Устройство для автоматического регулирования натяжения длинномерного материала при перемотке Советский патент 1987 года по МПК B65H77/00 G05D15/01 

ключенного посредством первого блока 3 сравнения к выходу вычислительного блока 13, к первому и второму разрядным входам которого подсоединены выходы датчика 12 диаметра разматываемого рулона и блока 14 формирования темпа ускорения. Перед началом работы устройства в регистры 40 и 41 с помощью задатчиков 38 и 39 коэффициентов вводятся соответственно числа NK, и , а в реверсивные счетчики 45 и 46 с помощью задатчико 4У и 50 ускорения и максимального ускорения- соответственно число Np(Nf)5 пропорциональное времени

1

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления натяжением длинномерного материала при перемотке на технологическом оборудовании целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в других отраслях промышленности для управления работой продольно-резательных и перемоточных станков.

Целью изобретения является повышение точности регулирования за счет компенсации изменения инерционных масс станка в режимах разгона и торможения .

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит тормозной генератор 1 механизма размотки, датчик 2 тока якоря, подключенный к первому входу первого блока 3 сравнения, второй вход которого связан с задат- чиком 4 натяжения, а выход подключен к входу регулятора 5 тока якоря тормозного генератора 1, регулятор 6 скорости, к выходу которого подсоединен злектродвигатель 7 механизма намотки, второй блок 8 сравнения, первый вход которого связан с выходом датчика 9 скорости механизма намотки .второй вход посредством задатчика 10 интенсивности соединен с задатчиком 1 1 скорости, а выход подключен к входу регулятора 6 скорости, датчик 12 диаметра разматываемого рулона, вычислительный блок 13, выход которого связан с третьим входом первого блоразгона (торможения), и число соответствующее максимальному ускорению. При подаче на шину 21 Разгон или 22 Торможение внешнего сигнала на соответствуюпше разрядные в ходы вычислительного блока 13 поступают коды значения ускорения dV/dt и диаметра dp разматываемого рулона, обработка которых с помощью цифроана- логовых преобразователей 32-37 умножающего типа позволяет получить зависимость динамической составляющей тока якоря тормозного генератора 1 в виде I-t(K dp+K2/dp )dV/dt. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

ка 3 сравнения, блок 14 формирования темпа ускорения, релейный элемент 15, триггер 16, элемент И 17, элементы НЕ 18 и 19, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИДИ 20, первый вход релейного элемента 15 связан с выходом триггера 16, R- и S-входы-которого посредством элементов НЕ 18 и 19 соединены соответственно с первыми и вторымй входами блока 14 формирования ем- па ускорения и элемента ИСЮТЮЧАКНЦЕЕ ИЛИ 20, а также с шинами 21 Разгон и 22 Торможение, второй вход релейного элемента 15 связан с отрица- -тельным полюсом источника 23 опорного напряжения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 связан с первым входом элемента И 17, второй вход которого подключен к выходу записи дат чика 12 диаметра разматываемого рулона, управляющий вход которого связан с выходом элемента И 17, первый разрядный вход вычислительного блока 13 подключен к выходу датчика 12 ди- аметра разматываемого рулона, второй разрядный вход связан с выходом блока 14 формирователя темпа ускорения, .а вход опорного напряжения - с выходом релейного элемента 15. 30 Датчик 12 диаметра разматываемого рулона включает датчики оборотов 24 разматываемого рулона, 25 механизма намотки, счетчик 26, регистр 27, триггер 28, элемент И-НЕ 29, форми- 35 рователи 30 и 31 одиночных импульсов, причем датчик 24 оборотов разматыва31

емого рулона подключен к С-входу триггера 28, инверсный выход которо- 1ГО соединен с первым входом элемента 29 И-НЕ, а прямой выход посредством последовательно включенных формирователей 30 и 31 одиночных импульсов - с входом стирания счетчика 26, датчи ,25 оборотов механизма намотки подсоединен к второму входу элемента И-НЕ 29, выход которого соединен со счет- ным входом счетчика 26, управляющий вход датчика 12 диаметра разматываемого рулона подключен к управляющему входу регистра 27, к разрядному входу которого подсоединен разрядный выход счетчика 26, а выход первого формирователя 30 одиночных импульсов связан с выходом записи датчика 12 диаметра разматываемого рулона.

Вычислительный блок 13 включает цифроаналоговые преобразователи (ЦАП 32-37 умножающ его типа, задатчнки 38 и 39 -коэффициентов, регистры 40 и |41, сумматор 42 и блок 43 умножения, причем разрядные входы первого и второго ЦАП 32 и 33 связаны соответственно посредством регистров 40 и 4 с задатчиками 38 и 39 коэффициентов, а входы опорного напряжения подключены к входу опорного напряжения вычислительного блока 13, выход первого ЦАП 32 подсоединен к входу опорного напряжения третьего ЦАП 34, выход которого связан с входом опорного напряжения четвертого ЦАП 35, выход второго ЦАП 33 подключен к резистор- ному входу обратной связи пятого ЦАП 36, выход которого объединен с собственным входом опорного напряжения и подсоединен к резисторному входу обратной связи шестого ЦАП 37, причем разрядные входы третьего - шестого ЦАП 34-37 объединены и подключены к первому разрядному входу вычислительного блока 13, входы суммато- ра 42 соединены соответственно с выходами четвертого и шестого ЦАП 35 и 37, а выход подключен к аналоговому входу блока 43 умножения, разрядный вход которого подсоединен к вто- I рому разрядному входу вычислительного блока 13, а выход связан с выхо- дом вычислительного блока 13,

Блок 14 формирования темпа ускоре ния содержит генератор 44 опорной частоты, реверсивные счетчики 45 и 46, регистр 47 ускорения, триггер 48, задатчик 49 ускоренияj задатчик 50

g g

5 0

0

1384

максимального ускорения, формирователь 51 одиночных импульсов, элемент И 52, .элемент ИЛИ-НЕ 53 и элемент ИЛИ 54, причем первый и второй входы блока 14 формирования темпа ускорения подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 53, выход которого соединен с S-входом триггера 48, выход генератора 44 опорной частоты подсоединен к первому входу элемента 52 И, второй вход которого связан с выходом триггера 48 и посредством формирователя 51 одиночных импульсов с входом сброса регистра 47 ускорения, а выход подсоединен к входам вычитания реверсивных счетчиков 45 и 46, задатчик 49 ускорения и задатчик 50 максимального ускорения подключены соответственно к разрядным входам первого 45 и второго 46 реверсивных счетчиков, выход переполнения первого реверсивного счетчика 45 связан со счетным входом регистра 47 ускорения и с первым входом элемента ИЛИ 54, выход которого подключен к упра вляющему входу первого реверсивного счетчика 45, выход переполнения второго реверсивного счетчика 50 соединен с R-входом триггера 48, а управляющий вход - с вторым входом элемента 54 ИЛИ и входом сброса регистра 47 ускорения, выход которого связан с вторым разрядным выходом блока 14 формирования темпа ускорения,

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в регистры 40 и 41 с -помощью задатчиков 38 и 39 коэффициентов вводятся соответственно числа NH и RA;I, характеризующие технологические параметры материала, а в реверсивные счетчики 45 и 46 с помощью задатчиков 49 ускорения и 50 максимального ускорения соответственно число N;5(Nf), пропорциональное времени разгона (торможения) и число N.oic. соответствующее максимальному ускорению и учитывающее емкость регистра ускорения 47

Nr.aKt Npv-NT, „„„, (1)

где Nf,y - необходимая емкость регист

ра 47 ускорения;

fMHM- минимальное время торможения, соответствующее максимальному ускорению. При разгоне или торможении на одну из шин (Разгон 21 или Торможение 22) подается сигнал 1, триггер 16 переключается в одно из состояний, при котором на выходе релейного элемента 15 формируется сигнал опорного напряжения U необходимой полярности, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 разрешает запись в регистр 27 числа Nd, пропорционального диаметру разматьгоаемого рулона dp, а в блоке 14 формирования темпа ускорения взводится триггер и производится запись в регистр 47 ускорения значения

dV „ ускорения -3- . Далее эта информация

поступает на второй разрядный вход вычислительного блока 13, в котором . вычисляется зависимость динамической составляющей тока тормозного генератора 1

(K.d; +

К, . dV 5J dt

(2)

И подается на третий вход блока 3 сравнения.

При этом сигналом 1 на выходе триггера 48 через формирователь 51 одиночных импульсов осуществляется сброс регистра 47 ускорения и запись в реверсивные счетчики 45 и 46 чисел Np(Nr) и также разрешается прохождение импульсов fo, от генератора 44 опорной частоты через элемент И 52 на входы вычитания реверсивных счетчиков 45 и 46, Импульсы частоты foi вычитаются из записанного в реверсивный счетчик 45 числа N| (N), и после поступления на его вход заданного числа импульсов Np(Nj) на выходе переполнения реверсивного счетчика 45 вырабатывается импульс, поступающий на счетный вход регистра 47 ускорения и перезаписьшающий из задатчика 49 ускорения в реверсивный счетчик 45 число NP(NT). Частота следования импульсов на выходе переполнения реверсивного счетчика 45 равна

f f

- tr

(3)

Импульсы частоты fo,, поступая на вход реверсивного счетчика 46, вычитаются из записанного в нем числа после поступления на его вход заданного числа импульсов Иг-г«акс на выходе переполнения реверсивного счетчика 46 вырабатывается импульс, устанавливающий триггер 48 в состояние о, чем запрещается прохождение

импульсов частоты fo на выход элемента И 52, и цикл определения усdVкорения Ny- -57- заканчивается.

Cllj

Таким образом, время прохождения частоты fo, на входы реверсивных счетчиков 45 и 46 равно

fj

+; iJ2 f 01

(4)

За это время в регистр 47 ускоре

иия записывается число,

I ,

ное заданному ускорению зг

пропорциональdV dt

кГ

Hlrf-t.- fo

N Г;мац(

Np

(5)

0

5

Одновременно датчик 12 диаметра разматываемого рулона подсчитывает число импульсов датчика 25 механизма намотки за один оборот руйона. На каждом обороте разматываемого рулона триггер 28 переключается в одно из состояний. Когда триггер 28 находится в состоянии О, в счетчик 26 записывается число импульсов датчика

25оборотов механизма намотки. При установке триггера 28 в состояние

0 1 формирователь 30 одиночных импульсов вырабатывает импульс записи, при помощи которого осуществляется перезапись содержимого счетчика 26 в регистр 27, после чего формирователь 31 одиночных импульсов вырабатывает импульс стирания, очищающий счетчик

26и подготавливающий его для приема импульсов датчика 24 оборотов разматываемого рулона на следующем обороте рулона.

Содержимое Na регистра 27 подается на первый разрядный вход вычислительного блока 13, ас него - на разрядные входы третьего - шестого ЦАП

Для первого 32 и второго 33 ЦАП опорным напряжением является сигнал с выхода релейного элемента 15, поэтому на их выходах вырабатываются

5

0

5

сигналы

0

Ua- N

. /

f-i

и,

2

и«. N

вы а а- i.1 2

(6)

(7)

где 2

- Так

-емкость ЦАП;

-для-торможения;

-для разгона.

как выход первого ЦАП 32 является опорным напряжением третьего

7I

НАЛ 34, то на его выходе формирует

ся напряжение

- вьк.з

+ .

2

(8)

Выход третьего ЦАП 34 является опорным напряжением четвертого ЦАП 35 и, следовательно, на его выходе напряжение равно

. «N - -2

.() 2

(9)

Принимая к, и | dp , получаем первое слагаемое формулы (2), т.е. , которое поступает на вход сумматора 42.

Выход второго ЦАП 33 соединен с резистором обратной связи пятого ЦАП 36, а выход аналогового усилителя пятого ЦАП 36 - со своим входом опорного напряжения, поэтому сигнал на выходе пятого ЦАП 36 опведеляется выражением

U,.N 2 ,, - i .JJ- .

(10)

Выход пятого ЦАП 36 соединен с резистором обратной связи шестого ЦАП 37, а выход аналогового усилителя шестого ЦАП 37 - со своим входом опорного напряжения, поэтому сигнал на выходе шестого ЦАП 37

5 г

(II)

и ,U,.N,, ,2 . Ueb,,. -t (-)

Принимая 1----д-- К, получаем

выходе шестого ЦАП 37 второе слагает/мое формулы (2), T.e.i -| , которое

- г

поступает на второй вход сумматора 42.

Таким образом, каждый раз при разгоне или торможении на выходе чевертого 35 и шестого 37 ЦАП вырабатываются соответственно сигналы

2 k Kj-dp и - необходимой полярности,

эти сигналы складываются в сумматоре 42 и поступают на вход блока 43 умножения, на разрядном входе которого в это время присутствует число

dV „

-г- . После операции перемножения на

выходе вычислительного блока 13 формируется аналоговый сигнал

1..(к,,.,.-.

341138

который поступает на третий РХОД блс ка 3 сравнения.

В результате изменения тока яко- ря тормозного генератора 1 осуществляется компенсация изменения инерционных масс станка в режимах разгона и торможения при изменяющемся ускорении.

10

5

0

5

0

Формула, изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования натяжения длинномерного материала при перемотке, содержащее тормозной генератор механизма размотки, подключенный к выходу регулятора тока якоря, датчик тока якоря, подсоединенный к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого связан с задатчиком натяжения, а выход подключен к входу регулятора тока якоря, электродвигатель механизма намотки, подсоединенный к выходу.регулятора скорости, второй блок сравнения, первый вход которого связан с датчиком скорости механизма намотки, второй вход посредством за- датчика интенсивности - с задатчиком скорости, а выход подключен к входу регулятора скорости, датчик диаметра разматываемого рулона и вычислительный блок, выход которого связан с третьим входом первого блока сравнения, а также шины Разгон и Тормо35 жение

ti

отличающееся

тем, что, с целью повьш1ения точности регулирования натяжения за счет компенсации изменения инерционных масс станка в режимах разгона и торможе4.0 ния, оно имеет блок формирования темпа ускорения, релейный элемент, триггер, элемент И, элементы НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первый вход релейного элемента связан с от45 рицательным полюсом опорного напряжения, а второй вход - с выходом триггера, R- и S-входы которого посредством элементов НЕ соединены соответственно с первыми и вторыми вхо50 дами блока формирования темпа ускорения и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также с шинами Разгон и Торможение, при этом выход элемента ИСКЛНЗ- ЧАЮЩЁЕ ИЛИ связан с первым входом

55 элемента И, второй вход которого подключен к выходу записи датчика диаметра разматываемого рулона, управляющий вход которого связан с выходом элемента И, первый разрядный вход

вычислительного блока подключен к вьпсоду датчика диаметра разматываемого рулона, второй разрядньй вход связан с выходом блока формиро вания темпа ускорения, а вход опорного напряжения - с выходом релейного элемента. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что вычислительный блок содержит цифроаналоговые преобразователи умножающего типа, задатчики коэффициентов, регистры, сумматор и блок умножения, причем разрядные входы первого и второго

3..Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования темпа ускорения содержит 10 генератор опорной частоты, реверсивные счетчики, регистр ускорения, триг гер, задатчик ускорения, задатчик максимального ускорения, формирователь одиночных импульсов, элемент И,

цифроаналоговых преобразователей свя- 15 элемент ИЛИ-НЕ и элемент ИЛИ, причем

заны соответственно посредством регистров с задатчиками коэффициентов, а входы опорного напряжения являются входом опорного напряжения вычислительного блока, выход первого цифро- аналогового преобразователя подсоединен к входу опорного напряжения третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с входом опорного напряжения.четвертого цифроаналогового преобразователя, . выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к резисторно- му входу обратной связи пятого цифроаналогового преобразователя, выход которого и его вход опорного напряжения объединены и подсоединены к резисторному входу обратной связи шестого цифроаналогового преобразователя, причем разрядные входы третьего, четвертого, пятого и шестого цифроаналоговых преобразователей объединены и являются первым разряд- ным входом вычислительного блока, входы сумматора соединены соответственно с вь1ходами четвертого и шестого цифроаналоговых. преобразователей а его выход подключен к аналоговому входу блока умножения, разряд20

25

30

35

40

первый и второй входы элемента ИЛИ- НЕ являются входами блока формирования темпа ускорения,его выход соединен с S-входом триггера, выход генератора опорной частоты подсоединен к первому входу элемента И, второй вход которого связан с выходом триггера и посредством формирователя одиночных импульсов - с входом сброса регистра ускорения, а выход подсоединен к входам вычитания реверсивных счетчиков, при этом задатчик ускорения и задатчик максимального ускорения подключены соответственно к разрядным входам первого и второго реверсивных счетчиков, выход переполнения первого реверсивного счетчика связан со счетным входом регистра ускорения и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого реверсивного счетчика, выход переполнения второго реверсивного счетчика соединен с R-входом триггера, а его управляющий вход - с вторым входом элемента ИЛИ и входом сброса регистра ускорения, выход которого является выходом блока формирования темпа ускорения.

Редактор Л.Веселовская Заказ 4392/27

Составитель А.Козлов Техред М.Ходанич

Корректор,

Тираж 590. Подписное

ВНИИГШ 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.

1138 °

ный вход которого является вторым разрядным входом вычислительного блока, а его выход является выходом вычислительного блока.

3..Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования темпа ускорения содержит генератор опорной частоты, реверсивные счетчики, регистр ускорения, триггер, задатчик ускорения, задатчик максимального ускорения, формирователь одиночных импульсов, элемент И,

элемент ИЛИ-НЕ и элемент ИЛИ, причем

0

5

0

5

0

первый и второй входы элемента ИЛИ- НЕ являются входами блока формирования темпа ускорения,его выход соединен с S-входом триггера, выход генератора опорной частоты подсоединен к первому входу элемента И, второй вход которого связан с выходом триггера и посредством формирователя одиночных импульсов - с входом сброса регистра ускорения, а выход подсоединен к входам вычитания реверсивных счетчиков, при этом задатчик ускорения и задатчик максимального ускорения подключены соответственно к разрядным входам первого и второго реверсивных счетчиков, выход переполнения первого реверсивного счетчика связан со счетным входом регистра ускорения и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу первого реверсивного счетчика, выход переполнения второго реверсивного счетчика соединен с R-входом триггера, а его управляющий вход - с вторым входом элемента ИЛИ и входом сброса регистра ускорения, выход которого является выходом блока формирования темпа ускорения.

Корректор,И.Ердейи

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления натяжением длинномернаго материала при перемотке на технологическом оборудовании целлюлозно-бумажной промышленности и других производствах со сходными технологическими процессами. Целью изобретения является повьш1ение точности регулирования за счет компенсации изменения инерционных масс станка в режимах разгона и торможения. Устройство содержит регулятор 5 тока якоря тормозного генератора 1 механизма размотки, подт, с (Л