Устройство для управления процессом нанесения жидкости на подложку Советский патент 1984 года по МПК G05D5/03 

Изобретение относится к технике автоматического управления процессом нанесения жидкости на подложку, в частности процессом нанесения фото эмульсии на движущуюся подложку кинофотоматериалов, и может быть испол зовано в поливных машинах химико-фотографической промышленности. Известно устройство для автоматического управления процессом нанесеНИН жидкости на подложку,включающее термостат, дозирующий насос, при вод насоса,экструзионное наносящее устройство, поливной валик для подде жания подложки f 1 J. Однако устройство не обеспечивает достаточной точности нанесения эмуль сионных слоев по толщине, поскольку дозирующие насосы и вибрации эмульсиепровода всегда вызывают пульсации расхода, которые не компенсируются обратной связью по расходу, что приводит к колебаниям толщины наносимог слоя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, включающее термостат для хранения жидкости, соединенньй с кЛа паном подачи жидкости, связанный с исполнительным механизмом подачи жидкости, датчик расхода -жидкости, узел протяжки гибкой подложки, связанный с механизмом регулирования скорости протяжки, датчик контроля нанесения жидкости на подложку, блок задания объема тракта жидкости, блок запаздывания, блок отклонения, блок задания ширины слоя, блок задания вы соты слоя, логический блок, выходы которого подсоединены к исполнительному механизму подачи лсидкости и механизму регулирования скорости протя ки, а входы подсоединены к входам датчика нанесения жидкости на подложку, к блоку отклонения и датчику скорости протяжки, соединенным между собой, блок задания ширины слоя и блок задания высоты слоя соединены с.блоком отклонений, к которому подключен датчик расхода жидкости через блок запаздывания, соединенный с блоком задания объема тракта жидкости С2. Недостатком известного устройства является низкая точность стабилизации толщины наносимого слоя из-за изменения параметров объекта управления в зависимости от вязкости жидкости. Вязкость жидкости ( фотоэмуль 242 сии) всегда изменяется в процессе нанесения из-за колебания температуры жидкости в термостате и трубопроводе, изменения вязкости жидкости с течением времени (выстаивание) и с добавлением новых партий жидкости в термостат, а также из-за смены типа наносимой жидкости в зависимости от ассортимента выходного продукта. Цель изобретения является повышение точности устройства путем уменьшения разнотолщинности наносимьпс слоев жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в устрйство, содержащее блок сравнения, входы которого подключены соответственно -К выходам блока умножения и датчика расхода жидкости, последовательно соединенные регулятор и исполнительный орган, второй вход которого связан с термостатом, последовательно соединенные блок задания скорости, механизм регулирования скорости протяжки и механизм протяжки подложки, а также датчик скорости протяжки и блок задания толщины слоя, выходы которых подключены к соответствующим входам блока умножения, введены последовательно соединенные датчик давления, установленный перед экструзионным наносящим механизмом, первый фильтр, делитель и регулируемьй усилитель, а также второй фильтр, вход которого подключен к выходу датчика расхода, а выход - к второму входу делителя, второй вход регулируемого усилителя соединен с выходом блока сравнения, а выход- - со входом регулятора. Такое устройство позволяет изменять коэффициент передачи ПИД-регулятора в зависимости от изменения передаточной функции объекта, определяемого вязкостью наносимой жидкости. Таким образом, при изменении вязкости наносимой жидкости предлагаемое устройство функционирует в оптимальном режиме, т.е. разнотолщинность слоев сохраняется минимальной. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит термостат 1 для хранения жидкости, соединенный с исполнительным органом 2, которьй с помощью гибкого трубопровода 3 подсоединен к экструзионному наносящему механизму 4 с установленными на его входе датчиком 5 расхода жидкости и датчиком 6 давления, опор3ньш валик 7 для подложки 8 с подсоединенным механизмом 9 протяжки подложки, механизм 10 регулирования ско рости протяжки, блок 11 задания скорости, датчик 12 скорости, блок 13 задания толщины слоя, блок 14 умножения, выход которого подключения к одному входу блока 15 сравнения, к другому входу которого подключен датчик расхода, регулируемый усили.тель 16, ПИД-регулятор 17, первый апериодический фильтр 18, второй апериодический фильтр 19, блок 20 деления. Исполнительный орган включа ет электропривод 21 и насос 22. Устройство работает следующим образом. Из термостата .1, для хранения жид кости жидкость поступает в насос 22 которьш нагнетает ее по гибкому тру бопроводу 3 в экструзионный наносящий механизм 4, на выходе из ко. торого осуществляется нанесение ее на подложку 8. Подложка поддерживается опорным валиком 7 и перемещается механизмом 9 протяжки. Управление механизмом 9 протяжки осущес/ вляется механизмом 10 регулирования скорости, управляющее воздействие на который поступает от блока 11 за Дания скорости. Сигнал о величине скорости протяжки поступает с датчика 12 скорости на блок 14 умножения ,на другой вход которого поступает сигнал от блока 13 задания тол щины слоя. В результате умножения н выходе блока 14 умножения формируется сигнал задания величины расхода. Сигнал задания величины расхо поступает на вход блока 15 сравнени на другой вход которого поступает сигнал от датчика 5 расхо да, в результате на выходе устройства форм руется сигнал рассогласования. Выходной сигнал датчика 5 расход поступает также на вход апериодичес кого фильтра 18, постоянная времени которого Т значительно больше времени переходных процессов в объекте управления (процесс нанесения). Выходной сигнал датчика 6 давления поступает на вход апериодического фильтра 18, постоянная времени которого Т2 соизмерима с Т. С выхода фильтра 18 сигнал, пропорциональный среднему значению давления в гибком трубопроводе 3, поступает на блок вход делителя 20, а 244 с выхода фильтра.19 сигнал, пропорциональный среднему значению расхода в экструзионном наносящем механизме 4, поступает на другой вход делителя 20, выходом которого является сигнал, пропорциональный гидравлическому сопротивлению экструзионного наносящего механизма или вязкости эмульсии жидкости X - -Jifii. В где Р - величина давления; ( - величина расхода-, /и. - вязкость жидкости А. геометрические размеры щели экструзионного механизма. Таким образом, величина X определяется конструктивными раметрами экструзионного механизма и вязкостью. Сигнал рассогласования поступает на вход регулируемого усилителя 16, на вход которого поступает сигнал с делителя 20, пропорциональный величине вязкости жидкости, используемьш в процессе нанесения. Сигнал, вырабатываемый делителем 20, служит для изменения коэффициента усиления. Сигнал с выхода усилителя 16 поступает на вход ИВД-регулятора 17. Таким образом, подстраиваемьй коэффициент передачи разомкнутого контура регулирования расхода жидкости будет пропорционален вязкости жидкости, используемой в процессе нанесе ния. С учетом упругих, свойств трубопровода, аппроксимированная передаточная функция тракта подачи жидкости, включающего электропривод 21, дозирующий насос 22, трубопровод 3 и экструзионный механизм А, может быть .представлен звеном первого порядка с запаздыванием. Время запаздывания fjjg тракта подачи постоянно и определяется физическими свойствами материала трубопровода и его длиной и не зависит от вязкости применяемой жидкости. Обычно в процессе нанесения используются трубопроводы неизменной конструкции, а значит время запаздывания f (j5 у них остается постоянньм. Постоянная времени тракта подачи Tjjg пропорциональна гидравлическому сопротивлению экструзионного наносящего механизма, т.е. вязкости эму льсии. Таким образом, отношение порционально вязкости примеггяемой жидкости. Известно, что оптимальный коэффициент усиления ПИД-регулятора Кр при достоянном коэффиснте передачи объек та будет пропорционален отношению т.е. пропорционален вязкости применяемой в процессе нанесения жид кости. Будучи однажды настроенными Ьа оп тимальнз/та. настройку, ПИД-регулятор совместно с регулируемым усилителем будет постоянно настраиваться на оптимум выходньпч сигналом от делителя,характеризующим вязкость приме йяемой ЖИД кости.Это позволяет повысить точность регулирования расходом жидкости в режиме стабилизации и в режиме слежения за скоростью протяжки. Использование предлагаемого устройства позволит улучшить качество выпускаемой продукции за счет стабилизации толщины наносимых слоев, уменьшить количество брака, возникающего из-за нарушения технологического регламента процесса нанесения, повысить уровень автоматизации процесса нанесения,.; тем самым уменьшить количество простоев и время на переналадку и регулировку поливной машины.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ НВДКОСТИ НА ПОДЛОЖКУ, содержащее блок сравнения,входы которого подключены соответственно к выходам блока умножения и датчика расхода жидкости, последовательно соединенные регулятор и исполнител15ный орган, второй вход которого связан с термостатом, последовательно соединенные блок задания скорости, {механизм регулирования скорости протяжки и механизм протяжки подложки, а также датчик скорости протяжки и блок задания толщины слоя, выходы ,, которых подключены к соответствующим входам блока умножения, отличающее с я тем, что, с целью повьшения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные датчик давления, установленный перед экструзионным наносящим механизмом первый фильтр, делитель и регулируемый усилитель, а также второй фильтр, вход которого подключен к выходу датчика расхода, а выход - к второму входу делителя, второй вход регулируемого усилителя соединен с выходом блока сравнения, а выход - с входом , U регулятора. о эо сг