專利名稱：同步的無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及片材(sheet)制造工藝，以及更具體地，涉及從在此類工藝中使用的掃描儀上安裝的傳感器獲取信息。
背景技術(shù)：
在片材工藝中部署掃描測量，以便感測多個(gè)紙幅特性文件(webprofile)屬性，諸如基本重量、濕度、厚度(caliper)、顏色以及涂層重量。在工藝中可以安裝有一個(gè)或者多個(gè)掃描儀，以便在不同位置處測量紙幅，例如在造紙機(jī)中進(jìn)行涂敷之前或者之后。每個(gè)掃描儀可以具有單側(cè)或者雙側(cè)的測量頭部。在美國專利No.5,479,720以及No.5，343,296中描述了對(duì)片材工藝進(jìn)行的掃描測量的應(yīng)用示例。
圖1示意性地示出了在扁平片材工業(yè)(例如，造紙)中典型使用的掃描儀10。掃描儀10包括移動(dòng)傳感器頭部12，其橫跨過傳感器頭部12之間的紙幅24。每當(dāng)頭部12跨過紙幅24掃描時(shí)，則生成特性文件(profile)?，F(xiàn)代造紙機(jī)或者轉(zhuǎn)換設(shè)備提高的片材速度需要較高的掃描速度。例如，可能需要1 m/sec的掃描速度，其中從紙幅24的一邊至另一邊的行進(jìn)時(shí)間小于10秒。這對(duì)應(yīng)于每年超過3百萬的掃描周期。在掃描儀中移動(dòng)部件的故障將導(dǎo)致昂貴的機(jī)器停止運(yùn)行并且需要緊急修理。這對(duì)移動(dòng)部件的長使用壽命提出了非常高的要求。
為了向移動(dòng)頭部12供給電力、信號(hào)、通信以及空氣/水流體物質(zhì)(utilities),在掃描儀10內(nèi)部通常利用彎曲電纜軌道14。圖2示出了移動(dòng)頭部12以及彎曲電纜軌道14的工作細(xì)節(jié)。在電纜軌道14內(nèi)部，可以存在各種管和電纜，諸如用于供給空氣/水液體物質(zhì)的撓曲管16;供電電纜、信號(hào)和通信電纜。信號(hào)電纜比電力電纜的構(gòu)造更輕，由此相對(duì)于電力電纜來說，更傾向于出現(xiàn)疲勞故障或者外皮損 壞。此外，作為設(shè)計(jì)選項(xiàng)，電力分配可以^使用具有滑動(dòng)接觸匯流條
(bus bar)的電氣化軌道，來代替彎曲電纜。利用具有擠壓共聚合 物編織設(shè)計(jì)的柔性液體線路，其在撓曲模式中具有良好的長期可靠性。
已經(jīng)提出了在掃描儀彎曲電纜中的多種數(shù)字通信方法，例如在 US 6，071,382中所述。數(shù)字通信電纜還必須與模擬信號(hào)電纜彎曲相同 數(shù)量的圏數(shù)。
基于流行標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的分布式遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集已經(jīng)涉及了制造 領(lǐng)域，并且由此出現(xiàn)可以提供一種信號(hào)電纜的備選，但是這尚未在 掃描應(yīng)用中使用。將此類已知分布式遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于片材 掃描儀的一個(gè)難點(diǎn)在于，掃描儀中的單位傳感器數(shù)據(jù)率較高。由此， 在掃描儀中使用這一技術(shù)將對(duì)已經(jīng)密集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)負(fù)載增加通信開 銷。用于掃描設(shè)施的數(shù)據(jù)率可以是來自每個(gè)傳感器的每秒數(shù)千采樣， 并且該速率大大快于在傳統(tǒng)工業(yè)傳感器中的數(shù)據(jù)率。
將此類分布式遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于片材掃描儀的另一難點(diǎn) 在于，需要在節(jié)點(diǎn)之間精確地定時(shí)同步。不同時(shí)鐘在分布式系統(tǒng)中 必須準(zhǔn)確地同步，以便避免在不同節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)定時(shí)錯(cuò)誤匹配。 例如，傳感器信號(hào)與頭部位置信號(hào)之間的關(guān)系必須良好地定時(shí)，以 便生成片材屬性的準(zhǔn)確的高度分辨率特性文件。由此，出于上文給 出的原因，可以用于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)自動(dòng)化的此類無線網(wǎng)絡(luò)同步解決方案
并不適用于掃描i殳施。
一種不同于上文所述的方案是，使用由節(jié)點(diǎn)共享的線來用于硬 件時(shí)鐘同步。在諸如造紙工業(yè)工藝中，使用針對(duì)這一任務(wù)的專用單 獨(dú)線是不切實(shí)際的。然而，用于硬件時(shí)鐘同步的線可以是工廠內(nèi)共 享的AC電力線路。使用電力線路頻率進(jìn)行同步的每種已知方法都 需要特定通信系統(tǒng)，并且不適用于當(dāng)今最為廣泛接受的高速無線網(wǎng) 絡(luò)(例如，IEEE 802.11 )。這些特定通信方案沒有得到標(biāo)準(zhǔn)以及流 行的低成本無線網(wǎng)絡(luò)的支持。圖3示出了連接到具有相關(guān)聯(lián)操作者顯示器的中央計(jì)算機(jī)18的 掃描儀10，所述計(jì)算機(jī)以及顯示器18典型地定位于過程控制室(未 示出)中。掃描儀IO使用標(biāo)準(zhǔn)LAN電纜20連接至控制室。中央計(jì) 算機(jī)18以及掃描儀10接收來自共享AC電力的電力，有時(shí)候是經(jīng) 由專用隔離變壓器(諸如圖3中所示的變壓器22)。
在掃描儀中， 一個(gè)潛在的可靠性問題涉及將移動(dòng)頭部12連接至 掃描儀的固定部分10a的撓曲電纜16。電纜16經(jīng)受由于頭部掃描的 連續(xù)移動(dòng)而導(dǎo)致的極大的彎曲應(yīng)力、并易于疲勞和磨損。由于越來 越快的掃描速度而使彎曲應(yīng)力、疲勞性和磨損變得更為嚴(yán)重。電纜 16的故障模式可以涉及在問題早期出現(xiàn)時(shí)開始的伴有連續(xù)間歇傳導(dǎo) 的疲勞性損壞。這種疲勞性損壞可以導(dǎo)致在模擬信號(hào)電纜中臨時(shí)丟 失測量數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。對(duì)于撓曲數(shù)字通信電纜，疲勞機(jī)制類 似于模擬電纜，這是由于它們必須經(jīng)歷相同次數(shù)的掃描。撓曲數(shù)字 通信電纜的其他復(fù)雜性涉及機(jī)械設(shè)計(jì)中的折衷，這種折衷是由于將 受控電阻抗與長壽命的彎曲屬性相結(jié)合的需要。
在工藝期間掃描儀安裝的另一考慮涉及，在掃描儀IO與控制室 或者類似遠(yuǎn)程位置之間安裝數(shù)據(jù)電纜的成本。有必要將掃描測量信 息提供至中央過程控制計(jì)算機(jī)以及操作者顯示器18。電纜20有時(shí)必 須通過機(jī)器障礙或者圍繞機(jī)器障礙而布線，這就增加了安裝掃描系 統(tǒng)所需的成本和時(shí)間。
在工藝期間使用多個(gè)掃描儀10時(shí)可能出現(xiàn)的 一 個(gè)困難涉及在涂 層重量計(jì)算、濕度測量補(bǔ)償、或者其他測量計(jì)算中所包含的掃描儀 之間的數(shù)據(jù)同步，在上述涂層重量計(jì)算、濕度測量補(bǔ)償、或者其他 測量計(jì)算中可能需要來自多個(gè)掃描儀的同步信息。已經(jīng)提出了用于 以可以觀察紙幅上相同點(diǎn)的方式操作掃描儀10的方法。在日本專利 JP 2000008291中描述了一個(gè)此類方法。然而，為了準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這一 點(diǎn)，要求所有掃描儀計(jì)算機(jī)18精確地實(shí)時(shí)同步。采用傳統(tǒng)無線通信 方法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)非常復(fù)雜，因?yàn)閭鹘y(tǒng)通信方法將引入可變等待時(shí)間， 并且甚至可能需要使用專用的硬連線離散信號(hào)。
7為了診斷和維護(hù)現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜工業(yè)測量掃描儀10，服務(wù)工具 包括便攜或者固定的服務(wù)工作站、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、 以及通信分析器。出于這一目的，已經(jīng)提出了將無線通信應(yīng)用于便
攜服務(wù)工作站的方法。在美國專利No.7,010,294中公開了用于過程 自動(dòng)化系統(tǒng)的無線服務(wù)工具的某些示例。
當(dāng)處理掃描儀10中的問題時(shí)，加速解決這一問題以及服務(wù)人員 的靈活性是重要的，這是由于掃描儀IO在造紙控制中非常重要。例 如，由于服務(wù)人員不能通過無線技術(shù)獲得去往安裝在掃描儀10上的 傳感器12的各種硬連線通信數(shù)據(jù)流，出于這一唯一目的而將無線技 術(shù)添加至傳統(tǒng)掃描儀將增加掃描儀成本，并其對(duì)于掃描儀的復(fù)雜性 僅能提供有限的見解。
存在快速新興的工業(yè)無線通信系統(tǒng)，例如IEEE 802.11、藍(lán)牙、 IRDA和UWB、以及在專用工業(yè)頻帶上操作的系統(tǒng)，所述工業(yè)無線 通信系統(tǒng)在辦公室或者住宅環(huán)境中建立了主流使用。此類通信系統(tǒng) 利用分組通信方法，其中網(wǎng)絡(luò)加載、由于噪聲而產(chǎn)生的通信重試、 來自其他設(shè)備的干擾以及類似實(shí)時(shí)失常引起了可變等待時(shí)間。在無 線網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)來自不同數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)處的信息同步是一項(xiàng)復(fù)雜的任 務(wù)。為了適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合來自不同節(jié)點(diǎn)的傳感器信息，掃描測量通常要 求 一 毫秒或者更好的定時(shí)精度。
本發(fā)明通過使用從掃描儀感測傳感器到控制室的無線網(wǎng)絡(luò)來解 決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，所述無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)來自不同節(jié)點(diǎn)的傳感器 數(shù)據(jù)提供準(zhǔn)確定時(shí)。本發(fā)明還適用于 一般的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于在片材制造系統(tǒng)中時(shí)間同步信號(hào)的方法，所述片材制 造系統(tǒng)具有兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收其中 具有關(guān)于與兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的片材制造事件的數(shù) 據(jù)的信號(hào)。所述方法
在兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處提供無線系統(tǒng)，用于在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處獲取具有相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)的信號(hào)；以及
在兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處將相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)信 號(hào)的定時(shí)與連接以對(duì)所述兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的每個(gè)進(jìn)行供電的電力線路的AC電壓波形的定時(shí)進(jìn)行比較， 由此將兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處的相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)信 號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。
一種用于在片材制造系統(tǒng)中時(shí)間同步信號(hào)的方法，所述片材制 造系統(tǒng)具有兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收其中 具有關(guān)于與兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的片材制造事件的數(shù) 據(jù)的信號(hào)。所述方法
在至少兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處提供無線系統(tǒng)，用于在每個(gè) 節(jié)點(diǎn)處采集具有相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)的信號(hào)，每個(gè)無線系統(tǒng)具 有數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘；以及
使用連接以對(duì)所述兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)中的每個(gè)進(jìn)行供電的電力線路上的AC電力信號(hào)，作為用于所述 兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘的全部 的公共時(shí)鐘源，以便對(duì)所述至少兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處的相 關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。
一種片材制造系統(tǒng)，具有
兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)；
所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)包括無線系統(tǒng)，用于在每個(gè)節(jié) 點(diǎn)處采集具有相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)的信號(hào)，每個(gè)無線系統(tǒng)接收其中具有 關(guān)于與所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)的相應(yīng)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的事 件的數(shù)據(jù)的信號(hào)，并且每個(gè)無線系統(tǒng)連接以從AC電力的公共源來 接收AC電力；以及
所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)具有
一種電路，所述電路從AC電力的公共源獲取相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)采 集時(shí)鐘，所述事件數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘對(duì)于在所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)處的 全部無線系統(tǒng)是相同的，以便對(duì)在所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處的相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。


圖1示意性示出了在扁平片材工業(yè)中使用的典型掃描儀； 圖2示出了掃描儀的移動(dòng)頭部以及彎曲電纜軌道的細(xì)節(jié)； 圖3示出了連接至中央計(jì)算機(jī)的掃描儀； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 圖5示出了針對(duì)由AC信號(hào)的正弦波恢復(fù)的鎖相環(huán)的框圖； 圖6示出了在存在噪聲時(shí)正弦波恢復(fù)結(jié)果的模擬； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其適用 于一個(gè)掃描頭部、掃描儀末端列并且被無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)至中央計(jì)算機(jī)； 圖8示出了圖7的系統(tǒng)的物理安裝視圖9示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，其中在掃描儀中使用無線通信， 并且LAN電纜用以將所述掃描儀連接至中央計(jì)算機(jī)；
圖10示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，用于末端列使用視距(LOS) 光學(xué)通信(諸如，紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA))的掃描頭部通信；以及
圖11示出了用于非掃描儀的通用無線目的數(shù)據(jù)釆集和控制的本 發(fā)明的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖4,其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)30。示出的系統(tǒng)30僅具有兩個(gè)活躍遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)32和34，盡管可 以使用達(dá)到接口容量上限的任意數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)32和34 包括基于微處理器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)36，其具有標(biāo)準(zhǔn)無線通信接 口 38和AC電力定時(shí)監(jiān)控電路40，其可以是獨(dú)立的硬件或者針對(duì)其 他過程信號(hào)的數(shù)據(jù)采集功能的一部分。每個(gè)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)32和34在結(jié) 構(gòu)上可以是基本相同的，盡管針對(duì)特定需要可以定制傳感器或者過 程控制的I/O。
根據(jù)本發(fā)明，在用于測量信號(hào)的傳統(tǒng)信道以外還使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)36,以便利用額外的信道監(jiān)控AC電力線路電壓31的相位。對(duì) 于物理上較大并且需要電力的設(shè)備(諸如，過程掃描儀)，AC通常 是與靠近每個(gè)使用點(diǎn)處的分布式DC電源相結(jié)合的優(yōu)選電力分配。 由此，可以將在掃描儀10中對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)32、 34的單獨(dú)過 程信號(hào)的定時(shí)與AC線路電壓波形的定時(shí)進(jìn)行比較。
由于工廠內(nèi)的所有AC電力具有公共頻率和預(yù)定義的、且具有相 對(duì)精確的相位對(duì)相位關(guān)系，這種AC電力信號(hào)31被用作多個(gè)物理上 分開的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的公共時(shí)鐘源，所述無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從 該AC系統(tǒng)獲取電力。最終結(jié)果是，每個(gè)無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)32、 34 可以利用來自公共AC信號(hào)的定時(shí)參考對(duì)所采集的信號(hào)加上時(shí)間戳， 并且由此支持對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的定時(shí)同步。
AC電壓31可能包含噪聲和失真，所述噪聲和失真可以使得傳 統(tǒng)零交叉定時(shí)確定變得不準(zhǔn)確。這可以通過濾波器、或者基于正弦 波恢復(fù)的鎖相環(huán)來補(bǔ)救。在存在噪聲時(shí)使用用于正弦波恢復(fù)的此類 鎖相環(huán)，這是現(xiàn)有技術(shù)中所公知的，但是為了為完整性起見，在圖5 中將其示出。經(jīng)由積分反饋環(huán)44來調(diào)諧可變頻率振蕩器，直到余弦 項(xiàng)與進(jìn)入的噪聲信號(hào)正弦項(xiàng)正交。所述積分可利用長時(shí)間常數(shù)，這 是由于線路頻率沒有快速抖動(dòng)(jitter)?？勺冋袷幤?2的正弦項(xiàng)表 示噪聲進(jìn)入電力的基本相位。此方法可以針對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊36而以 硬件或者軟件實(shí)現(xiàn)。在圖6中示出了在存在噪聲情況下用于正弦波 恢復(fù)的這一技術(shù)的模擬結(jié)果，其中在46處示出AC波形，而在48 處示出所恢復(fù)的正弦項(xiàng)。
高速分組通信(例如IEEE 802.11 )的典型等待時(shí)間以及接收延 遲短于AC線路頻率的一個(gè)周期，即，小于針對(duì)60 Hz線路頻率的 16.66毫秒、或者小于針對(duì)50 Hz線路頻率的20毫秒。然而，在大 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，或者當(dāng)在較大距離處存在顯著信號(hào)損失時(shí)，數(shù)據(jù)重傳 和分組延遲可以超過一個(gè)AC線路周期的時(shí)段。這潛在的會(huì)以整數(shù)
為了補(bǔ)救同步中的這種可能的混亂，本發(fā)明在啟動(dòng)時(shí)在一個(gè)AC周期內(nèi)粗略地同步分布式數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘。這種同步包括在啟動(dòng)時(shí)的 定時(shí)校準(zhǔn)消息，所述定時(shí)校準(zhǔn)消息從中央計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)
據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，響應(yīng)返回到圖3中所示出的計(jì)算機(jī)18或者在圖7中示 出的中央計(jì)算機(jī)50,以實(shí)現(xiàn)粗略的通信延遲校準(zhǔn)測試。這種粗略同 步可以是并不復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)軟件解決方案，因?yàn)槠洳恍枰哂谝粋€(gè)AC 電力周期的更好的精度。
通過針對(duì)每個(gè)線路周期的AC電力相位的過程信號(hào)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn) 最終的定時(shí)準(zhǔn)確度。為了確保質(zhì)量以及自動(dòng)診斷，粗略校準(zhǔn)消息可 以在規(guī)則時(shí)間間隔處重復(fù)，例如每隔5分鐘一次，而對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)， 其間只發(fā)生對(duì)AC頻率時(shí)段的計(jì)數(shù)。
圖7示出了一個(gè)系統(tǒng)56，在所述系統(tǒng)56中本發(fā)明的無線遠(yuǎn)程數(shù) 據(jù)采集適用于一個(gè)掃描頭部52以及掃描儀末端列54，并且以無線方 式網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)至中央計(jì)算機(jī)50。
中央計(jì)算機(jī)50例如可以定位在過程控制室中、在計(jì)算機(jī)服務(wù)室 中、在電子裝備室中、在紙張測試實(shí)驗(yàn)室中、或者定位在片材制造 機(jī)器底板上的外殼中。
掃描頭部單元52的任務(wù)是在每次掃描期間以高速收集傳感器信 號(hào)。掃描儀末端列單元54的主要任務(wù)是，控制頭部移動(dòng)以及以高速 率提供頭部位置信息。中央計(jì)算機(jī)50的主要任務(wù)是，顯示所測量的 紙幅質(zhì)量。
由于節(jié)點(diǎn)50、 52、 54是完全網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的，在這三個(gè)節(jié)點(diǎn)的任何 一個(gè)中可以進(jìn)行將過程傳感器信息以及掃描儀末端列頭部位置信息 結(jié)合到特性文件中。唯一的要求是，執(zhí)行此計(jì)算的節(jié)點(diǎn)接收來自頭 部52以及末端列54兩者的AC相位定時(shí)信息，該相位定時(shí)信息從 分離的AC監(jiān)控功能獲取。此定時(shí)信息用以對(duì)來自兩個(gè)單獨(dú)節(jié)點(diǎn)52 和54的波形進(jìn)行時(shí)間偏移(time-skew)以^更在時(shí)間上相符，而與無 線分組通信或者單獨(dú)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理延遲無關(guān)。這一結(jié)果特性文件是 重新設(shè)置為x /y圖形的這兩個(gè)經(jīng)時(shí)間同步波形(過程傳感器測量和頭 部位置)最終結(jié)果的簡化表示。一個(gè)中央計(jì)算機(jī)50可以服務(wù)一個(gè)無線測量網(wǎng)絡(luò)，其包括在數(shù)據(jù)
率約束范圍內(nèi)的數(shù)個(gè)掃描儀10 。通過針對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的公共時(shí)間同步， 來輔助將來自數(shù)個(gè)掃描儀10的信息準(zhǔn)確地與一個(gè)信息(例如，為了
獲取涂層重量)相結(jié)合的任務(wù)。
圖8從物理安裝角度示出了圖7的系統(tǒng)56,其中虛線58表示掃 描儀10中以及在掃描儀和中央計(jì)算機(jī)50之間的無線通信，無需通 信由標(biāo)記"WLAN"所指示，其中"W"指示所述通信是無線通信。
圖9示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中在掃描儀10內(nèi)部使用 無線通信，如由虛線60所示出并且表示為標(biāo)記"WLAN"，并且從 掃描儀10到中央計(jì)算機(jī)50的連接是由實(shí)線示出的傳統(tǒng)LAN電纜62 表示。本發(fā)明的這一實(shí)施方式排除了信號(hào)電纜的撓曲。存在噪聲情 況下，在掃描儀10中的內(nèi)部通信結(jié)構(gòu)仍然使用正弦波恢復(fù)方法，諸 如在圖5中所示出的鎖相環(huán)。由于此方法僅是短程(short-haul)的， 此方法在內(nèi)部無線通信中提供了靈活性。
圖10示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其使用視距(LOS)光學(xué) 通信(諸如，紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA))用于末端列至掃描頭部的通 信。在此實(shí)施方式中，標(biāo)準(zhǔn)IrDA通信端口和i殳備利用一見線定向透4竟 或者反射器光學(xué)器件來增強(qiáng)，以便安全地具有覆蓋最大長度掃描儀 (通常是12米)的范圍。本發(fā)明的這一實(shí)施方式的優(yōu)勢在于，IrDA 的潛在低成本、4 Mb/s的充分速度以及由于僅有非常小的"信號(hào)泄 露"而具有高度數(shù)據(jù)安全性。在此變型中的基本定時(shí)關(guān)系仍然遵循 正弦波恢復(fù)方法的規(guī)則，在圖5中示出了一個(gè)示例。
圖11示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該實(shí)施方式用于非掃描儀 的通用無線目的數(shù)據(jù)采集和控制，其中節(jié)點(diǎn)之間的所采集事件的時(shí) 間同步達(dá)到大約是1毫秒或者更好是重要的。在圖11中示出的系統(tǒng) 100具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由參考數(shù)字102所標(biāo)識(shí)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)102 中具有圖4中示出和上文所述的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)102 接收I/0信號(hào)104,所述I/0信號(hào)104具有關(guān)于與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的 事件的數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)102接收來自相同電力系統(tǒng)的AC電力108,僅出于示出簡易的目的而沒有詳細(xì)示出所述電力系統(tǒng)。系統(tǒng)100還
具有中央計(jì)算機(jī)106，所述中央計(jì)算機(jī)106還具有通往所有節(jié)點(diǎn)102 的無線通信鏈路。由此，圖11示出的本發(fā)明并不局限于掃描過程測量。
在上述的基于無限頻帶的任何解決方案中，可以添加包括具有 適合WLAM接口的筆記本PC或者PDA的服務(wù)工作站。此工作站可 以利用適當(dāng)軟件提供訪問、以及節(jié)點(diǎn)可見性，提供用于狀態(tài)、原始 數(shù)據(jù)流、所計(jì)算的值、命令、報(bào)警以及調(diào)諧信息的通信。這一任務(wù) 通過以下流行趨勢而便于實(shí)現(xiàn)，即提供內(nèi)置無線LAN (如作為標(biāo)準(zhǔn) 便攜計(jì)算機(jī)或者PDA的一部分的IEEE 802.11b)。
應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明，在過程掃描儀中的信號(hào)傳送可以是從 傳感器頭部52向掃描儀末端列54傳送、或者自始至終從傳感器頭 部52向控制室傳送。應(yīng)該進(jìn)一步理解，在本發(fā)明中，掃描儀10不 具有信號(hào)電纜來將傳感器頭部52連接至固定的末端列54，并且由此 不必關(guān)心由往復(fù)掃描使得此類電纜撓曲而提高電纜故障的可能性。 還應(yīng)該理解，本發(fā)明通過使用AC線路同步而消除了可變分組/計(jì)算 機(jī)延遲對(duì)由傳感器頭部進(jìn)行的測量的準(zhǔn)確性的影響。此外，應(yīng)該理 解，如上文所述，本發(fā)明適用于通用無線數(shù)據(jù)采集。
應(yīng)該理解，上述的示例性實(shí)施方式的描述對(duì)于本發(fā)明僅僅是示 意性的，而不是窮盡性的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)λ_主題 的實(shí)施方式做出特定的添加、刪除和/或修改，而并不脫離如權(quán)利要 求書所定義的本發(fā)明的精神或者其范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于在片材制造系統(tǒng)中時(shí)間同步信號(hào)的方法，所述片材制造系統(tǒng)具有兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收其中具有關(guān)于與所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的片材制造事件的數(shù)據(jù)的信號(hào)，所述方法包括在所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處提供無線系統(tǒng)，用于在每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)處采集具有所述相關(guān)聯(lián)的片材制造事件數(shù)據(jù)的所述信號(hào)；以及在所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處將相關(guān)聯(lián)的片材制造事件數(shù)據(jù)信號(hào)的定時(shí)與電力線路上的AC電壓波形的定時(shí)進(jìn)行比較，由此將所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處的所述相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步，其中所述電力線路被連接來對(duì)所述兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的每個(gè)進(jìn)行供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述兩個(gè)或者 更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處確定所述電力線路上的所述AC電壓波形的所述 定時(shí)。
3. —種用于在片材制造系統(tǒng)中時(shí)間同步信號(hào)的方法，所述片材 制造系統(tǒng)具有兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收其 中具有關(guān)于與所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的片材制造事 件的數(shù)據(jù)的信號(hào)，所述方法包括在所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處提供無線系統(tǒng)，用于在每個(gè)所 述節(jié)點(diǎn)處采集具有所述相關(guān)聯(lián)片材制造事件數(shù)據(jù)的所述信號(hào)，每個(gè) 無線系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘；以及使用被連接來對(duì)所述兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)中每個(gè)進(jìn)行供電的電力線路上的AC電力信號(hào)，來作為用于所 述兩個(gè)或者更多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘的全 部的公共時(shí)鐘源，以對(duì)所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)處的所述相 關(guān)聯(lián)的片材制造事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在所述兩個(gè)或者 更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處，將所述相關(guān)聯(lián)的片材制造事件數(shù)據(jù)信號(hào)的定時(shí) 與所述AC電力信號(hào)的定時(shí)進(jìn)行比較，由此從所述AC電力信號(hào)獲取 所述公共時(shí)鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在所述具有兩個(gè) 或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)的所述系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)，將所述兩個(gè)或者更 多無線片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘粗略地同步在所述 AC電力信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)。
6. —種片材制造系統(tǒng)，包括 兩個(gè)或者更多彼此分離的節(jié)點(diǎn)；所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)包括無線系統(tǒng)，用于在每個(gè)所述 節(jié)點(diǎn)處采集具有相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)的信號(hào)，每個(gè)所述無線系統(tǒng)接收其 中具有關(guān)于與所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)的相應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián) 的事件的數(shù)據(jù)的信號(hào)，并且每個(gè)所述無線系統(tǒng)被連接來從AC電力 的公共源來接收AC電力；以及所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)包括一種電路，所述電路從AC電力的所述公共源獲取相關(guān)聯(lián)的 事件數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘，所述事件數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘對(duì)于在所述兩個(gè)或者更 多節(jié)點(diǎn)處的全部所述無線系統(tǒng)是相同的，由此對(duì)在所述兩個(gè)或者更 多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處的所述相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的片材制造系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述 兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)中的每個(gè)進(jìn)行通信的計(jì)算設(shè)備。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的片材制造系統(tǒng)，其中當(dāng)所述片材制造 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，所述計(jì)算設(shè)備使得所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè) 將所述兩個(gè)或者更多片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘粗略 地同步在所述AC電力信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的片材制造系統(tǒng)，其中當(dāng)所述片材制造 系統(tǒng)處于操作中時(shí)，所述計(jì)算設(shè)備在預(yù)定義時(shí)間間隔使得所述兩個(gè) 或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)來將所述兩個(gè)或者更多片材制造事件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘粗略地同步在所述AC電力信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的片材制造系統(tǒng)，其中所述計(jì)算設(shè)備與 所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)之間的通信是無線通信、或者通 過在所述計(jì)算設(shè)備和所述兩個(gè)或者更多無線系統(tǒng)的每個(gè)之間連接的電纜來通信。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的片材制造系統(tǒng)，進(jìn)一步包括跨過由 所述系統(tǒng)制造的移動(dòng)片材的掃描儀，所述掃描儀包括可移動(dòng)地安 裝在所述掃描儀上的一個(gè)或者多個(gè)傳感器頭部，所述移動(dòng)片材在所 述一個(gè)或者多個(gè)傳感器頭部之間，所述掃描儀使得所述一個(gè)或者多 個(gè)傳感器來往復(fù)橫穿過所述移動(dòng)片材，由此提供可以用以生成所述 移動(dòng)片材的特性文件的信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的片材制造系統(tǒng)，其中所述掃描儀包 括末端列，以及所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)之一與所述傳感器頭部相關(guān) 聯(lián)，并且所述一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)與掃描儀末端列相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在片材制造系統(tǒng)中時(shí)間同步信號(hào)的方法以及一種具有兩個(gè)或者更多分離節(jié)點(diǎn)的片材制造系統(tǒng)，其中所述節(jié)點(diǎn)之一可以是掃描儀感測頭部，以及所述另一節(jié)點(diǎn)可以是掃描儀末端列。每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有無線系統(tǒng)并且接收來自公共AC源的電力。每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收與所述無線系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的事件數(shù)據(jù)。每個(gè)無線系統(tǒng)具有這樣的電路，即所述電路從所述公共AC電力源來獲取相關(guān)聯(lián)的事件數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘，所述事件數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘對(duì)于全部無線系統(tǒng)是相同的，以便對(duì)所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)處的相關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)信號(hào)彼此進(jìn)行時(shí)間同步。中央計(jì)算機(jī)可以連接至所述兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)以及兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)的每個(gè)之間的通信可以是無線的、或者通過LAN或者其他機(jī)制進(jìn)行通信。
文檔編號(hào)H04W84/18GK101472351SQ20081018501
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者A·赫爾斯特羅姆 申請(qǐng)人:Abb有限公司