Система автоматизированного управления массой и влажностью листового материала Советский патент 1986 года по МПК D21F7/00 

ности при сканировании и при неподвижных датчиках, при этом входы блоков формирования значений массы и влажности при неподвижных датчиках связаны с вторыми выходами блоков переключателя режима, причем

Изобретение относится к целхсюлоз но-бумажному производству и может быть использовано для автоматического управления массой и влажностью листового материала.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности управления массой и влажностью.

На чертеже представлена функциональная схема системы автоматичес- кого управления массой и влажностью дистового материала.

Система содержит датчики 1 и 2 массы и влажности листового материа ла, соединенные с соотве.тствующими блоками 3 и 4 переключения режима. Датчики 1 и 2 связаны с механизмом сканирования по ширине полотна 6. Блок 7 управления сканированием соедине н с входами блоков 3, 4 и 5 и с входами блоков 8 и 9 определения готовности профиля и обработки профиля соответственно. Выходы блоков 3 и 4 переключения режимов связаны через блок 10 формирования поперечного профиля с входами блоков 11 и 12 формирования значений массы и формирования значений влажности при сканировании, с блоком 8, связанным через блок 9 с блоками 13 и 14 расчета установленных значений массы и влажности. Входы блоков 13 и 14 соединены с входами соответственно блоков 15 и 16 упреждения, 17 и 18 задержки, 19 и 20 коррекции, а их |Входы связаны с задатчиком 21 и 22. Блоки 17 и 18 соединены через блоки 23 и 24 согласования с первыми входами блоков 25 и 26 вычитания, вто- рые входы которых связаны с выходам блоков 11 и 12 и блоков 27 и 28 формирования значений массы и влажности при неподвижных датчиках 1 и 2,

выходы блоков упреждения-соединены с третьими входами сумматоров, а выход второго сумматора связан с первым входом регулятора давления, второй вход которого соединен с датчиком давления пара.

5

О

j; 0 5 о

5

а их выходы соединены через регуляторы 29 и 30 с сумматорами 31 и 32. Блоки 27 и 28 связаны с соответствующими блоками 3 и 4 переключения режима. Выходы блоков 15, 16, 19 и 20 соединены соответственно с сумматорами 31 и 32. Выход сумматора 31 соединен с исполнительньм механизмом 33 расхода волокнистой суспензии, связанным через насос 34 с напорнВш ящяком 35 бумагоделательной машины, которая содержит сеточную 36, прессовую 37 и сушильную 38 части и каландр 39. Выход сумматора 32 соединен с входом регулятора 40 давления пара,, выход которого связан с исполнительным механизмом 41, а второй вход - с датчиком 42 давления пара в цилиндрах сушильной части 38.

Система работает следующим образом.

Волокнистая суспензия через смесительный насос 34 подается в напорный ящик 35, откуда она поступает на сетку 36 бумагоделательной машины. Бумалсное полотно 6 проходит через прессовую часть 37, сушильные цилиндры 38 и каландр 39. Датчики Т и 2 массы й 7влажности, установленные на сканере, перемещаются поперек полотна с помощью электропривода 5. Режим работы датчика Сканирование или Останов в точке по ширине полотна реализуется блоком 7 управления сканирования. Давление пара в сушильных цилиндрах 38 измеряется датчиком 42 и используется для регулирования расхода пара регулятором 40. Расход волокнистой суспензии регулируется с помощью исполнительного механизма 33. Сигналы с датчиков 1 и 2 массы и влажности поступают на блоки 3 и 4 переключения режима.

которые управляются блоком 7. В режиме Останов в точке по ширине полотна сигналы массы и влажности с датчиков 1 и 2 через блоки 3 и 4 поступают на соответствующие блоки 27 и 28 формирования значений массы влажности в.точке. В блоках 27 и 28 осуществляется цифровая фильтрация показаний датчика по формуле y(t)ay(t-1)-(-(1-a)-X(t),

где X(t) y(t), .y(t-1)

показания датчика массы (влажности) в момент t

текущие значения массы (влажности), сформиро- ванные в блоке 27 (28) в моменты t, t-1.

В момент работы датчиков 1 и 2 в режиме Сканирование сигналы с них 20 через блоки 3 и.4 поступают в блок 10 формирования профиля, в котором формируются поперечные профили массы и влажности. В блоке 10 хранится информация о поперечном профиле массы и 25 влажности, которая обновляется при поступлении каждого нового измерения с датчиков. Это позволяет на каждом шаге управления иметь информацию обо всем поперечном профиле. В блоках 11 зо и 12 формируются текущие значения массы и влажности по формуле

1 N / . I - С

y(t) Гх. ,

35

де y(t)

х

текущее значение массы (влажности) в момент времени t; массив поперечного профиля массы (влаж- 0 ности), накопленный к текущему моменту в блоке 10.

Блок 8 работает только в режиме Сканирование. Он определяет координату датчика по ширине полотна и выявляет момент окончания цикла сканирования. В этот момент он передаёт сформированные профили массы и влажности из блока 10 в блок 9 обработки профиля. В блоке 9 определяется наименьшая по ширине полотна масса и наибольшая влажность, а также вычисляется среднеквадратическое отклонение каждого профиля. Эти вели чины поступают ДЛЯ вычисления установленных значений по массе и влажto

15

20 25зо

5

0

55

ности в блоки 13 и 14, где осуществляется расчет по формуле

V V. .

- установленное значение по

где X

-gon

массе (влажности); минимально (максимально) допустимая масса (влажность), взятая из задат- чика 21 массы (22 влажности) .

Величина Д определяется в блоке 9 в зависимости от режима работы датчика. В режиме Останов в точке по ширине полотна

-Х,,

где X. - значение массы (влажности) в точке останова датчика, взятое из поперечного профиля;

Х - минимальное (максимальное) значение массы (влажности) по ширине полотна.

В режиме сканирования , где 6 - среднеквадратическое отЮТонение массы (влажности).

Сигналы с блоков 13 и 14 поступают на соответствующие блоки 15 - 20. Блоки 17 и 18 задержки организуют задержку установленных значений, т.е. У,„ (t) xj, (t-t),

выход блока задержки в момент времени t; установленное значение по массе (влажности) в момент t-L. Время запаздьшания t равно транспортному запаздыванию в объекте по соответствующему каналу управления. С блоков 17 и 18 сигнал поступает на блоки 23 и 24 согласования, которые осуществляют преобразование установ- пенных значений по формуле

Z(t)bZ(t-1)+(1-b).y(t-1), где Z(t), Z(t-1) - выходы блока согласования в текущий и предьщущий моменты;

у(t-1) - выход блока задержки в предыдущий момент;

b ехр (-Тд/Т),

где Т„ - интервал дискретности управления;

Т - постоянная времени объекта при управлении массой (влаж ностью).

Сигналы ,с блоков 23 и 24 поступают на соответствующие блоки 25 и

Я Г

xj,;(t-n

26 вычитания. Разность, представляющая собой сигнал ошибки, подается на регуляторы 29 и 30, которые вьфа- батьтают управляющее воздействие по обратной связи. Блоки 15 и 16 упреждения вырабатывают управляющее воздействие по прямой связи, которое обеспечивает ускоренную отработку установленных значений. Управляющее воздействие рассчитывается по зависимости

tJ(t)bTJ(t-1)+ i . (t). - с-х (t-1) ,

u(t5,

и(t-1) - управляющие воздействия по прямой связи на текущем и предьщущем шагах;

где

,./t).

t-1)

-установленные значения на текущем и предьзду- щем шагах;

-коэффициент,

b вхр (-Т.,/Т) ;

-коэффициент передачи объекта управления по

55

0

соответствующему каналу;

; - .настроечньш коэффициент, при начальной настройке равньй Ь;

-интервал дискретности управления;

-постоянная времени объекта при управлении массой (влажностью).

Блоки 19 и 20 корр.екции вырабаты- |вают сигналы,компенсирующие взаимное влияние каналов управления массой и 5 ;влажностью. Управляющие воздействия по массе с выхода блоков 15 и 29 посту-;, пают на сумматор 31, где к ним прибавляется сигнал коррекции по влаж-. ности с выхода блока 20. Суммарный управляющий сигнал подается на исполнительный механизм 33 расхода волокнистой суспензии. Управляющие воздействия по влажности с выхода блоков 16 и 30 поступают на сумматор 32, где к ним прибавляется сигнал коррекции по массе с выхода блока 19.- Суммарный управляющий сигнал подается на второй вход регулятора 40 давления пара.

5

0

ВНИИПИ Заказ 2270/32 Тираж 355

Подпис нов

Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подпис нов