Устройство для управления перемоткой длинномерного материала Советский патент 1987 года по МПК B65H59/38 

1 13

Изобретение относится к средствам управления перемоточным оборудова- кием, конкретнее к устройствам для управления перемоткой кабелей в геофизических каротажных подъемниках.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения намотки и размотки материала с произвольно заданного числа слоев материала на барабане.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2. - конструкция сумматора регулятора скорости.

Электродвигатель 1 кинематически связан своими выходами с входами редуктора 2 барабана и датчика 3 частоты вращения электродвигателя 1 перемотки. Выходы редуктора 2 барабана подсоединены соответственно к барабану 4 и к редуктору 5 раскладки, соединенному с валом механизма б раскладки, имеющим профи.пирова}гные пазы 7 для передвижения подвижного основания 8, предназначенного для раскладки перематываемого материала 9, Датчики JO крайних положений ните- раскладчика объединенными выходами соединены с первым входом с: мматора 1 числа слоев материала, второй и третий входы которого подключены к выходам задатчика 12 исходного числа слоев материала на барабане и переключателе 13 направления перемотки материала, Программный задатчйк 14 частоты вращения барабана своим входом подсоединен к выходу сумматора 1, а выходом - к первому входу сумматора 15, связанного своим вторым входом с датчиком 3 частоты вращения электродвигателя 1 , а выходом - с первьп« входом блока 16 управления. Второй и третий входы блока 16 управления подключены к выходам задатчика 17 линейной скорости перемотки и переключателя 13, а его выход связан с электродвигателем 1,

Влок 16 ),пправле п я совместно с сумматором 15 образуют регулятор скорости электродвигателя 1.

Сумматор 15 может быть вьтолнен в виде цепного делителя напряжения, содержащего последовательно включенные резисторы, связанные с инверторами (транзисторами) задатчика 14,

I

Рассмотрим,работу устройства при

использовании электропривода постоянного тока.

22

Электродвигатель 1 постоянного тока независимого возбуждения управляется регулятором скорости, осуществ- ляющим в зависимости от соотношения

заданной и фактической скоростей и требуемого направления вращения работу с постоянной частотой вращения. Задание скорости перемотки осу1цеств- ляется задатчиком 17, представляющим

собой потенциометр. Переключатель 13 направления перемотки является трех- полюсным тумблером с двумя парами перекидных контактов, Применяемые в электроприводе в качестве датчика 3 частоты вращения тахогенератора постоянного тока, с максимальным выход- Ш.1М напряжением 30 PI требует использования в качестве сумматора 15 скорости цепного делителя напряжения, который должен коммутироваться задатчиком 14. Перед началом процесса перемотки заранее известное количество слоев материала, содержащего на барабане 4, набирается в задатчике 12.

Задатчйк 12 представляет собой набор ключей (тумблеров), позволяющий в двоичном коде на установочных входах cy 5мaтopa 1 1 задавать исходное число, слоев, Тумбле15ы (ключи) перек

лючателя 13 направления перемотки устанавливаются в требуемое положение. отенциометр задат отенциометр задатчика 17 выставляется в соответствии с требуемой скоростью перемотки,

При подаче питания на устройство в сумматоре 11, представляющем собой двоичный реверсивнь й счетчик, после подачи на вход синхронизации

i записывается исходное количество слоев на барабане 4 (в начале намотки оно может быть равным нулю),

Датчики О являются концевыми выключателями, формирующими О (замкнутое состояние) в крайних положениях подвижного основания 8 механизма раскладки кабеля, Они формируют сигнал об окончании на ба- рабане 4 очередного слоя, который надо добавить (или вычесть) к общему количеству слоев, зафиксирован- IMX в сумматоре 11, Сигнал об окон- ,чании слоя перемотки через трехполю- сный тумблер переключателя 13 поступает либо на вход +1, либо на вход -1 счетчика сумматора 11, позволяя сформировать на выходе двоичного реверсивного счетчика сигнал в двоим- i

31313

ном коде о фактически намотанном на барабане 4 количестве слоев. Например, четырехразрядный счетчик (К155ИЕ5) позволяет считать до шестнадцати слоев намотки на барабане 4. Для большего количества слоев необходимо применить два четырехразряд

ных счетчика, включенных по стандартной схеме 8-разрядного двоичного реверсивного счетчика,

Итак, сумматор 11 подает на вход программного задатчика 14 число слоев барабана 4 в двоичном коде. Программный задатчик 14 представляет соЕсли, например, в исходном состо янии на барабане 4 находятся двенад цать слоев материала, то на задатчи ке 12 устанавливается в двоичном ко де число 12 (сигналы 1, 1, О и О на соответствующих выхода задатчика 12), Код числа 12 оказы вается на установочных входах сумма тора 11, при подаче импульса устано ки, например, через пусковую кнопку (не показана), связанную с коммутатором сетевого питания, число двенад цать в двоичном коде оказывается за писанрым в сумматоре 11, При подаче

бой, например, дешифратор-мультиплек-15 команды на размотку, что соответст- сор 4 линии на 16, При четырехразрядном входном сигнале дешифратор распределяет его по шестнадцати выходным цепям (например, злемент

20

К155ИДЗ), осуществляя с помощью инверторов (например, микросхема К155ЛИ5 с открытым коллектором)ком- мутацию элементов цепного делителя напряжения тахогенератора (датчика 3) в схеме сумматора 15, С увеличением числа слоев сверх шестнадцати в программном задатчике 14 стандартным путем увеличивается разрядность включением двух элементов (например, К155ИДЗ) с соответствующим увеличением количества инверторов на выходе дешифратора-мультиплексора. Так как линейная скорость перемотки зависит от частоты вращения барабана или двигателя и диаметра намотки материала (числа слоев намотки), то сумматор 15 преобразует аналоговый сигнал скорости вращения двигателя 1 в аналоговый сигнал линейной скорости перемотки. Преобразование осуществляется с помощью цепного делителя напряжения, количество резисторбв которого равно максимально возможному числу слоев мате,риала на барабане 4, При нулевом количестве слоев на барабане 4 программный задатчик 14 подключает к входу блока 16 управления точку а (фиг,2) сумматора 15, что соответствует наибольшему коэффициенту пропорциональности между частотой вращения и линейной скоростью перемотки. После намотки 1-го слоя программный задатчик 14 отключает точку а сумматора от входа блока 16 и подключает .на вход его точку б сумматора 15, Частота вращения двигателя снижается, а линейная скорость перемотки остается прежней.

вует замкнутому состоянию ключа пер ключателя 13 на входе -1 сумматора 11, электродвигатель 1 начинает сма тьшать.материал с барабана 4, По мере уменьшения числа витков в сматыва емом двенадцатом слое подвижное осно вание механизма раскладки 8 перемеща ется (например, в левое крайнее положение). Код числа 12 с выхода сумматора 11 числа слоев в виде на соответ35

40

налов 1, 1, О

ствующих выходах двоичного реверсивного счетчика сумматора числа слоев поступает на вход программного задат 30 чика 14, Дешифратор-мультиплексор программного задатчика 14 при наличии на входе кода 1, 1, О, О выдает сигнал на 12-м выходе, которы после двоичного инвертирования на последовательно включенных инвертора с открытым .коллектором осуществляет подключение точки в (фиг,2) сумматора 15 к-ВХОДУ блока 16 управления.

Блок 16 управляет двигателем 1 так, что скорость его вращения обеспечивает равенство сигнала задатчика 1 7 скорости и сигнала на выходе сумматора 15,.

5 Перемотка материала при сматьша- нии 12-го слоя барабана 4 идет с постоянной (заданной задатчиком 17) линейной скоростью перемотки. При считывании последнего витка слоя

50 осуп1ествляется срабатывание соответствующего датчика 10, Б простейшем случае датчик 10 представяет собой параллельно включенные нормально разомкнутые контакты, замыкаемые в

55 крайнем положении подвижного основания 8,При срабатывании указанного датчика . (который вновь разомкнется При продолжении вращения барабана 4 и начале р азматывания следующего.

Если, например, в исходном состоянии на барабане 4 находятся двенадцать слоев материала, то на задатчи- ке 12 устанавливается в двоичном коде число 12 (сигналы 1, 1, О и О на соответствующих выходах задатчика 12), Код числа 12 оказывается на установочных входах сумматора 11, при подаче импульса установки, например, через пусковую кнопку (не показана), связанную с коммутатором сетевого питания, число двенадцать в двоичном коде оказывается за- писанрым в сумматоре 11, При подаче

команды на размотку, что соответст-

команды на размотку, что соответст-

вует замкнутому состоянию ключа переключателя 13 на входе -1 сумматора 11, электродвигатель 1 начинает сма- тьшать.материал с барабана 4, По мере уменьшения числа витков в сматываемом двенадцатом слое подвижное основание механизма раскладки 8 перемещается (например, в левое крайнее положение). Код числа 12 с выхода сумматора 11 числа слоев в виде на соответ

налов 1, 1, О

ствующих выходах двоичного реверсивного счетчика сумматора числа слоев поступает на вход программного задат- чика 14, Дешифратор-мультиплексор программного задатчика 14 при наличии на входе кода 1, 1, О, О выдает сигнал на 12-м выходе, который после двоичного инвертирования на последовательно включенных инверторах с открытым .коллектором осуществляет подключение точки в (фиг,2) сумматора 15 к-ВХОДУ блока 16 управления.

Блок 16 управляет двигателем 1 так, что скорость его вращения обеспечивает равенство сигнала задатчика 1 7 скорости и сигнала на выходе сумматора 15,.

Перемотка материала при сматьша- нии 12-го слоя барабана 4 идет с постоянной (заданной задатчиком 17) линейной скоростью перемотки. При считывании последнего витка слоя

осуп1ествляется срабатывание соответствующего датчика 10, Б простейшем случае датчик 10 представяет собой параллельно включенные нормально разомкнутые контакты, замыкаемые в

крайнем положении подвижного основания 8,При срабатывании указанного датчика . (который вновь разомкнется При продолжении вращения барабана 4 и начале р азматывания следующего.

5ЧЗ

одиннадцатого, слоя) кратковременный сигнал уровня О поступает на вход -1 счетчика сумматора П. Состояние счетчика изменяется на единицу младшего разрядаj на его выходах устанавливаются сигналы О, 1, 1, что соответствует коду числа И, Поступление кода числа 11 на вход задатчика 14 ведет к отключению точки в и к подлючению точки г к входу блока 16 управления. При прежней частоте вращения электродвигателя 1 сумматор 15 подает на вход блока 15 меньшее напряжение, и регулятор скорости увеличивает частоту вращения электродвигателя 1 так, что электродвигатель 1 при большей частоте вращения обеспечивает прежнее значение линейной скорости перемотки, компенсируя изменение диаметра намотки барабана 4, связанного с уменьшением общей намотки материала на один слой. Резисторы цепного делителя сумматора 15 выбираются так, что при любом числе слоев намотки на барабане 4 линейная скорость перемотки сохраняется постоянной.

При режиме намотки тумблер переключателя 13 устанавливается в противоположное положение, соответствующее подключению выхода датчиков к входу +1 сумматора 11, В этом случае сумматор П в процессе намотки на барабан 4 осуществляет добавление каждого намотанного слоя к уже вычисленному количеству слоев. Последующая работа устройства в процессе намотки осуществляется аналогично рассмотренному для режима смотки. Устройство после.задания исходного 1числа слоев и установления направле26

ния перемотки позволяет осуществлять процесс перемотки в любую сторону, причем многократно.

Формула изобретения

I

Устройство для управления перемоткой длинномерного материала, преимущественно кабеля, содержащее электродвигатель барабана, входом электрически связанный с выходом регуля- . тора скорости барабана, датчики крайних положений нитеперекладчика, выходы которых объединены, сумматор числа слоев материала и программный за- датчик частоты вращения барабана, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения намотки и размотки материала с произвольно заданного числа слоев материала на барабане, оно снабжено задатчиком исходного числа слоев материала на

барабане и переключателем направления перемотки материала, при этом объединенный выход датчиков крайних положений нитераскладчика связан с информационным входом сумматора числа слоев материала, установочный вход которого подключен к выходу задатчика исходного числа слоев материала на барабане, а управляющий вход - к первому выходу переключателя направления перемотки материала, вторьм выходом соединенного с управляющим входом регулятора скорости барабана, информационньш вход которого через программный задатчик частоты вращения барабана соединен с выходом сум- матора числа слоев материала.

Выход к блоку W unpaS- Jjem/f «t

Инверторы sadamvuffo Iff

:9 ВАОдот датчика цасто- ты брощения

+ дВи ателр

Составитель Б. Кисин Редактор Л. Веселовская Техред А.Кравчук Корректор С, Черни

Заказ 2174/22Тираж 591Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг, 2

Изобретение относится к средствам управления переметочным оборудованием. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения намотки и размотки материала с произвольно заданного числа слоев материала на барабане. Перед началом перемотки задатчиками исходного числа слоев материала 12 и скорости перемотки 17, а также переключателем 13 направления перемотки устанавливаются начальное число слоев материала 9 на барабане 4, направление перемотки и требуемая скорость перемотки. В процессе работы с помощью датчика 10 крайних положений нитераскладчика, сумматора 11 числа слоев материала и программного задат- чика 14 частоты вращения барабана на основе сигнала датчика 3 частоты вращения электродвигателя 1 в сумматоре 15 осуществляется вычисление линейной скорости перемотки. Блок 16 управления осуществляет управление частотой вращения электродвигателя 1 так, что при изменении радиуса намотки барабана 4 линейная скорость перемотки остается постоянной. 2 ил. с S СО СО К) фг/г. 7