專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維監(jiān)視設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視生產(chǎn)多長(zhǎng)絲纖維的機(jī)制。更具體地，本發(fā)明涉及用于實(shí)時(shí)監(jiān)視多長(zhǎng)絲纖維物理特性的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在紡織生產(chǎn)中，從“紡絲拉伸”(spin-draw)過(guò)程中形成合成纖維，其中，將諸如聚酯或尼龍之類(lèi)的溶化聚合物紡成長(zhǎng)絲，并被捻轉(zhuǎn)到一起以形成單個(gè)纖維。然后拉伸紡成的纖維，改變纖維的彈性、抗拉強(qiáng)度和直徑。在該過(guò)程中，典型地，將液體乳膠或“整理劑”涂敷于纖維以潤(rùn)滑長(zhǎng)絲，從而減少了由處理機(jī)器的運(yùn)動(dòng)所生成的靜電。此外，典型地，通過(guò)使拉伸的纖維受到加壓的空氣噴射，在纖維上形成交織節(jié)點(diǎn)，從而沿纖維在周期性的間隔處將各個(gè)長(zhǎng)絲粘合在一起。
纖維松密度、整理劑、旦尼爾(denier)或交織節(jié)點(diǎn)分布的均勻性的不足會(huì)引起在織造過(guò)程中纖維纏結(jié)或斷開(kāi)、或者纖維染色的不規(guī)則性，這導(dǎo)致了最終用戶(hù)的生產(chǎn)線的停止，付出大的代價(jià)。因此，嘗試在生產(chǎn)期間實(shí)時(shí)地監(jiān)視纖維的物理特性，以在運(yùn)送到最終用戶(hù)之前識(shí)別纖維中的缺陷。
例如，F(xiàn)abbri(US 4,706,014)和Meyer(US 5,394,096)使用電容傳感器來(lái)分別測(cè)量聚合物纖維的直徑和旦尼爾。然而，電容傳感器可以?xún)H檢測(cè)旦尼爾的大變化。此外，不可以使用電容傳感器來(lái)監(jiān)視對(duì)紡織用戶(hù)來(lái)說(shuō)非常重要的其它纖維特性，如整理劑、松密度、節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。
Sakai(US 4,491,831)使用光電晶體管來(lái)檢測(cè)紗線不規(guī)則性。光電晶體管響應(yīng)紗線不勻性來(lái)生成模擬信號(hào)。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后進(jìn)行實(shí)時(shí)的頻率分析，從而檢測(cè)周期性和非周期性的紗線不規(guī)則性。然而，不可以使用光電晶體管來(lái)監(jiān)視對(duì)紡織用戶(hù)來(lái)說(shuō)非常重要的其它纖維特性，如整理劑、松密度、節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。
Felix(US 4,888,944)監(jiān)視一對(duì)工藝參數(shù)(如，紗線張力和速度)，以檢測(cè)旦尼爾、長(zhǎng)絲斷開(kāi)和缺少整理劑。然而，使用所公開(kāi)的監(jiān)視參數(shù)，可以監(jiān)視對(duì)紡織用戶(hù)來(lái)說(shuō)非常重要的其它纖維特性，如松密度、節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。
Instrumar公司(CA 2,254,426)使用電場(chǎng)傳感器，用于實(shí)時(shí)地測(cè)量物理纖維特性。當(dāng)將纖維拉伸經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，纖維物理特性的改變導(dǎo)致了在電極中感應(yīng)出電流。比較對(duì)已知纖維剖面所感應(yīng)的電流的幅值和相位中的改變，允許Instrumar來(lái)實(shí)時(shí)地監(jiān)視所拉伸的纖維的旦尼爾、整理劑和交織。然而，電極對(duì)于靠近纖維的電場(chǎng)中的改變非常敏感，從而降低了傳感器對(duì)于所期望的纖維特性的靈敏度。此外，不可以使用所描述的傳感器測(cè)量方法來(lái)監(jiān)視對(duì)紡織用戶(hù)來(lái)說(shuō)非常重要的其它纖維特性，如松密度和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。
因此，需要用于實(shí)時(shí)監(jiān)視多長(zhǎng)絲纖維物理特性的改進(jìn)機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了基于計(jì)算機(jī)的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器、與該至少一個(gè)傳感器通信的計(jì)算機(jī)服務(wù)器。配置傳感器，以在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)紡絲流水線上的傳感器、以及纏繞在筒子上時(shí)提供纖維的至少一個(gè)物理特性的指示。配置計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以基于來(lái)自該指示的每個(gè)紡絲流水線(和/或每個(gè)筒子)，來(lái)分析至少一個(gè)物理特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)還包括用于保留指示的測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，以及配置計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以提供對(duì)至少一個(gè)物理特性的分析的歷史記錄。還將計(jì)算機(jī)服務(wù)器配置為，將每個(gè)指示與為物理特性建立的工藝限制進(jìn)行比較，以及根據(jù)每個(gè)指示與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。在一個(gè)變體中，配置計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以將每個(gè)指示與為物理特性建立的各個(gè)工藝限制進(jìn)行比較，以及根據(jù)指示中的至少兩個(gè)與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。
優(yōu)選地，該指示包括物理特性的定期測(cè)量，以及配置傳感器，以對(duì)所采用的測(cè)量進(jìn)行本地緩沖，以及在接收到來(lái)自計(jì)算機(jī)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，將緩沖的測(cè)量傳輸至計(jì)算機(jī)服務(wù)器。此外，優(yōu)選地，傳感器包括電場(chǎng)傳感器和與該電場(chǎng)傳感器耦合的傳感器處理單元，以及配置傳感器處理單元，以通過(guò)在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器時(shí)監(jiān)視在電場(chǎng)中感應(yīng)的電流信號(hào)的振幅，來(lái)提供至少一個(gè)測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，電場(chǎng)傳感器包括絕緣基板；位于該基板上的多個(gè)非接觸電極；以及與電極耦合、并橫向延伸經(jīng)過(guò)該基板的多個(gè)傳感器。優(yōu)選地，電場(chǎng)傳感器還包括位于電極上的絕緣體，以及電極包括第一電極部分、以及與第一電極部分交織的第二電極部分。導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，其中，導(dǎo)體的第一部分與第一電極部分耦合，導(dǎo)體的第二部分與第二電極部分耦合。絕緣體包括陶瓷或玻璃，氧化鋁是優(yōu)選的陶瓷。此外，在基板上，電極彼此平行，以及導(dǎo)體包括與電極成適合角度的通路(via)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了監(jiān)視纖維生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，該方法包括以下步驟(1)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器處接收數(shù)據(jù)，每個(gè)所述數(shù)據(jù)與紡絲流水線相關(guān)聯(lián)，以及在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)紡絲流水線上的傳感器、以及纏繞在筒子上時(shí)，包括纖維的至少一個(gè)物理特性的指示；以及(2)基于來(lái)自該指示的每個(gè)紡絲流水線(和/或每個(gè)筒子)，來(lái)提供對(duì)至少一個(gè)物理特性的分析。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，計(jì)算機(jī)服務(wù)器包括保留指示的檔案，以及，分析提供步驟包括提供對(duì)至少一個(gè)物理特性的分析的歷史記錄。計(jì)算機(jī)服務(wù)器將每個(gè)指示與為物理特性建立的工藝限制進(jìn)行比較；以及根據(jù)每個(gè)指示與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。在一個(gè)變體中，每個(gè)數(shù)據(jù)分組包括多個(gè)指示，每個(gè)指示與物理特性中的各個(gè)相關(guān)聯(lián)，以及接收步驟包括以下步驟(i)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器處，將每個(gè)指示與為每個(gè)物理特性建立的各個(gè)工藝限制進(jìn)行比較；以及(ii)根據(jù)指示中的至少兩個(gè)與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了用于監(jiān)視紡絲流水線上纖維的生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，該方法包括以下步驟(1)監(jiān)視由拉伸經(jīng)過(guò)傳感器的纖維在電場(chǎng)中感應(yīng)的電流信號(hào)的振幅；(2)從振幅的測(cè)量中檢測(cè)電流信號(hào)中的波峰和波谷；以及(3)從所檢測(cè)的波峰和波谷中確定纖維的物理特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，檢測(cè)步驟包括以下步驟(1)從振幅測(cè)量中識(shí)別局部振幅最小值和最大值；(ii)計(jì)算與局部最小值相關(guān)的局部最大值的極點(diǎn)；以及(iii)排除具有小于預(yù)定閾值的相關(guān)計(jì)算極點(diǎn)的那些局部最大值。
典型地，每個(gè)未排除的局部最大值先于每個(gè)局部最小值各自的時(shí)間段，以及該方法還包括步驟(iv)排除具有大于預(yù)定最大時(shí)間的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段的那些未排除的局部最大值；(v)排除具有小于預(yù)定最小時(shí)間的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段的那些未排除的局部最大值；以及(vi)保留未排除的局部最大值中的保持的那些。
在一個(gè)變體中，要確定的物理特性是節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及，物理特性確定步驟包括以下步驟(a)將振幅測(cè)量分割為時(shí)間跨距；以及(b)對(duì)于每個(gè)所述時(shí)間跨距，計(jì)算來(lái)自相關(guān)聯(lián)的保留的局部最大值的各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。在另一變體中，物理特性是節(jié)點(diǎn)性質(zhì)，以及物理特性確定步驟包括，對(duì)于每個(gè)所述時(shí)間跨距，計(jì)算相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)數(shù)上的相關(guān)聯(lián)極點(diǎn)(height)的平均。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了用于監(jiān)視紡絲流水線上的纖維生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，該方法包括以下步驟(1)監(jiān)視位于紡絲流水線上的電場(chǎng)傳感器的輸出；(2)從由電場(chǎng)傳感器測(cè)量的平均電流、穩(wěn)定狀態(tài)噪聲和節(jié)點(diǎn)數(shù)之一中的增加中，檢測(cè)拉伸經(jīng)過(guò)傳感器的纖維的出現(xiàn)；以及(3)從由電場(chǎng)傳感器測(cè)量的平均電流、節(jié)點(diǎn)數(shù)和瞬時(shí)噪聲的減小中，檢測(cè)纖維的斷開(kāi)，該減小和瞬時(shí)噪聲在時(shí)間上重疊。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)檢測(cè)在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流振幅的波峰、以及計(jì)算振幅的平均，來(lái)確定平均電流。通過(guò)將波峰分隔為時(shí)間跨距、以及計(jì)算每個(gè)所述時(shí)間跨距上的波峰幅值平均的平均值，來(lái)計(jì)算平均振幅。通過(guò)檢測(cè)在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流振幅中的波峰、將峰值分隔為時(shí)間跨距、以及對(duì)每個(gè)所述時(shí)間跨距上的波峰幅值進(jìn)行求和，來(lái)確定噪聲。通過(guò)檢測(cè)在電場(chǎng)感應(yīng)器中感應(yīng)的電流振幅的波峰、以及從所檢測(cè)的波峰中計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)，來(lái)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)。通過(guò)將波峰分割為時(shí)間跨距、以及為每個(gè)所述時(shí)間跨距的波峰計(jì)數(shù)，來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了用于監(jiān)視紡絲流水線上的纖維生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，該方法包括以下步驟(1)監(jiān)視多個(gè)電場(chǎng)傳感器的輸出，每個(gè)電場(chǎng)傳感器位于多個(gè)紡絲流水線中的各個(gè)紡絲流水線上，每個(gè)所述紡絲流水線具有多長(zhǎng)絲纖維；以及(2)當(dāng)將每個(gè)所述纖維拉伸經(jīng)過(guò)各個(gè)電場(chǎng)傳感器時(shí)，從在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流信號(hào)幅值的改變中檢測(cè)長(zhǎng)絲從在紡絲流水線中的另一個(gè)的纖維中的紡絲流水線之一中出現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)監(jiān)視一個(gè)紡絲流水線上振幅的正向改變、以及監(jiān)視另一紡絲流水線上振幅的負(fù)向改變，來(lái)檢測(cè)長(zhǎng)絲的出現(xiàn)。


現(xiàn)在參照附圖，僅作為示例來(lái)描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的基于計(jì)算機(jī)的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)的示意圖，描述了傳感器、傳感器監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)服務(wù)器和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)；圖2a是圖1中描述的傳感器(電場(chǎng)傳感器)之一的示意圖；圖2b是圖2a中描述的電場(chǎng)傳感器的頂視圖；圖2c和2d是電場(chǎng)傳感器的截面圖；圖3a是由傳感器處理單元?jiǎng)?chuàng)建的數(shù)據(jù)分組的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3b是由傳感器監(jiān)視器創(chuàng)建的數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是計(jì)算機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的示意圖，描述了在該計(jì)算機(jī)服務(wù)器上執(zhí)行的軟件；圖5是通常描述了纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)的操作方法的流程圖；圖6是詳細(xì)描述了纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)的操作方法的流程圖，其中，圖6a描述了由傳感器處理單元和傳感器監(jiān)視器所執(zhí)行的步驟，以及圖6b描述了由計(jì)算機(jī)服務(wù)器同時(shí)執(zhí)行的步驟；圖7a是描述了對(duì)于交織節(jié)點(diǎn)位置的感應(yīng)電流幅值中的變化的波形；圖7b和7c共同包括描述了使用纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的方法的流程圖；圖8(包括圖8a至8e)是使用纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)確定絲線出現(xiàn)的方法的流程圖；圖9(包括圖9a至9b)是描述了使用纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)確定跨接事件的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
1.纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)概述現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，示出了基于計(jì)算機(jī)的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)(通常表示為100)，包括多個(gè)傳感器200、傳感器監(jiān)視器300、計(jì)算機(jī)服務(wù)器400、將傳感器200和傳感器監(jiān)視器300互相連接的局域網(wǎng)102、以及將傳感器監(jiān)視器300和計(jì)算機(jī)服務(wù)器400互相連接的通信網(wǎng)絡(luò)104。可選地，纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100包括位于計(jì)算機(jī)服務(wù)器400上的測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)450；個(gè)人計(jì)算機(jī)480；以及將計(jì)算機(jī)服務(wù)器400和個(gè)人計(jì)算機(jī)480互相連接的通信網(wǎng)絡(luò)110。
盡管可以使用其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但是優(yōu)選地，局域網(wǎng)102包括DeviceNet總線。優(yōu)選地，通信網(wǎng)絡(luò)104包括有線局域以太網(wǎng)絡(luò)。然而，通信網(wǎng)絡(luò)104還可以利用其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及可以包括廣域網(wǎng)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。此外，盡管示出了包括多個(gè)傳感器200的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100，但是纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100僅需要包括單個(gè)傳感器200。
盡管本發(fā)明不局限于此，但是優(yōu)選地，通信110是局域以太網(wǎng)絡(luò)。
2.傳感器典型地，每個(gè)傳感器200位于多筒子纖維生產(chǎn)線的紡絲流水線上。多筒子纖維生產(chǎn)線具有多個(gè)噴絲頭，每個(gè)噴絲頭從熔化的聚合物中生產(chǎn)多根長(zhǎng)絲。然后拉伸長(zhǎng)絲，并組合為多個(gè)多長(zhǎng)絲纖維。還將長(zhǎng)絲曝露于連續(xù)的空氣噴射中，空氣噴射形成纖維中的交織節(jié)點(diǎn)，從而將長(zhǎng)絲粘合成單個(gè)纖維。然后，將每個(gè)纖維纏繞在各個(gè)筒子上。
在先于纏繞在筒子上之前，將纖維拉伸經(jīng)過(guò)傳感器200時(shí)，每個(gè)傳感器200配置用于監(jiān)視多個(gè)多長(zhǎng)絲纖維的物理特性。如圖2a所示，優(yōu)選地，傳感器200包括多個(gè)電場(chǎng)傳感器202(記為202a、202b、202c、202d)，以及與電場(chǎng)傳感器202耦合的傳感器處理單元(SPU)204。然而，如將會(huì)理解的，傳感器200不必要包括多個(gè)電場(chǎng)傳感器202，作為替代，可以?xún)H包括單個(gè)電場(chǎng)傳感器202。此外，盡管每個(gè)傳感器202優(yōu)選是電場(chǎng)傳感器，但是可以使用能夠監(jiān)視纖維物理特性的其它形式的傳感器。
如圖2b、2c和2d所示，每個(gè)電場(chǎng)傳感器202包括絕緣基板206、位于基板206上的多個(gè)電極208、以及向下延伸穿過(guò)基板206的多個(gè)通路210。盡管可以使用其它非導(dǎo)電材料，但是優(yōu)選地，基板206包括諸如陶瓷之類(lèi)的非導(dǎo)電材料。此外，優(yōu)選地，電極208實(shí)質(zhì)上是平面的，并且使用傳統(tǒng)印刷電路板或集成電路制造技術(shù)形成在基板206上。電極208以實(shí)質(zhì)上平行的方式延伸跨過(guò)基板206的上表面，從而電極208在基板206的上表面上彼此不接觸。
將電極208分隔為第一電極部分208a和第二電極部分208b。第一電極部分208a的電極208從基板206的一端212a延伸出來(lái)，以及第二電極部分208b的電極208從基板206相反一端212b延伸出來(lái)。第一電極部分208a的電極208與第二電極部分208b的電極208在基板206上表面的中心區(qū)域214中交織。
典型地，每個(gè)通路210包括從各個(gè)電極208的一端中延伸出來(lái)的電鍍通孔，經(jīng)過(guò)基板206至傳感器202的底部218?？蛇x地，可以將通路設(shè)置為以類(lèi)似方式延伸的導(dǎo)電軌道或?qū)Ь€。將通路210分割為第一通路部分210a和第二通路部分210b。第一通路部分210a的通路210與第一電極部分208a耦合，以及第二通路部分210b的通路210與第二電極部分208b耦合。每個(gè)通路210與靠近各個(gè)端部212的各個(gè)電極208連接，以及以適合的角度從電極208中延伸經(jīng)過(guò)基板206，從基板的上表面至下表面218。以這種配置，電場(chǎng)傳感器202對(duì)中心區(qū)域214外部的電場(chǎng)的靈敏度小于現(xiàn)有技術(shù)的電場(chǎng)傳感器。
優(yōu)選地，電場(chǎng)傳感器202還包括位于電極208上的絕緣層216。盡管由于硬度而優(yōu)選陶瓷氧化鋁，但是典型地，絕緣層216包括陶瓷或玻璃。優(yōu)選地，電場(chǎng)傳感器202包括在中心區(qū)域214內(nèi)、從絕緣層216中向上延伸的引導(dǎo)(未示出)，用于沿電極208的橫向方向來(lái)引導(dǎo)拉伸的纖維。
傳感器處理單元(SPU)204包括多個(gè)數(shù)據(jù)總線，每個(gè)數(shù)據(jù)總線與電場(chǎng)傳感器202各個(gè)傳感器的通路210連接。每個(gè)通路210在傳感器202的底部216處，與數(shù)據(jù)總線的各個(gè)導(dǎo)體連接。SPU 204將各個(gè)正弦電壓信號(hào)施加于電極部分208，施加于第一電極部分208a的電壓信號(hào)與施加于第二電極部分208b的電壓信號(hào)互補(bǔ)(即，異相180度)。當(dāng)將相關(guān)聯(lián)的纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)，SPU 204還監(jiān)視在每個(gè)電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出的電流。SPU 204包括內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，用于定期地將來(lái)自相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202的電流測(cè)量值數(shù)字化?；谶@些電流測(cè)量值，SPU 204創(chuàng)建數(shù)據(jù)分組250(見(jiàn)圖3a)，該數(shù)據(jù)分組250包括在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)的纖維物理特性的一系列測(cè)量值。
如圖3a所示，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在預(yù)定測(cè)量時(shí)間跨距上的一系列幅值測(cè)量和一系列相位測(cè)量。SPU 204通過(guò)分別參考了所施加的傳感器電壓的幅值和相位的、在傳感器202中感應(yīng)出的電流的幅值和相位，來(lái)推導(dǎo)出幅值和相位的測(cè)量值。實(shí)質(zhì)上，然后每個(gè)數(shù)據(jù)分組250中包括的幅值測(cè)量值是導(dǎo)納測(cè)量值。然而，為了易于參考，以下將會(huì)把在每個(gè)數(shù)據(jù)分組250中包括的幅值(導(dǎo)納)測(cè)量值參考作為電流幅值測(cè)量值；以及將會(huì)把在每個(gè)數(shù)據(jù)分組250中包括的相位測(cè)量值參考作為電流相位測(cè)量值。
除了幅值測(cè)量和相位測(cè)量之外，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在測(cè)量時(shí)間跨距內(nèi)，由相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202所遇到的交織節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及那些節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量值。數(shù)據(jù)分組250還包括用于識(shí)別SPU 204狀態(tài)的內(nèi)置測(cè)試(BIT，Built-In-Test)數(shù)據(jù)。此外，如上所討論的，優(yōu)選地，電場(chǎng)傳感器202的絕緣層216包括氧化鋁。然而，由于氧化鋁增加了電場(chǎng)傳感器202對(duì)溫度的靈敏度，所以?xún)?yōu)選地，數(shù)據(jù)分組250還包括電場(chǎng)傳感器202溫度的測(cè)量。此外，數(shù)據(jù)分組250包括由SPU 204生成的序列號(hào)。
3.傳感器監(jiān)視器傳感器監(jiān)視器300通過(guò)DeviceNet總線102，與傳感器200的傳感器處理單元204耦合。優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300包括可編程邏輯控制器(PLC)，如Allan Bradley Control Logix PLC。此外，優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300包括DeviceNet掃描器，用于定期地向傳感器處理單元204發(fā)出命令，請(qǐng)求來(lái)自傳感器200的數(shù)據(jù)分組250。如將會(huì)解釋的，傳感器200向傳感器監(jiān)視器300提供相關(guān)聯(lián)紡絲流水線的數(shù)據(jù)分組250，傳感器監(jiān)視器300將該數(shù)據(jù)分組250轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)記錄350(見(jiàn)圖3b)，并在通信網(wǎng)絡(luò)104上傳輸至計(jì)算機(jī)服務(wù)器400。DeviceNet掃描器包括響應(yīng)緩沖器302(圖1)，用于在轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)記錄350之前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分組250。
向每個(gè)傳感器處理單元204賦予各個(gè)DeviceNet地址，從而每個(gè)電場(chǎng)傳感器202具有唯一的邏輯傳感器地址，傳感器監(jiān)視器300使用該邏輯傳感器地址來(lái)識(shí)別從傳感器200中接收的數(shù)據(jù)分組250的紡絲流水線。優(yōu)選地，傳感器處理單元204對(duì)感應(yīng)電流在15kHz的截止頻率處進(jìn)行低通濾波，并且每200ms向傳感器監(jiān)視器300提供所得到的數(shù)據(jù)分組250。還可以使用其它數(shù)據(jù)速率。此外，優(yōu)選地，DeviceNet掃描器以略快于200ms一次的速率，向傳感器200發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，以確保在傳輸至傳感器監(jiān)視器300之前，在傳感器處理單元204處不重寫(xiě)(和丟失)來(lái)自傳感器200的數(shù)據(jù)。
為了避免傳感器監(jiān)視器300處的數(shù)據(jù)丟失，優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300包括循環(huán)緩沖器304(圖1)，用于保留數(shù)據(jù)記錄350，直至傳輸至計(jì)算機(jī)服務(wù)器400。此外，傳感器監(jiān)視器300包括復(fù)制緩沖器306(圖1)，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400使用該復(fù)制緩沖器306來(lái)表示準(zhǔn)備好從復(fù)制緩沖器306中接收數(shù)據(jù)記錄350。
此外，傳感器監(jiān)視器300包括第一滑動(dòng)窗310、第二滑動(dòng)窗312和噪聲監(jiān)視器314(圖1)。第一和第二滑動(dòng)窗310中的每個(gè)包括25時(shí)隙隊(duì)列，絲線出現(xiàn)算法使用該隊(duì)列來(lái)檢測(cè)紡絲流水線上纖維的出現(xiàn)、以及纖維中的線斷開(kāi)。噪聲監(jiān)視器314包括50元素隊(duì)列，絲線出現(xiàn)算法還使用該隊(duì)列來(lái)檢測(cè)檢測(cè)紡絲流水線上纖維的出現(xiàn)、以及纖維中的線斷開(kāi)。
4.數(shù)據(jù)記錄如圖3b所示，數(shù)據(jù)記錄350包括初始報(bào)頭352、幅值字段354、相位字段356、節(jié)點(diǎn)數(shù)字段358、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)字段360、BIT字段362、絲線出現(xiàn)標(biāo)記364、繞線器狀態(tài)字段366、傳感器地址字段368、跨接事件字段370和校驗(yàn)和字段372。例如，數(shù)據(jù)報(bào)頭352可以表示，數(shù)據(jù)記錄350包括正常傳感器數(shù)據(jù)?？蛇x地，數(shù)據(jù)報(bào)頭352可以表示，數(shù)據(jù)記錄包括特別由傳感器監(jiān)視器300請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，如電場(chǎng)傳感器202的溫度。
幅值字段354提供了在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出來(lái)的電流振幅的測(cè)量。相位字段356提供了相對(duì)于參考信號(hào)(如，施加于電場(chǎng)傳感器202的電壓)，在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出來(lái)的電流相位的測(cè)量。節(jié)點(diǎn)數(shù)字段358提供了在預(yù)定長(zhǎng)度的纖維內(nèi)檢測(cè)到的交織節(jié)點(diǎn)數(shù)的測(cè)量。節(jié)點(diǎn)性質(zhì)字段360提供了對(duì)平均振幅的測(cè)量。BIT(內(nèi)部測(cè)試)字段362提供了電場(chǎng)傳感器202狀態(tài)的指示。例如，典型地，BIT字段362是兩字節(jié)數(shù)據(jù)，用于表示電場(chǎng)傳感器202的溫度是否超出范圍、以及由傳感器處理單元204的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器測(cè)量的數(shù)據(jù)是否超出范圍。
絲線出現(xiàn)標(biāo)記364提供了在電場(chǎng)傳感器202處出現(xiàn)或缺乏纖維的指示。可以使用位于紡絲流水線上的適合的傳感器來(lái)設(shè)置絲線出現(xiàn)標(biāo)記364，該絲線出現(xiàn)標(biāo)記364由傳感器監(jiān)視器300來(lái)監(jiān)視?？蛇x地，可以使用這里描述的絲線出現(xiàn)算法來(lái)設(shè)置絲線出現(xiàn)標(biāo)記364。
繞線器狀態(tài)字段366提供了筒子繞線器狀態(tài)的指示，如，纖維是否將要包裝。每個(gè)繞線器包括測(cè)試電路，用于監(jiān)視各個(gè)繞線器的狀態(tài)。傳感器監(jiān)視器300監(jiān)視每個(gè)繞線器中的測(cè)試電路，并相應(yīng)地設(shè)置繞線器狀態(tài)字段366。
傳感器地址字段368識(shí)別電場(chǎng)傳感器202的邏輯地址，其中，數(shù)據(jù)記錄350中的相關(guān)數(shù)據(jù)源自該電場(chǎng)傳感器202?？缃邮录侄?70提供指示來(lái)自紡絲流水線上纖維中的一根或多根長(zhǎng)絲跳至或跨至另一紡絲流水線上的纖維。校驗(yàn)和字段372包括校驗(yàn)和，該校驗(yàn)和由傳感器監(jiān)視器300生成、以及由計(jì)算機(jī)服務(wù)器400用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)記錄350的完整性。
5.計(jì)算機(jī)服務(wù)器如圖4所示，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400包括非易失性存儲(chǔ)器(ROM)402、易失性存儲(chǔ)器(RAM)404、網(wǎng)絡(luò)接口406和與ROM 402、RAM 404和網(wǎng)絡(luò)接口406耦合的中央處理單元(CPU)408。計(jì)算機(jī)服務(wù)器400還包括顯示設(shè)備410(如，CRT或LCD面板)、以及與CPU 408耦合的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備412(如，鍵盤(pán))。
網(wǎng)絡(luò)接口406將計(jì)算機(jī)服務(wù)器400與通信網(wǎng)絡(luò)104相接口，以及允許計(jì)算機(jī)服務(wù)器400與傳感器監(jiān)視器300進(jìn)行通信。ROM 402可以設(shè)置為電子存儲(chǔ)器、磁盤(pán)和/或光盤(pán)。ROM 402包括計(jì)算機(jī)服務(wù)器400的處理指令，用于在載入RAM 404時(shí)，來(lái)定義TCP/IP層414、RS Linx層416、OPC層418和應(yīng)用軟件層420?？蛇x地，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口104或可去除計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來(lái)提供處理指令，用于在由CPU 408訪問(wèn)時(shí)，以在RAM 404中定義TCP/IP層414、RS Linx層416、OPC層418和應(yīng)用軟件層420中的一個(gè)或多個(gè)。
在通信網(wǎng)絡(luò)104上，TCP/IP層414在傳感器監(jiān)視器300與計(jì)算機(jī)服務(wù)器400之間建立通信信道。RS Linx層416與TCP/IP層414通信，以及實(shí)現(xiàn)需要與傳感器監(jiān)視器300通信的OPC組。
OPC層418與RS Linx層416通信，以及定義允許計(jì)算機(jī)服務(wù)器400從傳感器監(jiān)視器300中獲取數(shù)據(jù)記錄350的OPC層。應(yīng)用軟件層420與OPC層418通信，以及在測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中存儲(chǔ)獲取的數(shù)據(jù)記錄350。此外，應(yīng)用軟件層420還向用戶(hù)提供來(lái)自所保留的數(shù)據(jù)記錄350中的纖維物理特性的分析。例如，應(yīng)用軟件層420提供對(duì)纖維的旦尼爾(纖維的量流，以每9000米纖維的克數(shù)表示)、紡絲整理劑(殘留溶劑或涂敷在纖維上的)、松密度(由于卷曲和收縮而導(dǎo)致的變形程度)和均勻度(旦尼爾的變化)的分析。
盡管傳感器電流的波峰幅值中的緩慢變化(典型地，小于5Hz)主要是由于旦尼爾或松密度中的變化，所以應(yīng)用軟件層420通過(guò)報(bào)告?zhèn)鞲衅麟娏鞑ǚ宸抵械牡皖l改變，來(lái)提供對(duì)旦尼爾或松密度的分析。盡管傳感器電流相位中的緩慢變化(典型地，小于5Hz)主要是由于旋轉(zhuǎn)整理劑中的改變，但是應(yīng)用軟件層420通過(guò)報(bào)告?zhèn)鞲衅麟娏飨辔恢械牡皖l改變，來(lái)提供對(duì)施加于纖維的整理劑的分析。
如將會(huì)解釋的，在電場(chǎng)傳感器202a中感應(yīng)出的電流的波形由一系列波峰和波谷組成。盡管傳感器電流測(cè)量值的波峰中的變化大小是均勻度的良好指示符，所以應(yīng)用軟件層420通過(guò)計(jì)算波峰處的電流幅值變化系數(shù)，來(lái)提供對(duì)均勻度的分析。
除了旦尼爾、整理劑、松密度和均勻度之外，優(yōu)選地，應(yīng)用軟件層420還提供了對(duì)纖維節(jié)點(diǎn)數(shù)(每個(gè)采樣時(shí)間段所檢測(cè)的交織節(jié)點(diǎn)數(shù))和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)(交織節(jié)點(diǎn)緊密度測(cè)量)的分析。此外，應(yīng)用軟件層420可以提供對(duì)纖維的線斷開(kāi)數(shù)和跨接事件數(shù)的分析。以下將參照?qǐng)D5至9來(lái)討論確定后者這些特性的機(jī)制。
如上所述，優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300包括可編程邏輯控制器，用于接收來(lái)自傳感器200的數(shù)據(jù)分組250，以及轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)記錄350。然而，在一個(gè)變體中，傳感器監(jiān)視器300包括Ethernet-DeviceNet適配器，用作計(jì)算機(jī)服務(wù)器400與傳感器處理單元204之間的數(shù)據(jù)管道。在這個(gè)變體中，Ethernet-DeviceNet適配器不執(zhí)行任何數(shù)據(jù)處理，而是將從傳感器200中接收的數(shù)據(jù)分組250傳輸至計(jì)算機(jī)服務(wù)器400。此外，從計(jì)算機(jī)服務(wù)器400中去除RS Linx層416和OPC層418；以及由計(jì)算機(jī)服務(wù)器400作為傳感器監(jiān)視器300的替代，來(lái)實(shí)現(xiàn)第一和第二滑動(dòng)窗310、312和噪聲監(jiān)視器314。
6.測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)如圖所示，優(yōu)選地，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器400上提供測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450。然而，還可以在與計(jì)算機(jī)服務(wù)器400通信的單獨(dú)的SQL或ORACLE服務(wù)器上保持測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450。典型地，每個(gè)筒子具有唯一與筒子相關(guān)聯(lián)的筒子標(biāo)識(shí)符，如在筒子上標(biāo)記的條形碼。當(dāng)纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100的操作者將空筒子加載在筒子繞線器之一上時(shí)，操作者通過(guò)鍵盤(pán)或代碼讀取器設(shè)備，將筒子標(biāo)識(shí)符輸入計(jì)算機(jī)服務(wù)器400的應(yīng)用軟件層420中。應(yīng)用軟件層420保持記錄，該記錄將筒子標(biāo)識(shí)符與將在其上纏繞筒子的紡絲流水線的傳感器200的傳感器地址368相關(guān)聯(lián)。
應(yīng)用軟件層420配置用于在測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中保存筒子標(biāo)識(shí)符和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)記錄350。同樣，應(yīng)用軟件層420能夠基于每個(gè)筒子來(lái)提供對(duì)前述參數(shù)(旦尼爾、整理劑、松密度、均勻度、節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)、跨接事件)中的每個(gè)的分析，從而允許操作者驗(yàn)證所生產(chǎn)的每個(gè)筒子的性質(zhì)。應(yīng)用軟件層420還能夠基于每個(gè)紡絲流水線來(lái)提供對(duì)前述參數(shù)中的每個(gè)的分析。應(yīng)用軟件層420還可以生成伴隨各個(gè)筒子的分析的硬拷貝，從而允許購(gòu)買(mǎi)者來(lái)驗(yàn)證筒子的性質(zhì)。此外，盡管將數(shù)據(jù)記錄350和相關(guān)聯(lián)的筒子標(biāo)識(shí)符存儲(chǔ)于測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中，但是應(yīng)用軟件層420能夠基于每個(gè)紡絲流水線來(lái)提供對(duì)前述特性中的每個(gè)的歷史分析，從而識(shí)別可能的失敗硬件，和/或基于每個(gè)筒子來(lái)提供對(duì)前述特性中的每個(gè)的歷史分析，以伴隨筒子的裝載。
7.個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)480可以實(shí)現(xiàn)為便攜式計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī)、或者甚至作為手持通信設(shè)備，如，無(wú)線手持?jǐn)?shù)據(jù)助理。如上所述，個(gè)人計(jì)算機(jī)480在通信網(wǎng)絡(luò)110上與計(jì)算機(jī)服務(wù)器400進(jìn)行通信。典型地，個(gè)人計(jì)算機(jī)480用于提交前述形式的分析的結(jié)果。此外，個(gè)人計(jì)算機(jī)480可以用于通過(guò)計(jì)算機(jī)服務(wù)器400來(lái)控制纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100的操作。
8.纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)操作方法現(xiàn)在將參照?qǐng)D5來(lái)描述纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100的操作方法，之后是參照?qǐng)D6的更加詳細(xì)的描述。以下，將參照?qǐng)D7a和7b來(lái)描述節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。然后將分別參照?qǐng)D8和9來(lái)描述絲線出現(xiàn)算法和跨接事件檢測(cè)算法。
在步驟500處，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400在通信網(wǎng)絡(luò)104上，從傳感器200中接收數(shù)據(jù)記錄350。數(shù)據(jù)記錄350包括在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)傳感器200之一時(shí)的纖維物理特性的至少一個(gè)測(cè)量值。在步驟502處，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400將傳感器地址368與相應(yīng)的筒子標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400還將所接收的數(shù)據(jù)記錄350保存在測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中。
以下，在步驟504處，響應(yīng)由個(gè)人計(jì)算機(jī)480的操作者發(fā)布的請(qǐng)求，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400生成對(duì)(存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)服務(wù)器400的RAM 404中、或者在測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中的)數(shù)據(jù)記錄350的分析。典型地，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400生成對(duì)纖維的旦尼爾、整理劑、松密度和/或均勻度的分析。計(jì)算機(jī)服務(wù)器400還可以提供對(duì)纖維的節(jié)點(diǎn)數(shù)和/或節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的分析。此外，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400可以提供對(duì)纖維的線斷開(kāi)數(shù)和/或跨接事件數(shù)的分析。優(yōu)選地，基于每個(gè)紡絲流水線和/或每個(gè)筒子，在個(gè)人計(jì)算機(jī)480上提交該分析。換言之，個(gè)人計(jì)算機(jī)400提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)特定紡絲流水線和/或一個(gè)或多個(gè)特定筒子的前述特性中的一個(gè)或多個(gè)的分析。計(jì)算機(jī)服務(wù)器400可以在特定時(shí)間段上提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)特定紡絲流水線的前述特性中的一個(gè)或多個(gè)的歷史分析。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D6來(lái)描述前述方法的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。在前述的討論中，應(yīng)當(dāng)理解，由傳感器處理單元204和傳感器監(jiān)視器300來(lái)執(zhí)行步驟600至616，以及由計(jì)算機(jī)服務(wù)器400來(lái)執(zhí)行步驟618至628。此外，同時(shí)執(zhí)行步驟600至616和步驟618至628。此外，重復(fù)地執(zhí)行步驟600至616和步驟618至628。
在步驟600處，傳感器處理單元204將上述互補(bǔ)的正弦電壓信號(hào)施加于相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202，以及在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)，連續(xù)地測(cè)量在相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出的電流。每個(gè)傳感器處理單元204對(duì)在預(yù)定測(cè)量時(shí)間跨距(典型地，200ms)上感應(yīng)出的電流進(jìn)行測(cè)量。
在每個(gè)時(shí)間跨距的結(jié)尾，每個(gè)傳感器處理單元204在步驟602處組裝來(lái)自所測(cè)量的電流的數(shù)據(jù)分組250。數(shù)據(jù)分組250包括在測(cè)量時(shí)間跨距上測(cè)量的一系列電流幅值測(cè)量值和一系列電流相位測(cè)量值。如上所討論的，數(shù)據(jù)分組250中感應(yīng)出的幅值和相位測(cè)量值分別參考所施加的傳感器電壓的幅值和相位。因此，數(shù)據(jù)分組250中感應(yīng)出的幅值測(cè)量值是導(dǎo)納測(cè)量值。
除了電流幅值測(cè)量值和電流相位測(cè)量值之外，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在測(cè)量值時(shí)間跨距內(nèi)相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202所遇到的交織節(jié)點(diǎn)數(shù)和那些節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量值。將詳細(xì)參照?qǐng)D7來(lái)描述節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)算法。
每個(gè)數(shù)據(jù)分組250還包括序列號(hào)和識(shí)別傳感器處理單元204的狀態(tài)的BIT數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250還包括對(duì)相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202的溫度的測(cè)量。如以上所討論的，優(yōu)選地，每個(gè)傳感器處理單元204在每個(gè)電場(chǎng)傳感器202處，對(duì)電流在15kHz的截止頻率處進(jìn)行低通濾波，并每200ms將所檢測(cè)的數(shù)據(jù)流組裝為數(shù)據(jù)分組。每個(gè)傳感器處理單元204連續(xù)地執(zhí)行步驟600和602。
在步驟604處，傳感器監(jiān)視器300的DeviceNet掃描器將讀取命令傳輸至傳感器處理單元204，請(qǐng)求來(lái)自傳感器處理單元204的數(shù)據(jù)分組250。如上所述，DeviceNet掃描器以略快于200ms一次的速率，向傳感器200發(fā)出讀取命令，以確保在傳輸至傳感器監(jiān)視器300之前，在傳感器處理單元204處不重寫(xiě)(和丟失)來(lái)自傳感器200的數(shù)據(jù)。在步驟606處，DeviceNet掃描器接收來(lái)自傳感器處理單元204的數(shù)據(jù)分組250，并基于從中生成數(shù)據(jù)分組250的傳感器200的邏輯傳感器地址，將所接收的數(shù)據(jù)分組存儲(chǔ)于響應(yīng)緩沖器302的存儲(chǔ)器中。
如上所述，數(shù)據(jù)分組250還包括一系列電流幅值和相位測(cè)量、節(jié)點(diǎn)數(shù)和那些節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量。此外，數(shù)據(jù)分組250還包括BIT數(shù)據(jù)，用于識(shí)別傳感器處理單元204的狀態(tài)、電場(chǎng)傳感器202溫度的測(cè)量和由傳感器處理單元204生成的系列號(hào)。
傳感器300監(jiān)視響應(yīng)緩沖器302的狀態(tài)，并從序列號(hào)的改變中檢測(cè)新數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。當(dāng)傳感器監(jiān)視器300在響應(yīng)緩沖器302中檢測(cè)到新數(shù)據(jù)分組250的出現(xiàn)時(shí)，傳感器監(jiān)視器300在步驟608處，從響應(yīng)緩沖器302中去除數(shù)據(jù)分組250，并從所去除的數(shù)據(jù)分組250中創(chuàng)建數(shù)據(jù)記錄350。如上所述，數(shù)據(jù)記錄350包括初始報(bào)頭352、幅值字段354、相位字段356、節(jié)點(diǎn)數(shù)字段358、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)字段368、跨接事件字段370和校驗(yàn)和字段372。
在步驟610處，傳感器監(jiān)視器300將數(shù)據(jù)記錄350存儲(chǔ)于循環(huán)緩沖器304中的可用條目中。此外，傳感器300在數(shù)據(jù)記錄350的開(kāi)始和結(jié)尾處插入(來(lái)自相應(yīng)數(shù)據(jù)分組250的)序列號(hào)，以允許傳感器監(jiān)視器300隨后識(shí)別數(shù)據(jù)記錄350的開(kāi)始和結(jié)尾。
OPC層418通過(guò)經(jīng)過(guò)RS Linx層416，在傳感器監(jiān)視器300中設(shè)置就緒標(biāo)記308(步驟618)，發(fā)信號(hào)通知傳感器監(jiān)視器300，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)記錄350。因此，在步驟612處，傳感器監(jiān)視器300監(jiān)視就緒標(biāo)記308的狀態(tài)。如果清除了就緒標(biāo)記308，則傳感器監(jiān)視器300再次執(zhí)行步驟604至610。然而，如果設(shè)置了就緒標(biāo)記308，則在步驟614處，監(jiān)視器300將循環(huán)緩沖器304的內(nèi)容復(fù)制至復(fù)制緩沖器306中。然后，傳感器監(jiān)視器300在步驟616處清除就緒標(biāo)記308。
如以上所討論的，在步驟618處，通過(guò)在傳感器監(jiān)視器300中設(shè)置就緒標(biāo)記308，OPC層418發(fā)信號(hào)通知傳感器監(jiān)視器300，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)記錄350。因此，在步驟620處，OPC層418監(jiān)視就緒標(biāo)記308的狀態(tài)(來(lái)確定傳感器監(jiān)視器300是否已經(jīng)在步驟616處清除了就緒標(biāo)記308)。如果OPC層418檢測(cè)到現(xiàn)在已經(jīng)清楚了就緒標(biāo)記308，則在步驟622處，RS Linx層416將復(fù)制緩沖器306中的數(shù)據(jù)記錄350復(fù)制至計(jì)算機(jī)服務(wù)器400中的緩沖器。
典型地，纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)100的操作者將會(huì)使用數(shù)據(jù)輸入設(shè)備412，將前述物理參數(shù)(旦尼爾、整理劑、松密度、均勻度、節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)、線斷開(kāi)、跨接事件)中的任何一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)限制輸入應(yīng)用軟件層420。例如，操作者可以為這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)建立處理上限(UP)和處理下限(LP)。操作者還可以為這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)建立控制上限(UC)和處理下限(LC)。UP和LP限制分別定義了相關(guān)聯(lián)的參數(shù)的絕對(duì)上限和下限。UC和LC限制分別定義了相關(guān)聯(lián)的參數(shù)的期望上限和下限。
因此，在接收數(shù)據(jù)記錄350時(shí)，應(yīng)用軟件層420在步驟624處將包含其中的測(cè)量值與所定義的參數(shù)限制進(jìn)行比較。如果從由所定義的參數(shù)限制建立的范圍中推導(dǎo)出測(cè)量值之一，則在步驟626處，應(yīng)用軟件層420在計(jì)算機(jī)服務(wù)器400上激活可聽(tīng)和/或視覺(jué)警報(bào)。典型地，如果在由UC和LC限定的范圍之外推導(dǎo)出測(cè)量值之一，則應(yīng)用軟件層420在顯示設(shè)備410上呈現(xiàn)黃色警報(bào)燈，以及如果在由UP和LP限定的范圍之外推導(dǎo)出測(cè)量值之一，則在顯示設(shè)備410上呈現(xiàn)紅色警報(bào)燈。
在一個(gè)變體中，作為從由所定義的參數(shù)限制建立的范圍中推導(dǎo)出測(cè)量值之一時(shí)激活警報(bào)的替代，應(yīng)用軟件層420在由所定義的參數(shù)限制建立的各個(gè)范圍中推導(dǎo)出測(cè)量值中的兩個(gè)或多個(gè)不同特性時(shí)，在步驟626處激活警報(bào)。如果特性測(cè)量值之一是期望的物理參數(shù)的不充分的指示符，則這個(gè)變體是有利的。例如，典型地，感應(yīng)電流的幅值是旦尼爾的良好指示符、以及感應(yīng)電流的相位是整理劑的良好指示符。然而，對(duì)于一些纖維，電流幅值不可以很好地與旦尼爾相關(guān)，以及電流相位不可以與整理劑很好地相關(guān)。因此，為了提供對(duì)旦尼爾的可靠指示符，例如，優(yōu)選地，可以監(jiān)視幅值和相位；或者幅值、相位和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)；或者幅值、相位和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)，例如，以及在特定參數(shù)超過(guò)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)限制、或在相關(guān)聯(lián)的參數(shù)限制以下時(shí)激活警報(bào)。
此外，在另一變體中，應(yīng)用軟件層420在步驟626處，基于與由參數(shù)限制定義的各個(gè)范圍的偏離的特性測(cè)量值個(gè)數(shù)、和偏離的方向，來(lái)激活警報(bào)。例如，有利地，可以在特性測(cè)量值中的一個(gè)超過(guò)工藝上限(UP或UC)、以及特性測(cè)量值中的另一個(gè)在工藝下限(LP或LC)以下時(shí)，在步驟626處觸發(fā)警報(bào)。對(duì)于以上的其它變體將是顯而易見(jiàn)的。
如以上所討論的，每個(gè)數(shù)據(jù)記錄350包括作為數(shù)據(jù)來(lái)源的傳感器200的傳感器地址368。而且，應(yīng)用軟件層420保留一個(gè)記錄，該記錄把將要被纏繞的筒子的紡絲流水線的傳感器地址368與筒子標(biāo)識(shí)符關(guān)聯(lián)址來(lái)。相應(yīng)地，在步驟628，應(yīng)用軟件層420把數(shù)據(jù)記錄350(以及相關(guān)的筒子標(biāo)識(shí)符)保存于測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)350中。
在數(shù)據(jù)記錄被存儲(chǔ)于測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)450中之前(或在存儲(chǔ)之后的一些時(shí)間)，應(yīng)用軟件層420生成對(duì)在筒子中的一個(gè)或多個(gè)上纏繞的纖維的旦尼爾的分析。典型地，在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出的電流幅值的平均值是旦尼爾的良好指示符，以及在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出的電流相位的平均值是整理劑的良好指示符。然而，如將參照?qǐng)D7a所解釋的，在電場(chǎng)傳感器202a中感應(yīng)處的電流的波形由一系列局部極大值(波峰)和局部極小值(波谷)組成。因此，優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400通過(guò)計(jì)算波峰處的電流幅值的平均值，來(lái)提供對(duì)旦尼爾的分析。類(lèi)似地，優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400通過(guò)計(jì)算波峰處的電流相位的平均值，來(lái)提供對(duì)整理劑的分析。
典型地，在波峰處幅值的變化還是均勻度的良好指示符。因此，優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)服務(wù)器400通過(guò)計(jì)算波峰處的電流幅值變化的系數(shù)，來(lái)提供對(duì)均勻度的分析。
9.節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)算法現(xiàn)在將參照?qǐng)D7a和7b來(lái)描述節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)算法。如圖7a所示，當(dāng)將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)，在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出的電流的幅值隨時(shí)間定期變化。所得到的電流波形由一系列周期電流變化(包括一系列局部極大值(波峰)和一系列局部極小值(波谷))組成。由交織節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202的運(yùn)動(dòng)引起每個(gè)周期電流變化。
傳感器處理單元204監(jiān)視電流幅值，并檢測(cè)感應(yīng)電流中的波峰和波谷。從波峰和波谷中，傳感器處理單元204基于波峰和波谷的時(shí)間和幅值，來(lái)確定纖維的物理特性。
該處理的進(jìn)一步詳情將從圖7b中變得顯而易見(jiàn)。以下討論假設(shè)已經(jīng)通過(guò)位于紡絲流水線上的適合的傳感器(由傳感器監(jiān)視器300監(jiān)視)、或者通過(guò)紡絲流水線出現(xiàn)算法(以下描述)，在傳感器200處檢測(cè)到纖維。
在步驟700處，傳感器處理單元204將電流幅值電平與電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)出來(lái)的平均電流進(jìn)行比較。傳感器處理單元204從經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間段測(cè)量的感應(yīng)電流的波峰和波谷中計(jì)算平均電流。
如果電流幅值電平落入由閾值上限和閾值下限所限定的平均電流的范圍內(nèi)，則傳感器處理單元204為了節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)計(jì)算的目的而忽略瞬間電流測(cè)量值。然而，如果電流幅值電平比平均電流大上閾值量，則在步驟702處，傳感器處理單元204將電流電平劃分為可能的波峰。相反地，如果電流幅值電平比平均電流小下閾值量，則在步驟702處，傳感器處理單元204將電流電平劃分為可能的波谷。
以下，在步驟704處，傳感器處理單元204將電流電平與后續(xù)電流電平的幅值進(jìn)行比較。如果傳感器處理單元204將電流電平劃分為可能的波峰，則傳感器處理單元204繼續(xù)將先前的幅值等級(jí)劃分為可能的峰值。相反地，如果傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平劃分為可能的波谷，以及瞬時(shí)電流電平的幅值小于后續(xù)電流電平的幅值，則傳感器處理單元204繼續(xù)將瞬時(shí)電流電平劃分為可能的波谷。否則，傳感器處理單元204在步驟706處，為了節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)計(jì)算的目的而忽略瞬時(shí)電流電平。
在步驟708處，傳感器處理單元204測(cè)量相對(duì)于標(biāo)識(shí)為實(shí)際的波峰或波谷的上一電平幅值的瞬時(shí)電流電平的幅值或高度。具體地，如果傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平劃分為可能的波峰，則傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平的幅值與先前波谷的幅值進(jìn)行比較。相反地，如果傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平劃分為可能的波谷，則傳感器處理單元的幅值與先前波峰的幅值進(jìn)行比較。如果瞬時(shí)電流電平的幅值超出先前波峰/波谷一閾值量，則傳感器處理單元204繼續(xù)將瞬時(shí)電流電平劃分為可能的波峰/波谷。否則，傳感器處理單元204在步驟710處，為了節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)計(jì)算的目的來(lái)忽略瞬時(shí)電流電平。
在步驟712處，傳感器處理單元204計(jì)算瞬時(shí)電流電平與標(biāo)識(shí)為實(shí)際的波峰或波谷的上一測(cè)量值之間的時(shí)間段。接下來(lái)，在步驟714處，傳感器處理單元204將所記錄的時(shí)間段與平均時(shí)間段進(jìn)行比較。如果所計(jì)算的時(shí)間段落入由閾值上限與閾值下限限定的平均時(shí)間段的范圍內(nèi)，則在步驟715處，傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平劃分為實(shí)際的波峰/波谷。相反，如果所計(jì)算的時(shí)間段比平均時(shí)間段大上閾值量、或者比平均時(shí)間段小下閾值量，則傳感器處理單元204在步驟716處，為了節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)性質(zhì)計(jì)算的目的來(lái)忽略瞬時(shí)電流電平。
如果傳感器處理單元204將瞬時(shí)電流電平劃分為實(shí)際的波峰，則在步驟718處，傳感器處理單元204使表示檢測(cè)到節(jié)點(diǎn)的計(jì)數(shù)器遞增。在步驟720處，傳感器處理單元204確定是否已經(jīng)經(jīng)過(guò)了預(yù)定的測(cè)量時(shí)間跨距。如以上所討論的，典型地，預(yù)定的測(cè)量時(shí)間跨距是200ms。如果還未經(jīng)過(guò)預(yù)定的測(cè)量時(shí)間跨距，則傳感器處理單元204再次執(zhí)行步驟700至718。
在步驟722處，傳感器處理單元204設(shè)置節(jié)點(diǎn)數(shù)變量等于計(jì)數(shù)器值。節(jié)點(diǎn)數(shù)變量的值作為節(jié)點(diǎn)數(shù)包含于數(shù)據(jù)分組250中。如將顯而易見(jiàn)的，盡管傳感器處理單元204僅在檢測(cè)到波峰時(shí)，在步驟718處使計(jì)數(shù)器遞增，但是作為替代，傳感器處理單元204可以?xún)H在檢測(cè)到波谷時(shí)，使計(jì)數(shù)器遞增。
通過(guò)步驟722處，傳感器處理單元204在完整的測(cè)量時(shí)間跨距上監(jiān)視感應(yīng)電流。因此，在步驟724處，傳感器處理單元204在測(cè)量時(shí)間跨距上，通過(guò)計(jì)算那些極點(diǎn)的和、并將和除以節(jié)點(diǎn)數(shù)(在步驟722處確定)，來(lái)確定波峰極點(diǎn)的平均。將所計(jì)算的平均作為節(jié)點(diǎn)性質(zhì)包含于數(shù)據(jù)分組250中。
10.絲線出現(xiàn)算法絲線出現(xiàn)算法監(jiān)視電場(chǎng)傳感器202的輸出?；陔妶?chǎng)傳感器202的輸出，該算法能夠檢測(cè)到拉伸經(jīng)過(guò)傳感器200的纖維的出現(xiàn)，以及能夠檢測(cè)到纖維中的斷開(kāi)。具體地，該算法通過(guò)監(jiān)視如由電場(chǎng)傳感器202所測(cè)量的平均纖維電流和瞬時(shí)纖維噪聲、穩(wěn)定狀態(tài)纖維噪聲的幅值之一的增加、以及纖維節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，來(lái)檢查纖維的出現(xiàn)。該算法還通過(guò)監(jiān)視如由電場(chǎng)傳感器202所測(cè)量的平均纖維電流和瞬時(shí)噪聲、穩(wěn)定狀態(tài)纖維噪聲的幅值之一的減小、以及纖維節(jié)點(diǎn)數(shù)的減小，來(lái)檢查纖維的缺少。將參照?qǐng)D8，對(duì)該過(guò)程的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。在以下示例中，盡管傳感器監(jiān)視器300監(jiān)視平均纖維電流的幅值，但是作為替代，傳感器監(jiān)視器300可以監(jiān)視平均纖維電流的相位。
如以上所討論的，在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)，在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)的電流的波形由一系列波峰和一系列波谷組成。傳感器處理單元204監(jiān)視電流幅值，并從電流測(cè)量值中檢測(cè)感應(yīng)電流中的波峰和波谷。
在步驟800處，傳感器監(jiān)視器300從傳感器200之一中接收數(shù)據(jù)分組250。如以上所討論的，數(shù)據(jù)分組250包括在預(yù)定的測(cè)量時(shí)間跨距上測(cè)量的一系列電流幅值和相位的測(cè)量值。此外，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在測(cè)量時(shí)間跨距內(nèi)相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202所遇到的多個(gè)交織節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及那些節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量值。
在步驟802處，傳感器監(jiān)視器300從包含于數(shù)據(jù)分組250中的幅值測(cè)量值中識(shí)別局部波峰電流(根據(jù)步驟700至716)，然后在測(cè)量時(shí)間跨距上為電流計(jì)算平均振幅。然后在步驟804處，傳感器監(jiān)視器300將電流測(cè)量時(shí)間跨距的所計(jì)算的平均振幅存儲(chǔ)于第一滑動(dòng)窗310的最上時(shí)隙中。傳感器監(jiān)視器300還將所計(jì)算的平均振幅值存儲(chǔ)于噪音監(jiān)視器314的最上時(shí)隙中。在步驟806處，傳感器監(jiān)視器300從數(shù)據(jù)分組250中復(fù)制節(jié)點(diǎn)數(shù)值，并將節(jié)點(diǎn)數(shù)值存儲(chǔ)于第二滑動(dòng)窗312的最上時(shí)隙中。如將會(huì)顯而易見(jiàn)的，由于滑動(dòng)窗310、312和噪聲監(jiān)視器314是隊(duì)列形式的，所以每個(gè)新元素的插入將會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有元素下移一個(gè)時(shí)隙，以及包含于時(shí)隙0中的元素將會(huì)丟失。
在步驟808處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第一滑動(dòng)窗310的時(shí)隙22、23和24中的)上的平均電流振幅的均值，并將該值賦予給變量CURRENT。傳感器監(jiān)視器300還計(jì)算前三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第一滑動(dòng)窗310的時(shí)隙0、1和2中的)上的平均電流振幅的均值，并將該值賦予給變量BASE。如將會(huì)顯而易見(jiàn)的，包含于這些計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)不需要是三個(gè)，但是可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。此外，可以考慮紡絲流水線中的機(jī)械噪聲，來(lái)改變CURRENT和BASE采樣之間的時(shí)間間隔，如，通過(guò)改變第一滑動(dòng)窗310的大小。
在步驟810處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算CURRENT變量和BASE變量的值之間的差值。然后，在步驟812處，傳感器監(jiān)視器300將該差值(CURRENT-BASE)與閾值最小差值(例如，+300)進(jìn)行比較。如果差值(CURRENT-BASE)大于閾值最小差值，則在步驟814處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后五個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(來(lái)自包含于噪聲監(jiān)視器314的時(shí)隙19、20、21、22、23和24中的值)上的平均電流振幅值中的改變的絕對(duì)值之和，并將該值賦予給變量NOISEtran。盡管該計(jì)算僅包括對(duì)后五個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距的評(píng)估，但是變量NOISEtran表示在將纖維移動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器200時(shí)，由電場(chǎng)傳感器202測(cè)量的瞬時(shí)噪聲。如將會(huì)顯而易見(jiàn)的，包含于該計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。
在步驟815處，傳感器監(jiān)視器300將NOISEtran變量值與閾值最小瞬時(shí)噪聲進(jìn)行比較。如果NOISEtran變量超過(guò)了閾值最小瞬時(shí)噪聲，則在步驟816處，該算法認(rèn)為纖維出現(xiàn)在傳感器200處，并相應(yīng)地設(shè)置絲線出現(xiàn)標(biāo)記364。然后，傳感器監(jiān)視器300在步驟826處開(kāi)始檢查纖維中的斷開(kāi)。
與步驟808至816并行，傳感器監(jiān)視器300使用穩(wěn)定狀態(tài)纖維噪聲的測(cè)量值來(lái)檢測(cè)在傳感器200處的纖維的出現(xiàn)。根據(jù)該并行過(guò)程，傳感器監(jiān)視器300在噪聲監(jiān)視器314的整個(gè)50個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距上計(jì)算平均電流振幅值中的改變的絕對(duì)值之和，并在步驟817處將該值賦予給變量NOISEsteady。由于該計(jì)算包括對(duì)整個(gè)噪聲監(jiān)視器314的評(píng)估，所以變量NOISEsteady表示在將纖維移動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器200時(shí)，由電場(chǎng)傳感器202測(cè)量的穩(wěn)定狀態(tài)噪聲。
在步驟818處，傳感器監(jiān)視器300將NOISEsteady變量值與閾值最小穩(wěn)定狀態(tài)噪聲進(jìn)行比較。如果NOISEsteady變量超過(guò)了閾值最小穩(wěn)定狀態(tài)噪聲，則在步驟819處，該算法認(rèn)為纖維出現(xiàn)在傳感器200處，并相應(yīng)地設(shè)置絲線出現(xiàn)標(biāo)記364。然后，傳感器監(jiān)視器300在步驟826處開(kāi)始檢查纖維中的斷開(kāi)。
如果NOISEtran變量沒(méi)有超過(guò)閾值最小瞬時(shí)噪聲(例如，20)，或者如果差值(CURRENT-BASE)不大于閾值最小差值，或者如果NOISEsteady變量沒(méi)有超過(guò)閾值最小穩(wěn)定狀態(tài)噪聲，則在步驟820處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第二滑動(dòng)窗312的時(shí)隙22、23和24中的)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)之和，并將該值賦予給變量NODE。如以上所討論的，包含于該計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)不需要是三個(gè)，但是可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。
在步驟822處，傳感器監(jiān)視器300將NODE變量值與閾值最小數(shù)進(jìn)行比較。如果NODE變量沒(méi)有超過(guò)閾值最小數(shù)(例如，100)，則該算法認(rèn)為纖維沒(méi)有在傳感器200處出現(xiàn)，并返回步驟800。
然而，如果NODE變量超過(guò)了閾值最小數(shù)，則在步驟824處，該算法認(rèn)為纖維出現(xiàn)在傳感器200處，并相應(yīng)地設(shè)置絲線出現(xiàn)標(biāo)記364。然后，傳感器監(jiān)視器300在步驟826處開(kāi)始檢查纖維中的斷開(kāi)。
11.絲線斷開(kāi)算法為了檢查纖維中的斷開(kāi)，在步驟826處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第一滑動(dòng)窗310的時(shí)隙22、23和24中的)上的平均電流振幅的均值，并將該值賦予給變量CURRENT。傳感器監(jiān)視器300還計(jì)算前三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第一滑動(dòng)窗310的時(shí)隙0、1和2中的)上的平均電流振幅的均值，并將該值賦予給變量BASE。如以上所討論的，包含于這些計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)不需要是三個(gè)，但是可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。此外，可以考慮紡絲流水線中的機(jī)械噪聲，來(lái)改變CURRENT和BASE采樣之間的時(shí)間間隔，如，通過(guò)改變第一滑動(dòng)窗310的大小。
在步驟828處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算CURRENT變量和BASE變量的值之間的差值。然后，如果差值(CURRENT-BASE)小于閾值最小差值(例如，-300)，則在步驟830處，傳感器監(jiān)視器300設(shè)置MAG FLAG(從而警告可能的斷線)，并將MAG計(jì)數(shù)器遞增，然后使算法前進(jìn)至步驟834。否則，傳感器監(jiān)視器300在步驟832處清除MAGFLAG。
在步驟834處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后三個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(如包含于第二滑動(dòng)窗312的時(shí)隙22、23和24中的)節(jié)點(diǎn)數(shù)之和，并將該值賦予給變量NODE。如以上所討論的，包含于該計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)不需要是三個(gè)，但是可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。
在步驟836處，傳感器監(jiān)視器300將NODE變量值與閾值最小數(shù)進(jìn)行比較。如果NODE變量小于閾值最小數(shù)(例如，100)，則在步驟838處，傳感器監(jiān)視器300設(shè)置NODE FLAG(從而警告可能的斷線)，并將NODE計(jì)數(shù)器遞增；然后使算法前進(jìn)至步驟842。否則，傳感器監(jiān)視器300在步驟840處清除NODE FLAG。
在步驟842處，傳感器監(jiān)視器300確定是否設(shè)置了MAG FLAG。如果清除了MAG FLAG(即，在傳感器電流幅值上沒(méi)有顯著下降)，則在步驟844處，傳感器監(jiān)視器300確定MAG計(jì)數(shù)器是否大于零。如果MAG計(jì)數(shù)器大于零(即，先前觸發(fā)了MAG FLAG)，則該算法假設(shè)僅存在臨時(shí)故障。因此，在步驟846處，傳感器監(jiān)視器300重新設(shè)置MAG計(jì)數(shù)器和NODE計(jì)數(shù)器，并清除NODE FLAG和NOISEFLAG。然后該算法返回步驟826，繼續(xù)監(jiān)視纖維中的斷開(kāi)。
可選地，如果傳感器監(jiān)視器300在步驟844處確定MAG計(jì)數(shù)器不大于零(即，先前未觸發(fā)MAG FLAG)，則在步驟848處，傳感器監(jiān)視器300確定是否設(shè)置了NODE FLAG。如果清除了NODE FLAG(即，沒(méi)有明顯缺少交織節(jié)點(diǎn))，則在步驟850處，傳感器監(jiān)視器300確定NODE計(jì)數(shù)器是否大于零。如果NODE計(jì)數(shù)器大于零(即，先前觸發(fā)了NODE FLAG)，則算法假設(shè)存在臨時(shí)故障，如，臨時(shí)的交織噴射故障。因此，在步驟852處，傳感器監(jiān)視器300重新設(shè)置NODE計(jì)數(shù)器，并清除NOISE FLAG。然后該算法返回步驟826，繼續(xù)監(jiān)視纖維中的斷開(kāi)。然而，如果NODE計(jì)數(shù)器不大于零(即，先前未觸發(fā)NODE FLAG)，則在不清除NOISE FLAG或重新設(shè)置NODE計(jì)數(shù)器的情況下，將該算法返回步驟826。
在步驟848，如果傳感器300確定NODE FLAG被設(shè)定了(即，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量不足而發(fā)生的可能的斷線)，在步驟854，傳感器監(jiān)視器300確定節(jié)點(diǎn)記數(shù)是否大于預(yù)定的最小節(jié)點(diǎn)數(shù)量值(例如，35)。如果節(jié)點(diǎn)記數(shù)大于預(yù)定的最小節(jié)點(diǎn)數(shù)量值，算法假定纖維還在，因?yàn)镸AGFLGA還沒(méi)有被設(shè)定為預(yù)定的最小節(jié)點(diǎn)數(shù)量值。相應(yīng)地，在步驟856，傳感器監(jiān)視器300清除NODE FLAG和NOISE FLAG，并重置節(jié)點(diǎn)記數(shù)器。算法然后返回步驟836，繼續(xù)監(jiān)視纖維中的斷開(kāi)。然而，如果節(jié)點(diǎn)記數(shù)不大于預(yù)定的最小節(jié)點(diǎn)數(shù)量值，算法返回步驟826，不清除NODE FLAG或者NOISE FLAG，也不重置節(jié)點(diǎn)記數(shù)器。
另一方面，如果在步驟842處，傳感器監(jiān)視器300確定設(shè)置了MAG FLAG(即，在傳感器電流幅值上有明顯下降)，則在步驟858處，傳感器監(jiān)視器300確定是否設(shè)置了NODE FLAG。如果清除了NODE FLAG(即，沒(méi)有顯著缺少交織節(jié)點(diǎn))，則在步驟860處，傳感器監(jiān)視器300確定MAG計(jì)數(shù)器大于預(yù)定最小電流振幅計(jì)數(shù)值(例如，35)。如果MAG計(jì)數(shù)器大于最小電流振幅計(jì)數(shù)值，則盡管沒(méi)有為預(yù)定的最小電流振幅計(jì)數(shù)值設(shè)置NODE FLAG，但是該算法假設(shè)仍然出現(xiàn)了纖維。因此，在步驟862處，傳感器監(jiān)視器300清除MAG FLAG、NODE FLAG和NOISE FLAG，并重新設(shè)置MAG計(jì)數(shù)器和NODE計(jì)數(shù)器。然后該算法返回步驟826，繼續(xù)監(jiān)視纖維中的斷開(kāi)。然而，如果MAG計(jì)數(shù)器不大于最小電流振幅計(jì)數(shù)值，則在不清除MAG FLAG、NODE FLAG和NOISE FLAG，或者重新設(shè)置MAG計(jì)數(shù)器和NODE計(jì)數(shù)器的情況下，將該算法返回步驟826。
可選地，如果傳感器監(jiān)視器300在步驟858處確定設(shè)置了NODEFLAG(即，明顯缺少交織節(jié)點(diǎn))，則在步驟864處，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算后五個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距(來(lái)自包含于噪聲監(jiān)視器314的時(shí)隙19、20、21、22、23和24中的值)上的平均電流振幅值中的改變的絕對(duì)值之和，并將該值賦予給變量NOISEtran。如將會(huì)顯而易見(jiàn)的，包含于該計(jì)算中的時(shí)隙數(shù)可以隨數(shù)據(jù)請(qǐng)求的變更率而改變。
然后，在步驟866處，傳感器監(jiān)視器300將NOISEtran變量值與閾值最小噪聲進(jìn)行比較。如果NOISEtran變量不小于閾值最小噪聲(例如，20)，則該算法認(rèn)為纖維仍然出現(xiàn)在傳感器200處(但是可能正在緩慢地?cái)嚅_(kāi))，并返回步驟826，繼續(xù)監(jiān)視纖維中完全的斷開(kāi)。
然而，如果NOISEtran變量小于閾值最小噪聲，則該算法確定NOISEtran變量是否小于前次迭代中的閾值最小噪聲。因此，在步驟870處，傳感器監(jiān)視器300確定是否設(shè)置了NOISE FLAG。如果清除了NOISE FLAG(即，在先前的循環(huán)迭代中沒(méi)有明顯缺少瞬時(shí)噪聲)，則在步驟872處，傳感器監(jiān)視器300設(shè)置NOISE FLAG。然后該算法返回步驟826，繼續(xù)監(jiān)視纖維中的斷開(kāi)。
如果傳感器監(jiān)視器300在步驟870處確定設(shè)置了NOISE FLAG(即，在先前的循環(huán)迭代中明顯缺少瞬時(shí)噪聲)，則該算法假設(shè)纖維斷開(kāi)。因此，在步驟874處，傳感器監(jiān)視器300清除了絲線出現(xiàn)標(biāo)記364，以記錄傳感器200處的纖維中的斷開(kāi)。傳感器監(jiān)視器300還清除了MAG FLAG、NODE FLAG和NOISE FLAG，并重新設(shè)置MAG計(jì)數(shù)器和NODE計(jì)數(shù)器。然后，該算法返回步驟800。
與步驟826至872并行，傳感器監(jiān)視器300使用穩(wěn)定狀態(tài)纖維噪聲的測(cè)量，來(lái)檢測(cè)傳感器200處的纖維中的斷開(kāi)。根據(jù)該并行過(guò)程，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算噪聲監(jiān)視器314的整個(gè)50個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距上的平均電流振幅值中的改變的絕對(duì)值之和，并在步驟876處將該值賦予給NOISEsteady。
在步驟878處，傳感器監(jiān)視器300將NOISEsteady變量值與閾值最小穩(wěn)定狀態(tài)噪聲進(jìn)行比較。如果NOISEsteady變量沒(méi)有超過(guò)閾值最小穩(wěn)定狀態(tài)噪聲，則該算法認(rèn)為纖維斷開(kāi)。因此，如上所述，在步驟874處，傳感器監(jiān)視器300清除絲線出現(xiàn)標(biāo)記364，以記錄傳感器200處的纖維中的斷開(kāi)。然后該算法返回步驟800。
12.跨接事件檢測(cè)算法跨接事件檢測(cè)算法在多個(gè)不同的紡絲流水線上監(jiān)視電場(chǎng)傳感器202的輸出，每個(gè)紡絲流水線攜帶多長(zhǎng)絲纖維。從在將每個(gè)纖維拉伸經(jīng)過(guò)各個(gè)電場(chǎng)傳感器時(shí)在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流信號(hào)的振幅中的改變中，該算法能夠從紡絲流水線中另一個(gè)的纖維中的紡絲流水線之一中檢測(cè)到長(zhǎng)絲的出現(xiàn)，即，紡絲流水線之一上的纖維中的多個(gè)長(zhǎng)絲之一跳至或跨接至紡絲流水線中另一個(gè)上的纖維?，F(xiàn)在將概括討論跨接事件檢測(cè)算法，之后是參照?qǐng)D9的更加詳細(xì)的討論。在以下的示例中，盡管傳感器監(jiān)視器300監(jiān)視每個(gè)紡絲流水線的平均纖維電流的幅值，但是作為替代，傳感器監(jiān)視器300可以監(jiān)視平均纖維電流的相位，每個(gè)紡絲流水線的節(jié)點(diǎn)數(shù)或節(jié)點(diǎn)性質(zhì)。
傳感器監(jiān)視器300為每個(gè)紡絲流水線保持滑動(dòng)窗。每個(gè)滑動(dòng)窗包括相關(guān)聯(lián)絲線的電流振幅的一系列測(cè)量值?；瑒?dòng)窗是隊(duì)列的形式，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的每個(gè)紡絲流水線處提供活動(dòng)快照。因此，將每個(gè)新振幅值插入每個(gè)滑動(dòng)窗導(dǎo)致了滑動(dòng)窗中的現(xiàn)有元素下移一個(gè)時(shí)隙，以及包含于最低時(shí)隙中的元素會(huì)丟失?？蛇x地，可以將新的振幅值塊插入滑動(dòng)窗，在這種情況下，滑動(dòng)窗內(nèi)的現(xiàn)有元素將會(huì)阻斷下移。
傳感器監(jiān)視器300在各個(gè)滑動(dòng)窗的滯后部分處，為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算電流的平均幅值。然后，傳感器監(jiān)視器300為每個(gè)紡絲流水線，將每個(gè)所計(jì)算的平均振幅值賦予給各個(gè)變量BASE(與以上參照絲線出現(xiàn)算法描述的變量不同)。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300將紡絲流水線A的所計(jì)算的平均電流振幅賦予給變量BASEA，以及將紡絲流水線B的所計(jì)算的平均電流振幅賦予給變量BASEB。
傳感器監(jiān)視器300還在各個(gè)滑動(dòng)窗的前導(dǎo)部分處，為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算電流的平均幅值。然后，傳感器監(jiān)視器300將這些之后計(jì)算的平均振幅值中的每個(gè)賦予給各個(gè)變量CURRENT(與以上參照絲線出現(xiàn)算法描述的變量不同)。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300將紡絲流水線A的平均電流振幅賦予給變量CURRENTA，以及將紡絲流水線B的平均電流振幅賦予給變量CURRENTB。
例如，如果CURRENTA值超過(guò)了BASEA值，以及BASEB值超過(guò)了CURRENTB值，則稱(chēng)為纖維從一個(gè)紡絲流水線跨至另一紡絲流水線(跨接事件)。如果在出現(xiàn)跨接事件之后，實(shí)質(zhì)上將CURRENTA值返回BASEA值，以及實(shí)質(zhì)上將CURRENTB值返回BASEB值，則修正了跨接事件(自我修正或手動(dòng)修正)。傳感器監(jiān)視器300配置用于連續(xù)地更新BASE變量值，直至檢測(cè)到跨接事件。然而，為了識(shí)別何時(shí)修正了跨接事件，傳感器監(jiān)視器300保持BASE變量值(一旦檢測(cè)到跨接事件)，直至在跨接事件之前實(shí)質(zhì)上將CURRENT變量值返回BASE變量值。
傳感器監(jiān)視器300使用HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記，來(lái)保持在檢測(cè)到斷線事件的跨接事件之前存在的BASE值的歷史紀(jì)錄。這允許期望操作條件下的纖維生產(chǎn)過(guò)程的表示，以持續(xù)跨接這兩個(gè)事件場(chǎng)景。如果設(shè)置了HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記(出現(xiàn)跨接事件或斷線)，則傳感器監(jiān)視器300保持BASE變量值的拷貝，直至修正了跨接事件或斷線，和/或直至纖維吊起過(guò)程是成功的。甚至在設(shè)置了HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記時(shí)保持監(jiān)視跨接事件。
將參照?qǐng)D9，對(duì)該過(guò)程的進(jìn)一步細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。如以上所討論的，在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)電場(chǎng)傳感器202時(shí)，在電場(chǎng)傳感器202中感應(yīng)的電流的波形由一系列波峰和一系列波谷組成。傳感器處理單元204監(jiān)視電流幅值，并從電流測(cè)量值中檢測(cè)感應(yīng)電流中的波峰和波谷。傳感器監(jiān)視器300從多個(gè)傳感器200中接收數(shù)據(jù)分組250。每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在預(yù)定的測(cè)量時(shí)間跨距上測(cè)量的一系列電路幅值和相位測(cè)量值。此外，每個(gè)數(shù)據(jù)分組250包括在測(cè)量時(shí)間跨距內(nèi)，由相關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)傳感器202遇到的多個(gè)交織節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及那些節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量值。
因此，在步驟900處，傳感器監(jiān)視器300從包含于每個(gè)數(shù)據(jù)分組250中的幅值測(cè)量值中識(shí)別每個(gè)紡絲流水線的局部波峰電流值(根據(jù)步驟700至716)，然后為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算每個(gè)測(cè)量時(shí)間跨距上的電流的平均振幅。然后，傳感器監(jiān)視器300將每個(gè)振幅值保存于各個(gè)滑動(dòng)窗中。優(yōu)選地，每個(gè)滑動(dòng)窗具有2100個(gè)時(shí)隙(時(shí)隙0至2099)，用于保存2100個(gè)這樣的振幅值。然而，時(shí)隙數(shù)不需要是2100，但是可以隨數(shù)據(jù)需求的變更率而改變。
在步驟902處，傳感器監(jiān)視器300在各個(gè)滑動(dòng)窗的前導(dǎo)部分處，為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算電流的平均幅值。優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300考慮每個(gè)滑動(dòng)窗中的后100個(gè)電流振幅值。因此，傳感器監(jiān)視器300添加每個(gè)紡絲流水線的時(shí)隙2000至2099中的電路振幅，然后將每個(gè)和除以測(cè)量值數(shù)(100)。然后，傳感器監(jiān)視器300為每個(gè)紡絲流水線將這些之后計(jì)算的平均振幅值賦予給各個(gè)變量CURRENT。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300將紡絲流水線A的平均電流振幅(從時(shí)隙2000至2099中計(jì)算得到)賦予給變量CURRENTA，以及將紡絲流水線B的平均電流振幅(從時(shí)隙2000至2099中計(jì)算得到)賦予給變量CURRENTB。
在步驟904處，傳感器監(jiān)視器300為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算平均電流振幅值的振幅中的改變，在步驟908處，將每個(gè)所計(jì)算的改變值賦予給各個(gè)變量Δ。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算CURRENTA與BASEA之間的差值，并將該值賦予給變量ΔA；以及計(jì)算CURRENTB與BASEB之間的差值，并將該值賦予給變量ΔB。
在步驟906處，傳感器監(jiān)視器300將每個(gè)紡絲流水線的所計(jì)算的改變值(例如，ΔA，ΔB)、以及與每個(gè)改變值相關(guān)聯(lián)的傳感器的傳感器地址一起插入數(shù)據(jù)記錄350的跨接事件字段370。計(jì)算機(jī)服務(wù)器400使用包含于數(shù)據(jù)記錄350中的改變值，來(lái)向計(jì)算機(jī)服務(wù)器400的操作者指示跨接事件、以及包含于跨接事件中的紡絲流水線的出現(xiàn)。
在步驟908處，傳感器監(jiān)視器300在各個(gè)滑動(dòng)窗的前導(dǎo)部分處，為每個(gè)紡絲流水線計(jì)算電流的平均幅值。優(yōu)選地，傳感器監(jiān)視器300考慮每個(gè)滑動(dòng)窗中的前200個(gè)電流振幅值。因此，傳感器監(jiān)視器300添加每個(gè)紡絲流水線的時(shí)隙0至199中的電路振幅，然后將每個(gè)和除以測(cè)量值數(shù)(200)。然后，傳感器監(jiān)視器300為每個(gè)紡絲流水線將每個(gè)新計(jì)算的平均振幅值賦予給新的各個(gè)變量NEWBASE。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300將紡絲流水線A的新計(jì)算的平均電流振幅(從時(shí)隙0至199中計(jì)算得到)賦予給變量NEWBASEA，以及將紡絲流水線B的新計(jì)算的平均電流振幅(從時(shí)隙0至199中計(jì)算得到)賦予給變量NEWBASEB。
在步驟910處，傳感器監(jiān)視器300聚焦于每個(gè)紡絲流水線的所計(jì)算的改變值(例如，ΔA，ΔB)的方向。該步驟稱(chēng)為“自檢”(self-term或in-line check)。如果紡絲流水線之一的所計(jì)算的改變值為正，以及紡絲流水線另一個(gè)的所計(jì)算的改變值為負(fù)，則該算法假設(shè)具有負(fù)改變值的紡絲流水線上的纖維中的長(zhǎng)絲跳至或跨接至具有正改變值的紡絲流水線上的纖維。因此，在步驟912處，傳感器監(jiān)視器300設(shè)置HOLDBASE REFERENCE標(biāo)記，從而指示應(yīng)當(dāng)保存BASE變量，直至修正了跨接事件。
在步驟914，傳感器監(jiān)視器300確定HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記是否被設(shè)置了。如果HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記未被設(shè)置，在步驟916，針對(duì)每個(gè)紡絲流水線，傳感器監(jiān)視器300將變量NEWBASE的值賦予給相應(yīng)的變量BASE。然后算法返回步驟900。
然而，如果設(shè)置了HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記，則該算法確定是否修正了跨接事件或斷線。因此，對(duì)于每個(gè)紡絲流水線，傳感器監(jiān)視器300在步驟918處，將每個(gè)NEWBASE變量值與相應(yīng)的BASE變量值進(jìn)行比較。如果每個(gè)變量對(duì)之間的差值的絕對(duì)值不大于預(yù)定的閾值量，則該算法假設(shè)修正了跨接事件或斷線。因此，在步驟920處，傳感器監(jiān)視器300清除HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記，并為每個(gè)紡絲流水線將變量NEWBASE值賦予給相應(yīng)的變量BASE。然后，該算法返回步驟900。
如果傳感器監(jiān)視器300在步驟918處確定任何NEWBASE變量值與相應(yīng)的BASE變量值之間差值的絕對(duì)值大于閾值量，則可以手動(dòng)地修正跨接事件或斷線。然而，在發(fā)生跨接事件或斷線的紡絲流水線上，在發(fā)生跨接事件或斷線的時(shí)刻與修正了跨接事件或斷線的時(shí)刻之間，傳感器200溫度差異會(huì)阻止NEWBASE變量值落入BASE變量的容限內(nèi)(步驟918)。可選地，可以在所發(fā)生的即時(shí)跨接事件或斷線、與修正了的即時(shí)跨接事件或斷線之間，清除在發(fā)生了跨接事件或斷線的紡絲流水線上的電場(chǎng)傳感器202，從而防止NEWBASE變量值落入BASE變量的容限內(nèi)(步驟918)。
因此，為了確定是否已經(jīng)手動(dòng)修正了跨接事件或斷線，在步驟922處，傳感器監(jiān)視器300為每對(duì)紡絲流水線計(jì)算BASE變量值中的差值、以及CURRENT變量值中的差值，并將每個(gè)所計(jì)算的差值賦予給各個(gè)變量ε。因此，在兩個(gè)紡絲流水線纖維生產(chǎn)系統(tǒng)(具有紡絲流水線A和B)中，傳感器監(jiān)視器300計(jì)算BASEA與BASEB之間的差值，并將該值賦予給變量ε1；以及計(jì)算CURRENTA與CURRENTB之間的差值，并將該值賦予給變量ε2。
然后，在步驟924中，傳感器監(jiān)視器300對(duì)于每個(gè)紡絲流水線對(duì)，將每個(gè)BASE差值(例如，ε1)與每個(gè)CURRENT差值(ε2)進(jìn)行比較。該步驟稱(chēng)為“交叉項(xiàng)檢查”。如果兩個(gè)差值之間的差(例如，ε1-ε2)大于預(yù)定閾值量，則該算法假設(shè)沒(méi)有手動(dòng)修正跨接事件或斷線。因此，該算法返回步驟900。然而，如果在步驟924處計(jì)算的差值不大于預(yù)定閾值量，則該算法假設(shè)已經(jīng)手動(dòng)修正了跨接事件或斷線。因此，在步驟926處，傳感器監(jiān)測(cè)器300清除HOLD BASE REFERENCE標(biāo)記，并為每個(gè)紡絲流水線將變量NEWBASE值賦予給相應(yīng)的變量BASE。然后將該算法返回步驟900。
使用所提供的前述對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述，由所附權(quán)利要求來(lái)限定本發(fā)明。盡管在這里沒(méi)有明確地提出，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以如所附權(quán)利要求所限定的，對(duì)本發(fā)明作出一定的修改。
權(quán)利要求
1.一種基于計(jì)算機(jī)的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，包括至少一個(gè)傳感器，配置每個(gè)傳感器，以提供被拉伸經(jīng)過(guò)紡絲流水線上傳感器的纖維的至少一個(gè)物理特性的指示，所述纖維纏繞在筒子上；以及與所述至少一個(gè)傳感器通信的計(jì)算機(jī)服務(wù)器，配置所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以基于所述指示，以每個(gè)紡絲流水線和每個(gè)筒子二者中的至少一個(gè)為基礎(chǔ)，提供對(duì)所述至少一個(gè)物理特性的分析。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，還包括用于保存所述指示的測(cè)量值數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，配置所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以提供對(duì)所述至少一個(gè)物理特性的分析的歷史記錄。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，配置所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器，用于將每個(gè)所述指示與為所述物理特性建立的工藝限制進(jìn)行比較，以及用于根據(jù)每個(gè)所述指示與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離來(lái)激活警報(bào)。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，配置所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器，用于將每個(gè)所述指示與為每個(gè)所述物理特性建立的各個(gè)工藝限制進(jìn)行比較，以及用于根據(jù)所述指示中的至少兩個(gè)與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離來(lái)激活警報(bào)。
5.如權(quán)利要求1所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，配置所述傳感器，以定期地測(cè)量所述物理特性、以在本地緩沖得到的測(cè)量值、以及在從所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器中接收到數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，將所緩沖的測(cè)量值傳輸至所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器。
6.如權(quán)利要求5所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括電場(chǎng)傳感器、以及與所述電場(chǎng)傳感器耦合的傳感器處理單元，配置所述傳感器處理單元，以通過(guò)在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)所述電場(chǎng)傳感器時(shí)，監(jiān)視在所述電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)出來(lái)的電流信號(hào)的振幅，來(lái)提供至少一個(gè)測(cè)量值。
7.如權(quán)利要求6所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述電場(chǎng)傳感器包括絕緣基板；位于所述基板上的多個(gè)非接觸電極；以及與所述電極耦合、并擴(kuò)展橫穿過(guò)所述基板的多個(gè)導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求7所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述電極包括第一電極部分、以及與所述第一電極部分交織的第二電極部分；以及所述導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，所述第一導(dǎo)體部分與第一電極部分耦合，所述第二導(dǎo)體部分與第二電極部分耦合。
9.如權(quán)利要求8所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述電極彼此平行地位于所述基板上，以及所述導(dǎo)體包括與所述電極成適合角度地延伸的通路。
10.如權(quán)利要求9所述的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，所述電場(chǎng)傳感器包括位于所述電極上的絕緣體。
11.一種監(jiān)視纖維生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟在計(jì)算機(jī)服務(wù)器處接收傳感器數(shù)據(jù)，每個(gè)所述數(shù)據(jù)與紡絲流水線相關(guān)聯(lián)，以及包括拉伸經(jīng)過(guò)所述紡絲流水線上的傳感器的纖維的至少一個(gè)物理特性的指示；以及基于所述指示，以每個(gè)紡絲流水線和每個(gè)筒子二者中的至少一個(gè)為基礎(chǔ)，提供對(duì)所述至少一個(gè)物理特性的分析。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器包括保留所述指示的檔案，以及所述分析提供步驟包括提供對(duì)所述至少一個(gè)物理特性的分析的歷史記錄。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述接收步驟包括以下步驟使用所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器，將每個(gè)所述指示與為所述物理特性建立的工藝限制進(jìn)行比較；以及根據(jù)每個(gè)所述指示與其關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所接收步驟包括以下步驟在所述計(jì)算機(jī)服務(wù)器處，將每個(gè)所述指示與為每個(gè)所述物理特性建立的各個(gè)工藝限制進(jìn)行比較；以及根據(jù)所述指示中的至少兩個(gè)與相關(guān)聯(lián)的工藝限制的偏離，來(lái)激活警報(bào)。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述指示包括所述物理特性的定期測(cè)量，配置所述傳感器，以在本地緩沖得到的測(cè)量值，以及所述接收步驟包括以下步驟從所述傳感器中請(qǐng)求所緩沖的測(cè)量值；以及在網(wǎng)絡(luò)上，從所述傳感器中接收所請(qǐng)求的測(cè)量值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述傳感器包括電場(chǎng)傳感器、以及與所述電場(chǎng)傳感器耦合的傳感器處理單元，以及所述傳感器處理單元在將纖維拉伸經(jīng)過(guò)所述電場(chǎng)傳感器時(shí)，監(jiān)視在所述電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)出來(lái)的電流信號(hào)的振幅，從而提供所述至少一個(gè)測(cè)量值。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述電場(chǎng)傳感器包括絕緣基板；位于所述基板上的多個(gè)非接觸電極；以及與所述電極耦合、并延伸橫穿過(guò)所述基板的多個(gè)導(dǎo)體。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述電極包括第一電極部分、以及與所述第一電極部分交織的第二電極部分；所述導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，所述第一導(dǎo)體部分與第一電極部分耦合，所述第二導(dǎo)體部分與第二電極部分耦合。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述電極彼此平行地位于所述基板上，以及所述導(dǎo)體包括與所述電極成適合角度地延伸的通路。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括位于所述電極上的絕緣體。
21.一種電場(chǎng)傳感器，包括絕緣基板；位于所述基板上的多個(gè)非接觸電極；以及與所述電極耦合、并延伸橫穿過(guò)所述基板的多個(gè)導(dǎo)體。
22.如權(quán)利要求21所述的電場(chǎng)傳感器，其中，所述電極包括第一電極部分、以及與所述第一電極部分交織的第二電極部分；所述導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體部分和第二導(dǎo)體部分，所述第一導(dǎo)體部分與第一電極部分耦合，所述第二導(dǎo)體部分與第二電極部分耦合。
23.如權(quán)利要求22所述的電場(chǎng)傳感器，其中，所述電極彼此平行地位于所述基板上，以及所述導(dǎo)體包括與所述電極成適合角度地延伸的通路。
24.如權(quán)利要求23所述的電場(chǎng)傳感器，其中，還包括位于所述電極上的絕緣體。
25.如權(quán)利要求24所述的電場(chǎng)傳感器，其中，所述絕緣體包括陶瓷和玻璃之一。
26.如權(quán)利要求25所述的電場(chǎng)傳感器，其中，所述陶瓷包括氧化鋁。
27.一種監(jiān)視紡絲流水線上的纖維的生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟監(jiān)視被拉伸經(jīng)過(guò)所述傳感器的纖維在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流信號(hào)的振幅；從所述振幅的測(cè)量值中檢測(cè)電流信號(hào)中的波峰和波谷；以及從所檢測(cè)的波峰和波谷中確定所述纖維的物理特性。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述檢測(cè)步驟包括從所述振幅測(cè)量值中識(shí)別局部振幅最小值和最大值；計(jì)算相對(duì)于所述局部最小值的所述局部極大值的極點(diǎn)；以及排除具有小于預(yù)定閾值的計(jì)算出的相關(guān)聯(lián)的極點(diǎn)的那些局部極大值。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，未排除的局部最大值中的每個(gè)超前于在所述局部最小值之一一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間段，以及所述方法還包括以下步驟排除具有大于閾值最大時(shí)間的相關(guān)聯(lián)時(shí)間段的那些未排除的局部最大值；排除具有小于閾值最小時(shí)間的相關(guān)聯(lián)時(shí)間段的那些未排除的局部最大值；以及保留未排除的局部最大值中的剩余局部極大值。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述物理特性是節(jié)點(diǎn)數(shù)，以及所述物理特性確定步驟包括將所述局部振幅測(cè)量值分隔成時(shí)間跨距；以及對(duì)于每個(gè)所述時(shí)間跨距，從相關(guān)聯(lián)的保留的局部最大值中計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述物理特性是節(jié)點(diǎn)性質(zhì)，以及所述物理特性確定步驟包括對(duì)于每個(gè)所述時(shí)間跨距，計(jì)算相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)數(shù)上的相關(guān)聯(lián)極點(diǎn)的平均。
32.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述電場(chǎng)傳感器包括絕緣基板；位于所述基板上的多個(gè)非接觸電極；以及與所述電極耦合、并延伸橫穿過(guò)所述基板的多個(gè)導(dǎo)體。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述電極包括第一電極部分、以及與所述第一電極部分交織的第二電極部分；所述通路包括第一通路部分和第二通路部分，所述第一通路部分與所述第一電極部分耦合，以及所述第二通路部分與所述第二電極部分耦合。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述電極彼此平行地位于所述基板上，以及所述通路與通路成適合角度地延伸。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述電場(chǎng)傳感器包括位于所述電極上的絕緣體。
36.一種監(jiān)視紡絲流水線上的纖維的生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟監(jiān)視位于紡絲流水線上的電場(chǎng)傳感器的輸出；根據(jù)由所述電場(chǎng)傳感器測(cè)量的平均電流、穩(wěn)定狀態(tài)噪聲和節(jié)點(diǎn)數(shù)之一的增加，檢測(cè)被拉伸經(jīng)過(guò)所述傳感器的纖維的出現(xiàn)；以及根據(jù)由所述電場(chǎng)傳感器測(cè)量的平均電流、節(jié)點(diǎn)數(shù)和瞬時(shí)噪聲之一的減小，檢測(cè)所述纖維的斷開(kāi)，其中，所述減小在時(shí)間上重疊。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，通過(guò)檢測(cè)在所述電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流振幅中的波峰、以及計(jì)算所述振幅的平均，來(lái)確定所述平均電流。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述平均振幅計(jì)算步驟包括以下步驟將所述波峰分割成時(shí)間跨距，以及計(jì)算每個(gè)所述時(shí)間跨距上的峰值幅值平均的均值。
39.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，通過(guò)以下來(lái)確定所述噪聲檢測(cè)在所述電場(chǎng)感應(yīng)器中感應(yīng)的電流振幅的波峰、將所述波峰分割為時(shí)間跨距、以及將每個(gè)所述時(shí)間跨距上的波峰幅值相加。
40.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，通過(guò)以下來(lái)確定節(jié)點(diǎn)數(shù)檢測(cè)在所述電場(chǎng)感應(yīng)器中感應(yīng)的電流振幅的波峰、以及從所檢測(cè)的波峰中計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算步驟包括以下步驟將所述波峰分割成時(shí)間跨距、以及為每個(gè)所述時(shí)間跨距的波峰計(jì)數(shù)。
42.一種監(jiān)視紡絲流水線上的纖維生產(chǎn)的基于計(jì)算機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟監(jiān)視多個(gè)電場(chǎng)傳感器的輸出，所述多個(gè)電場(chǎng)傳感器的每一個(gè)設(shè)置在多個(gè)紡絲流水線的相應(yīng)一個(gè)上，所述紡絲流水線的每一個(gè)承載一個(gè)多長(zhǎng)絲纖維；基于當(dāng)所述纖維被拉伸經(jīng)過(guò)相應(yīng)的電場(chǎng)傳感器時(shí)在電場(chǎng)傳感器中感應(yīng)的電流信號(hào)的幅值的變化，檢測(cè)紡絲流水線之一的多絲在另一個(gè)紡絲流水線的纖維中的存在。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述檢測(cè)多絲的存在，是通過(guò)監(jiān)視一個(gè)紡絲流水線上幅值的正向改變和監(jiān)視另一個(gè)紡絲流水線上的幅值的負(fù)向改變而執(zhí)行的。
全文摘要
一種基于計(jì)算機(jī)的纖維生產(chǎn)監(jiān)視系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器、以及與所述傳感器通信的計(jì)算機(jī)服務(wù)器。配置每個(gè)傳感器以提供數(shù)據(jù)分組，每個(gè)數(shù)據(jù)分組與各個(gè)紡絲流水線相關(guān)聯(lián)，以及提供上拉伸經(jīng)過(guò)紡絲流水線上的傳感器、并纏繞在筒子上的纖維的至少一個(gè)物理特性的測(cè)量值。配置計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以基于所述測(cè)量值中的每個(gè)紡絲流水線和每個(gè)筒子，來(lái)提供對(duì)所述至少一個(gè)物理特性的分析。將傳感器配置為電場(chǎng)傳感器，并包括絕緣基板、位于所述基板上的多個(gè)非接觸電極、以及擴(kuò)展橫穿過(guò)所述基板的通路。電極彼此交織。通路的一部分與電極的一部分耦合，以及通路的另一部分與電極的另一部分耦合。
文檔編號(hào)G01N33/36GK101044396SQ200580028878
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者斯圖爾特·因克蓬, 克里斯·諾蘭, 達(dá)瑞爾·派克, 希則爾·羅維, 約翰·霍爾, 達(dá)娜·林菲爾德, 喬書(shū)瓦·斯瓦達(dá)斯, 克里斯·道文森, 杰拉德·高爾維, 肖恩·沃爾士, 路斯·亞伯拉罕 申請(qǐng)人:因斯圖馬有限公司