Устройство для регулирования скорости намотки материала Советский патент 1983 года по МПК B65H25/22 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам, для регулирования скорости намотки текстильных материалов на бобины.

Известно устройство для регулирования скорости намотки материала, содержащее датчики радиуса и частоты вращения бобины, подключенные соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов, выхддом связанного с управляющим входом первого электронного ключа, вход которого соединен ,с источником эталонного напряжения, а выход - с входом первого интегратора, выходом связанного с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу задатчика начального радиуса бобины, и генератор тактовой частоты, выходом соединенный с первым входом блока управления и с третьим входом формирователя импульсов, второй вход блока управления через селектор связан с выходом датчика частоты вращения бобины, первый выход блока управления соединен с управляющим входом второго электронного ключа, второй выход - с управляющими входами первого и второго интегратора, вход последнего из которых связан с выходом второго электронного ключа, а третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, вторым входом связанного с выходом задатчика линейной скорости, а выходом - с электроприводом бобины 1J.

Недостатком известного устройства является невысокая точность регулирования, вызванная длительным периодом вычисления линейной скорости намотки из-за последовательного измерения радиуса намотки и частоты вращения.

Цель изобретения - повыщение точности регулирования скорости намотки материала путем параллельного измерения радиуса и частоты вращения бобины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики радиуса и частоты вращения бобины, подключенные соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов, выходом связанного с управляющим входом первого электронного ключа, вход которого соединен с источником эталонного напряжения, а выход - с входом первого интегратора, выходом связанного с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу задатчика начального радиуса бобины, и генератор тактовой частоты, выходом соединенный с первым входом блока управления и с третьи1М входом формирователя импульсов, второй вход блока управления через селектор связан с выходом датчика частоты вращения бобины, первый выход блока управления соединен с управляющим входом второго электронного ключа второй вход - с управляющими входами первого и второго интеграторов, вход последнего из которых связан с выходом второго электронного ключа, а третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого подключен к нулевому входу блока управления, вторым в-ходом связанного с выходом задатчика линейной скорости, а, выходом - с электроприводом -бобины, имеет источник опорного напряжения, компаратор и дополнительные блоки памяти, электронные ключи и интеграторы, при этом выход источника опорного напряжения связан с входом второго электронного ключа и с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого дополнительного интегратора, а выход - с управляющими входами дополнительных электронных ключей, выходами связанных соответственно с входами дополнительных интеграторов, управляющие входы которых дополнительно подключены к второму выходу блока управления, третьим выходом дополнительно соединенного с управляющими входами дополнительных блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к входам дополнительных электронных ключей, а входы - к выходам соответственно сумматора и второго-интегратора, при этом выход второго дополнительного интегратора соединен

с входом блока памяти.

На чертеже изображена структурная схема устройства для регулирования скорости намотки материала.

Устройство содержит последовательно

5 соединенные источник 1 эталонного напряжения, первый электронный ключ 2, первый интегратор 3 и сумматор 4, входом связанный с задатчиком 5 начального радиуса бобины, последовательно соединенные первый

д блок б памяти, блок 7 сравнения, входом связанный с задатчиком 8 линейной скорости, и регулируемый электропривод 9 бобины 10 с двумя дисками И, перфорированными по определенному закону, датчики радиуса и частоты вращения бобины, включающие

5 первый 12 и второй 13 фотодетекторы, линзу 14 и осветитель 15 с диафрагмой 16, второй электронный ключ 17, соединенный выходом с входом второго интегратора 18, блок 19 управления, первый вход которого подключен к генератору 20 тактовой частотьХ первый выход - к управляющему входу второго электронного ключа 17, второй выход - к управляющим входам интеграторов 3 и 18, а третий вы-ход - к управляющему входу первого блока 6 памяти, селектор

5 21, включенный между первым фотодетектором 12 и вторым входом блока 19 управления, формирователь 22 импульсов, соединенный входами со вторым фотодетектором

13 и генератором 20 тактовой частоты, а выходом - с управляющим входом первого электронного ключа 2, последовательно соединенные второй блок 23 памяти, третий электронный ключ 24 и третий интегратор 25, источник 26 опорного напряжения и последовательно соединенные третий блок 27 памяти, четвертый электронный ключ 28, четвертый интегратор 29 и компаратор 30, при этом вход второго блока 23 памяти подключен к выходу сумматора 4, выход третьего интегратора 25 соединен с входом первого 6 памяти, вход третьего блока 27 памяти соединен с выходом второго интегратора 18, источник 26 опорного напряжения подключен к входу второго электронного ключа 17 и к второму входу компаратора 30, подключенного выходом к управляющему входу третьего 24 и четвертого 28 электронных ключей, третий вход формирователя 22 импульсов соединен с первым фртодетектором 12, причем управляющие входы интеграторов 25 и 29 подключены к второму выходу блока 19 управления, а управляющие входы блоков 23 и 27 памяти - к его третьему выходу.

Устройство работает следующим образом.

Свет от осветителя 15, пройдя через диаф рагму 16, вырезающую из параллельного пучка света сектор, попадает на диск 11 приемной бобины 10. Каждый диск имеет две группы равных по числу отверстий, смещенных одно относительно другого на равные углы, причем отверстия первой группы расположены по периферии диска на равном расстоянии от его центра, а каждое отверстие второй группы расположено на заданном расстоянии от центра диска. Это расстояние изменяется по закону:

Ri Ro+Jjhi, (1)

где RO -начальный радиус бобины;

h - щаг между двумя соседними отверстиями по радиусу;

i --порядковый номер отверстия;

К - число отверстий в каждой группе.

При вращении бобины 10 импульсы света через отверстия первой группы попадают на фотодетектор 12, а через отверстия второй группы и линзу 14 - на фотодетектор 13. Формирователь 22 импульсов формирует из сигналов с фотодетекторов 12 и 13 электрические импульсы заданной длительности tf управляющие работой ключа 2. При этом импульсы на выходе формирователя 22 появляются только тогда, когда с фото детектора 12 сигнал поступает, а с фотодетектора 13 его нет, т. е. когда отверстия второй группы закрыты намотанным на бобину материалом. Одновременно приход импульсов с фотодетекторов 12 и 13 на .формирователь 22 запрещает появление сигнала на его

выходе. Селектор 21 определяет начало и окончание каждого оборота бобины, а блок 19 управления замыкает на время .оборота т: ключ 17. На выходе первого интегратора 3 формируется сигнал, пропорциональный приращению радиуса намотки:

ид иэт-Пя-га,, (2)

где п -число замыканий ключа 2;

UST - напряжение источника эталонного напряжения.

Этот сигнал складывается в. сумматоре 4 с сигналом и с задатчика 5 начального радиуса бобины и их сумма пропорциональна текущему значению радиуса намотки: UK + VAit(3)

На выходе второго интегратора 18 за время одного оборота формируется сигнал Ц K,JT-Jondt K,Uon-rorf K2-UorJ,M)

где Uon -напряжение источника 26;

Той - время одного оборота бобины;

U/ - круговая частота вращения бобины;

Kj.K коэффициенты пропорциональности.

Сигналы ид и Uj в конце каждого оборота записываются соответственно в блоки 23 и 27 памяти.

Компаратор 30 имеет два устойчивых состояния в зависимости от соотношения входных сигналов. В начале каждого оборота компаратор находится в состоянии, когда ключи 24 и 28, управляемые с его выхода, замкнуты. При этом на выходе четвертого интегратора 29 формируется сигнал

,а1 к, u,t, (5)

гдet-текущее время интегрирования.

В момент tj, когда сигналы на обоих входах компаратора 30 станут равны, т. е. когда

Ц Uon(6)

компаратор перебросится во второе устойчивое состояние, разомкнув ключи 24 и 28. Время tj определяется из равенства (6):

(7)

Это время пропорционально частоте вращения приемной бобины.

Так как интегратор 25 подключен к блоку 23 памяти через ключ 24, то в конце оборота сигнал на его выходе буде,т равен

Ц /URdt Ц1, UR-CO KS R-cJ, (8)

гдеН -текущее значение радиуса намотки;

KS -коэффициент пропорциональности.

Напряжение Uj пропорционально линейной скорости намотки материала.

В конце каждого оборота напряжение Uj переносится в блок 6 памяти, сравнивается в блоке 7 сравнения с сигналом задатчика 8 линейной скорости и их разность управляет работой регулируемого электропривода 9, меняя частоту вращения приемной бобины 10

так. чтобы линейная скорость намотки материалаQ,

у (

при изменений радиуса намотки оставалась

постоянной.

в конце каждого оборота с третьего выхода блока 19 управления подается сигнал в блоки 6, 23 и 27 памяти на перезапись информации с выходов сумматора 4 и интеграторов 18 и 25 соответственно. После этого с второго выхода блока 19 управления поступает сигнал на обнуление интеграторов 3, 18, 25 и 29.

Селектор 21 может иметь различные принципы действия.

Один из возможных вариантов его построения следующий. Первое и последнее отверстия в первой группе отверстий на дисках 11 отличаются по размеру друг от друга и от остальных отверстий, а селектор выполнен в виде порогового устройства с двумя уровнями срабатывания. Тогда изменение освещенности фотодетектора 12 при прохождении света через первое и последнее отверстия в дисках приведет к изменению выходного сигнала селектора 21.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется высокой точностью регулирования линейной скорости намотки материала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ НАМОТКИ МАТЕРИАЛА, содержащее датчики радиуса и частоты вращения бобины, подключенные соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов, выходом связанного с управляющим входом первого электронного ключа, вход которого соединен с источником эталонного напряжения, а выход - с входом первого интегратора, выходом связанного с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу задатчика начального радиуса бобины, и генератор тактовой частоты, выХО.ДОМ соединенный с первым входом блока управления и с третьим входом формирователя импульсов, второй вход блока управления через селектор связан с выходом датчика частоты вращения бобины, первый выход блока управления соединен с управляющим входом второго эталонного ключа, второй выход - с управляющими входами первого и второго интеграторов, вход последнего из которых связан с выходом второго электронного ключа, а третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, вторым входом связанного с выходом задатчика линейной скорости, а выходом - с электроприводом бобины, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности регулирования скорости намотки путем параллельного измерения радиуса и частоты вращения бобины, оно имеет источник опорного напряжения, компаратор и дополнительные блоки памяти, электронные ключи и интеграторы, при этом выход источника опорного напряжения связан с входом второго электI ронного ключа и с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с вы(Л ходом первого дополнительного интегратора, а выход - с управляющими входами дополнительных электронных ключей, выходами связанных соответственно с входами дополнительных интеграторов, управляющие входы которых дополнительно подключены к второму выходу блока управления, третьим выходом дополнительно соединенного с управляющими входами дополнительных блоков памяти, выходы которых подключены ю соответственно к входам дополнительных СП электронных ключей, а в;соды - к выходам О5 соответственно сумматора и второго интегк ратора, при этом выход второго дополнительного интегратора соединен с входом ;о блока памяти.