSystem muss natürlich noch absichern, dass die Bedienung über die Dring¬ lichkeit bzw. die Priorität des Bedienungsrufes informiert wird bzw. dass die richtige Bedienungshilfe bzw. Bedienungs¬ person (Doffhilfe, Wartung, Fadenbruchbehebung usw.) an die betroffene Maschine gerufen wird.

Ueber die Bedienungsoberfläche kann eine Instruktion an die Bedienungsperson erteilt werden, eine Handlung zu tätigen, welche von der Maschinensteuerung selbst nicht ausgeführt werden kann, z.B. weil die dazu notwendige Aktorik in der zutreffenden Maschine nicht vorhanden ist bzw. nicht unter der Kontrolle der Maschinensteuerung steht. Ein Beispiel ei¬ ner solchen Handlung ist die Stillegung einer schlecht ar¬ beitenden Spinnstelle, wo die Maschinensteuerung nicht direkt in die Spinnstellen eingreifen kann. Die Bedienungsperson ist auch vorzugsweise in der Lage (oder ist sogar "gezwungen"), die Erzeugung eines Signals zu verursachen, welche die Aus¬ führung der Instruktion darstellt und dies an die Maschinen¬ steuerung bzw. den Prozessleitrechner mitteilt.

Aus den vorangehenden Erklärungen wird die zunehmende Bedeu¬ tung von Störungen in der Gesamtspinnerei klar sein. Diese Bedeutung umfasst die folgenden Aspekte:

- es sind in der automatisierten Spinnerei viel mehr Geräte vorhanden, die Störungen aufweisen können;

- diese Geräte sind komplexer als die vorherigen Grundma¬ schinen, wobei die neuen Maschinen auch komplexer werden müssen, um mit den neuen Geräten zusammenzuarbeiten;

- die Anzahl Leute, die Störungen und ihre Auswirkungen be¬ heben können, wird reduziert;

- da aber die Spinnerei noch nicht "vollautomatisiert" be¬ trieben werden kann, ist das noch vorhandene Personal auch für den normalen Betrieb notwendig; als "Störung" kann dementsprechend eine Situation betrachtet werden, wonach durch eine temporäre Ueberlastung des vorhandenen Perso¬ nals die ordentliche Abwicklung der normalen Arbeiten beeinträchtigt wird (auch dann, wenn die Maschinen und ihre Hilfsgeräte keine Defekte aufweisen) .

Die Ueberwachung der Anlage durch die geeignete Sensorik verbunden mit dem Prozessleitrechner bildet daher ein wich¬ tiges Merkmal dieser zukünftigen Spinnereien. Dabei muss dieser Rechner das noch verbleibende Personal mindestens die folgende Unterstützung leisten:

die notwendigen Arbeiten, um den ordentlichen Ablauf zu gewährleisten, sollten dem Personal angezeigt werden;

•f diejenigen Störungen, die zu Maschinenschäden führen kön¬ nen (z.B. ein Wickel auf dem Lieferzylinder des Streck¬ werkes einer Ringspinnmaschine) sollte festgestellt und dem Personal frühzeitig angezeigt werden;

"Anhäufungen" von Störungen und wesentlichen normalen Be¬ dienungsoperationen müssen vermieden werden, weil sie zu unbewältigbaren Belastungsspitzen und daher zu "Abstürze" führen können.

Dies alles erfordert das Sammeln und auswerten von grossen Informationsmengen. Diese Aufgabe wird vom Prozessleitrechner (zusammen mit der Sensorik und dem Informationsübertragungs¬ system) übernommen. Dies ermöglicht eine wesentliche Verbes¬ serung sowohl der Effizienz des Betriebes als auch der Qua¬ lität seines Produktes. Die Ringspinnmaschinen können z.B. gemäss einem Verfahren nach unsererdeutschen Patentanmeldung Nr. 39 28 755.6 vom 30. August 1989 betrieben werden. Dies bedeutet ber, dass die Anlage näher an ihre "Grenze" arbei¬ tet, was die Risiken des Abweichens vom "normalen" Betrieb wesentlich erhöht.

Die Bedienungsunterstützung umfasst daher vorzugsweise die folgenden Aspekte:

1) Der am besten geeignete Mensch im Betrieb soll zum geeig¬ neten Zeitpunkt auf die Notwendigkeit einer bestimmten Operation an einem bestimmten Ort aufmerksam gemacht wer¬ den (dies kann sowohl die Behebung einer Störung als auch die Einleitung eines normalen Verfahrens erfordern) .

2) in mindestens gewissen Fällen sollte dieser Mensch an bzw. in der Nähe des Einsatzortes zusätzliche Informationen über den notwendigen Einsatz erhalten (z.B. Lokalisierung eines Defektes innerhalb einer Maschine bzw. einer Bau¬ gruppe oder Einzelheiten der notwendigen Umstellungen an der Maschine bei einem Partiewechsel).

Der Prozessleitrechner braucht aber allenfalls Informationen vom Mensch bezüglich dem Erfolg bzw. Misserfolg seines Ein¬ satzes, insbesondere dann, wenn dieser Erfolg bzw. Misserfolg eine Auswirkung auf dem Nutzeffekt der Anlage hat.

In der bevorzugten Anordnung nach dieser Erfindung ist die Gesamtaufgabe folgenderweise gelöst:

- das Personal ist durch den Prozessleitrechner bezüglich der Ueberwachung der Anlage entlastet;

- über das Ruf-Sender /-Empfänger-System kann das Personal selektiv aufeinen notwendigen Einsatz aufmerksam gemacht werden, wobei nur die Minimalinformationen über das Ruf- system vermittelt werden müssen;

die zusätzlichen Informationen stehen (wenn notwendig) an der Bedienungsoberfläche der betroffenen Maschine bzw. Hilfsgerätes zur Verfügung;

- Rückmeldungen vom Mensch an den Rechner werden vorzugs¬ weise über die Maschine selbst übertragen z.B. die Bedie¬ nungsoberfläche umfasst Signalerzeugungsmittel zum Senden einer geeigneten Rückmeldung über das Netz an den Rechner.

Die Alternativlösung nach DE-OS 40 31 419 ist auch möglich. Nach dieser Lösung sind Rückmeldungen über ein Funkgerät an eine Zentrale zu senden. Dies erfordert aber eine relativ komplexe Eingabe durch den Mensch, was leicht zu Fehler und Fehlerschlüsse in der Zentrale führen kann. Die Bedienungs¬ instruktion an der Bedienungsoberfläche der Maschine kann aber z.B. eine einfache Eingabe über eine in der Bedienungs¬ oberfläche vorhandenen Tastatur verlangen, um Erfolg bzw. Misserfolg anzuzeigen. Es ist sogar möglich, ein einfaches Dialog zwischen dem Mensch und dem Prozessleitrechner nach diesem Muster zu gestalten.

Die gleiche Wirkung kann natürlich auch dadurch erzielt wer¬ den, dass "Bedienstationen" neben den Maschinen vorhanden sind und auch mit dem Prozessleitrechner über einem geeig¬ neten. Netz verbunden werde ; Dies erfordert aber eine " s ^ doppelung" der Bedienungsoberflächen, da moderne Maschinen auf jeden Fall mit solchen Oberflächen ausgerüstet werden

müssen. Es entsteht ausserdem ein zusätzliches Risiko der Verwechslung bzw. der Zweideutigkeit der Instruktionen, was im Betrieb verheerende Folgen haben könnte.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Rufsystem ein Empfänger bloss darauf aufmerksam macht (z.B. durch einen "Piepton"), dass er für einen Einsatz verlangt wird. Die not¬ wendige Information über den Einsatzort erhält er separat z.B. über ein Telefonnetz oder eine zentrale Anzeige. Die detailliertere Bedienungsunterstützung (mit Einzelheiten zum Einsatz) ist aber vorzugsweise an Ort und Stelle erhältlich. Diese Möglichkeit erfordert daher eine "Verteilung" des Sy¬ stems:

- Ruf (Aufmerksamkeit erwecken) Dringlichkeit angeben Einsatz bekanntmachen detaillierte Unterstützung geben.

Vorzugsweise wird aber den Ruf, die Dringlichkeit und die Bekanntmachung des Einsatzortes in einem Empfangsgerät kom¬ biniert.

Ein Prozessleitrechner (mit oder ohne ein Betriebsleitrech¬ ner) ist aber auch (beim Vorsehen der geeigneten Programmie¬ rung) in der Lage, noch weitere Unterstützung zu leisten und zwar durch die Simulierung des Bedienungseinsatzess über eine bevorstehende Einsatzperiode. Dazu wird die gesteuerte Anlage (bzw. der gesteuerte Anlageteil) durch Gleichungen "abgebil¬ det". Diese Gleichungen stellen Verbindungen zwischen den wesentlichen Leistungsdaten der Anlage (des Anlageteils) dar. Anhand von verschiedenen Annahmen können "Szenarien" nach dem Programm durchgearbeitet werden, wobei "optimale" bzw. "pro¬ blematische" Szenarien für den Bedienungseinsatz festgestellt werden können. Die Bedienungsunterstützung kann dann

entsprechend angepasst werden, um möglichst "optimale" Sze¬ narien zu befolgen bzw. "problematische" Szenarien zu ver¬ meiden.

Die Einsatzperiode, die simuliert werden sollte, hängt von einigen Faktoren ab. Auf jeden Fall muss die zur Verfügung stehende Rechenkapazität berücksichtigt werden. Die Simula¬ tion darf nicht derart viel Rechenkapazität in Anspruch neh¬ men, dass die anderen Aufgaben des Prozessleitrechners dar¬ unter leiden. Deswegen kann es sinnvoll sein, diese Aufgabe auf einen Betriebsleitrechner weiterzugeben, falls ein solcher Rechner vorhanden ist und freie Kapazität hat. Falls aber die Kapazität auch im Prozessleitrechner zur Verfügung steht, kann die Simulation auf der "Prozessleitebene" durch¬ geführt werden.

Die Art des Betriebes hat auch einen Einfluss. Die "simu¬ lierte Einsatzperiode" sollte in allen Fällen mehr als eine einzige Bedienungsschicht umfassen, so dass die "zweite" bzw. eine weitere Schicht nicht bloss Probleme aus der "opti¬ mierten" Schicht lösen muss. Wo die Spinnerei auf die "fle¬ xible Fertigung" (mit häufigen Partie- bzw. Sortimentswech¬ seln) ausgerichtet ist, hat es keinen Sinn, viele Bedie¬ nungsschichte zu simulieren, da die ganze Organisation sich eher aufkurzfristige Anpassungen an eine sich schnell verän¬ dernde Situation einstellen muss. Wo relativ stabile Produk¬ tionsverhältnisse über eine längere Periode aufrechterhalten werden können, lohnt es sich eher entsprechend längere Peri¬ oden zu simulieren und "langfristig" optimale Szenarien aus¬ zusuchen.

Da ein Störungssignal von der Maschinensteuerung an den Prozessrechner weitergegeben wird, ist es möglich, die Maschine zu veranlassen, selbst mindestens einen Teil der Bedienerunterstützung auf der eigenen Bedieneroberfläche zu

geben insbesondere z.B. den genauen Ort der Störung, allen¬ falls auch den Zeitpunkt der Störung anzuzeigen. Dies hat den Vorteil, dass mindestens.einen Teil der Unterstützung vom Prozessleitrechner unabhängig ist und auch beim Ausfall des Rechners noch zur Verfügung gestellt werden kann.

Beispielhafte Anwendungen

1. Priorität der Alarme:

Der Bediener ist normalerweise nicht in der Lage, die Priorität in der Störungsbehebung richtig einzuschätzen.

Dazu müsste er einen Ueberblick haben zum aktuellen Ge¬ samtzustand der Anlage. Die Folgen einer Störung hängen nicht allein von der gestörten Teilfunktion ab (z.B. Wik- kel an einer Spinnstelle), sondern auch von der Dauer der Störungseinwirkung, den mitbetroffenen Anlageteilen im verkettetem Materialfluss und dem Prozess-Umfeld. So ist es beispielsweise unsinnig, einen Fadenbruch zu beheben, wenn ein abschliessender Doff-Vorgng vor der Umstellung auf ein anderes Sortiment unmittelbar bevorsteht.

Folgerung: Ein Alarmsystem muss die Prioritäten in der Behebung von Störungen laufend auf Grund des aktuellen Betriebszustandes evaluieren und dem Bediener vermitteln.

Dies geschieht durch den Rechner wie folgt:

Der Rechner übernimmt die Meldung des Betriebszu¬ standes der einzelnen Maschinen. Dies ist eine all¬ gemeine Funktion jedes Prozessleitsystems. Beispiel: Der Rechner übernimmt von einer Ringspinnmaschine die Anzahl der nicht-produktiven Spindeln.

Im Rechner sind bestimmte Grenzparameter in Abhän¬ gigkeit vom aktuellen Betriebszustand festgelegt. Beim überschreiten dieser Grenzen wird ein Alarm ge¬ neriert. Beispiel: Eine Ringspinnmaschine ist im ak¬ tuellen Betriebszustand "Start nach Doffen" . Die Grenze für den Anteil der nicht-produktiven Spindeln liegt bei 10%. Diese Grenze ist gegeben durch die Behebungskapazität des Bedienungsroboters (siehe auch DE-OS 39 28 755).

Der generierte Alarm wird vom Rechner an Hand einer Prioritätsliste eingestuft.

In einer obersten Hierarchiestufe wird die Priorität fest vorgegeben:

1 - Gefahr Personen (z.B. Brand)

2 - Gefahr für Sachwerte (z.B. fehlender Schmier¬ stoff

3 - Fehlproduktion (z.B. falsche Garnnummer)

4 - Produktionsunterbruch (z.B. zu viele Fadenbrüche)

5 - Intervalle für die präventive Wartung (z.B.

Läuferwechsel erforderlich).

In einer zweiten Hierarchiestufe wird die Priorität vom Rechner an Hand vorgegebener Regeln ermittelt. Massgebend für die Prioritätsklassen 3 - 5 (siehe oben) sind die hochgerechneten Folgekosten. Diese ermittelt der Rechner mit einer Simulation aufgrund des aktuellen Betriebszustandes der Anlage. Beispiel: der Rechner hat die Alarme "Maschine 3 = Fadenbruch¬ zahl zu hoch" und "Maschine 7 = Stillstand beim Doffen" generiert. Er vergleicht die voraussicht¬ lichen Kosten beider Fälle mit einer Hochrechnung und kommt zum Schluss, dass die Störungsbehebung an Maschine 7 höhere Priorität hat.

Der Rechner führt einen Einsatzplan der einzelnen Bediener. Er vergleicht die Priorität des laufenden Auftrages mit der Prioritätsliste und erzeugt einen Alarmruf an den ediener mit der laufenden Aufgabe der jeweils tiefsten Priorität, sobald ein Alarm höherer Priorität vorliegt.

Bei der Zuteilung der Einsätze berücksichtigt der Rechner die Fähigkeiten des einzelnen Bedieners, in dem er für eine bestimmte Störung nur Personen be¬ rücksichtigt, . _^ welche diese auch beheben können. Bei¬ spiel (Fortsetzung des Falles oben): Der Einsatzplan zeigt für Bediener "A" das Austauschen von Vorgarn an Maschine 2, fürBediener "B" ein Reinigen von Ober¬ walzen an Maschine 5. Er alarmiert nun den Bediener "B" zum Einsatz "Störungsbehebung der Maschine 7", der eine höhere Priorität aufweist. Falls nun der Bediener "B" nur für Reinigungsarbeiten qualifiziert ist, geht der Alarm an den Bediener "A" .

Der Einsatzplan der Bedienerequipe wird auf der An¬ zeige des Prozessleitsystems dargestellt und lässt sich durch den Vorgesetzten (Meister, Betriebsleiter) anpassen. Beispiel (Fortsetzung des Falles oben): Der Meister wünscht, dass die Arbeit des Bedieners "B" fortgesetzt wird und mutet die Störungsbehebung im vorliegenden Fall dem Bediener "A" zu. Er teilt die¬ sem Bediener direkt eine höhere Qualifikation zu. Der Alarm geht nun wiederum an "A" .

Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass kein Unterschied gemacht wird zwischen Wartungsarbeiten und Störungsbehebung. Diese Grenzen sind in der betrieb¬ lichen Praxis sehr fliessend. Gerade das Nebeneinander von geplanten Wartungsarbeiten und unplanbarer

Störungsbehebung muss für den personalarmen Betrieb be¬ herrscht werden. Systeme, die sich einzig auf die eine oder andere Aufgabe beschränken geraten mit der Betriebs¬ praxis in Konflikt.

2. Quittierung der Alarme und der Einsätze

Die allgemein bekannte Lösung besteht darin, dass ein be¬ liebiger Bediener das Erkennen des Alarmes quittiert. Der Störungszustand bleibt bis zu seiner Behebung bestehen, während der Alarm "stillgelegt" ist und sich auf eine Störungsanzeige beschränkt. Diese Anzeige verschwindet, wenn die Störung behoben ist.

Diese Bedienphilosophie hat sich bei einfachen Systemen bewährt, reicht aber für die bedienerarme Spinnerei vor¬ aussichtlich nicht aus. Im Fall einer Kette von Einsätzen verführt sie den Bediener zum reflexartigen Quittieren jedes neuen Alarmes. Das Beiheben in der richtigen Prio¬ rität wird weder unterstützt noch überwacht. Bei einem System mit mehreren Bedienern versagt das Verfahren, in dem die Zuständigkeit für Quittieren und Beheben unklar bleibt.

Folgerung: In einer grösseren Produktionsanlage mit meh¬ reren Bedienungspersonen muss der Alarmruf persönlich er¬ folgen und so lange bestehen bleiben, bis der Angespro¬ chene seine Aktion am Einsatzort abgeschlossen hat. Die Zuweisung der Tätigkeit erfolgt durch eine Daueranzeige. Jede Veränderung dieser Anzeige wird durch ein separates Signal angekündigt, dessen Erkennen für sich zu quittieren ist.

Dies geschieht durch Rechner und Rufempfänger wie folgt:

Der Rechner hat für den Bediener einen neuen Antrag ermittelt. Er übermittelt diesen über den Rufsender an den Empfänger des bestimmten Bedieners.

Der Empfänger alarmiert den Bediener durch ein auf¬ fälliges Signal und zeigt gleichzeitig den neuen Einsatzort und die neue Aufgabe (Stichwort) an.

Der Bediener quittiert das Erkennen des neuen Auf¬ trages am Empfänger.

Der Bediener schliesst seine laufende Arbeit ab, geht zum neuen Einsatzort und orientiert sich an der Be¬ dienoberfläche der betreffenden Maschine über die inzelheiten des Auftrages.

Der Bediener führt den Auftrag aus. Sofern dies durch die Steuerung der betreffenden Maschine erkannt wird, führt dies zum Verschwinden des gestörten Zustandes und somit automatisch zum nächsten Einsatz-Auftrag (siehe 2. ) . Wenn die betreffende Steuerung die Behe¬ bung nicht direkt über ihre Sensorik feststellen kann, meldet der Bediener von Vollzug der Arbeit über die lokale Bedienoberfläche.

Falls der Bediener nicht zeitgerecht reagiert, d.h. nicht am Einsatzort eintrifft oder den Auftrag nicht ausführt, löst dies einen Alarm mit höherer Priorität aus, während der betreffende Bediener als "nicht aktionsfähig" erkannt wird. Dies erfolgt nach dem einfachen Prinzip der Zeitüberwachung. Der Rechner evaluiert die Situation entsprechend und setzt mit einem neuen Alarm einen anderen Bediener ein.

Der besondere Vorteil dieses Konzeptes liegt darin, dass jeder Alarm als einzelner, persönlicher Auftrag behandelt und der Ausführung überwacht wird. Bei Schwierigkeiten oder Ausfall eines Bedienerε reagiert das Prozessleitsystem automatisch richtig.

3. Hilferuf bzw. Alarm durch den Bediener

Ein von seiner Aufgabe überforderter Bediener hat bei ei¬ nem Konventionellen Alarmsystem nur die Möglichkeit, selbst ins Meisterbüro zu gehen und dort weitere Hilfe anzufordern. Dazu muss er seine momentane Arbeit im Stich lassen.

Folgerung: Ein Alarmsystem muss berücksichtigen, dass auch der Bediener als "Sensor" in der Anlage tätig ist und seine Feststellungen auf einfache Art dem Prozessleitsystem mitteilen kann, ohne den Arbeitsplatz zu verlassen.

Die Integration der Maschinensteuerung ins Alarmsystem und die Benützung von Netzwerk und Prozessleitrechner ermög¬ lichen nun eine weitaus bessere Lösung:

Der Bediener tastet seine Feststellung/Hilferuf/Alarm vor Ort an der Bedienoberfläche der Maschine ein.

Dieser Alarm wird wie irgend ein von der Maschinen¬ steuerung stammender Alarm weiter behandelt und führt so automatisch zum Beizug weiterer Bediener unter geänderten Prioritäten.

4. Kommunikation Meister-Bediener

Der Vorgesetzte des Bedieners benötigt nicht nur die Uebersicht über die Einsätze sondern sollte auch mit den einzelnen Bedienern Kontakt haben. Ein wesentliches Ele¬ ment ist dabei der Personenschutz: im Extremfall eines Brandes muss er alle Bediener zum Verlassen der Anlage oder zum Dienst in der Betriebsfeuerwehr auffordern. Es ist aber auch denkbar, dass er eine grössere Zahl von Be¬ dienern für eine wichtige gemeinsame Arbeit zusammenfassen will. Für eine breite Auswahl solcher differenzierter Alarme reichen die Signalbegriffe üblicher Rufempfänger nich aus. Empfänger mit grösserer Anzeigefläche behindern der Träger und werden als unangenehm empfunden.

Folgerung: Das Alarmsystem sollte die Durchgabe von Mit¬ teilungen an den einzelnen Bediener bzw. Benutzer unter¬ stützen, ohne dass diese ihren Arbeitsplatz verlassen müssen. Sie sollten ohne umfangreiche Textanzeige auskom¬ men, damit sie den Benutzer nicht durch Abmessungen und Gewicht behindern.

Die Integration der Maschinensteuerung ins Alarmsystem und die Benützung von Netzwerk und Prozessleitrechner ermög¬ lichen nun eine günstiger Lösung

Der Vorgesetzte tastet seine Mitteilung im Büro an der Bedienoberfläche des Prozessleitrechners ein.

Das Prozessleitsystem ermittelt auf Grund der Alarm¬ liste die Maschine, an der jeder Bediener tätig ist.

Ueber einen normalen Alarm (Dringlichkeit entspre¬ chend der Eingabe des Vorgesetzten) wird der Bediener an die Eεdiεnoberfläche dei Maschine gerufen.

5. Arbeitspsychologische Belastung durch Mehrfach-Alarme

An sich wäre es denkbar, durch einen Sammel-Alarm jeden Bediener zur Orientierung an der nächsten Maschinen-Be¬ dienoberfläche aufzufordern und dort die Kommunikation gezielt fortzusetzen. Dieser Sammel-Alarm wäre wesentlich einfacher als ein Rufsystem. Er könnte beispielsweise aus einem lauten Sirenenton oder einer Folge von hellen Lichtblitzen bestehen. Dies widerspricht aber der arbeitspsychologischen Erkenntnis, dass der Mensch ein Bedürfnis nach einer konstanten Umgebung und nach einem ruhigen Betriebsablauf hat.

Aus dem gleichen Grund sind Alarmsysteme ohne differen¬ zierte Bewertung der einzelnen Alarme arbeitspsychologisch ungünstig. Die heute üblichen Alarmsysteme mit Zentrale und Rufempfänger berücksichtigen diese Forderung nicht.

Folgerung: Das System muss das Bedürfnis des Bedieners nach einem ruhigen Betriebsablauf berücksichtigen.

Dies geschieht durch zweckmässige Programmierung des Prozessleitrechners:

Die einzelnen Einsätze werden mit einer Minimalzeit berücksichtigt, welche für die Ausführung unter ^' nor¬ malen Bedingungen ausreicht. Während dieser Zeit wer¬ den konkurrierende Alarme gleicher Priorität ganz unterdrückt.

Die Anzahl von Alarmen pro Schicht wird vom Rechner bewertet und in einem "Belastungsfaktor" analog zur fachlichen Qualifikation des Eedier.crε. Bei der Zuweisung weiterer Aufträge berücksichtigt der Rechner diesen Belastungsfaktor analog zur fachlichen Qualifikation des Bedieners.

Die beispielhaften Anwendungen 1 bis 5 sind einzeln oder in Kombination möglich.