Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала Советский патент 1989 года по МПК G05D13/62 

20

25

Изобретение относится к области регулирования неэлектрических величин, а в частности к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке с подающего на приемный барабан, и может быть использовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе, в технологических процессах д изготовления и обработки ленточного материала и т.д.

Цель изобретения - повышение точности регулирования за счет стабилизации натяжения ленточного материала.J5

На чертеже показана структурная Схема устройства.

Устройство содержит приемный 1 и подающий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов опорной частоты, делитель 5 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 4, задатчик 6 опорного сигнала по скорости, задатчик 7 опорного сигнала по натяжению, последовательно соединенные первый датчик 8 угловой скорости подающего барабана 2, первый счетчик 9, первый квадратор 10, первый сумматор 11, первый цифроаналоговый преобразователь 12, первый блок 13 сравнения, первый блок 14 управления и первый электродвигатель 15, кинематически связанный с валом приемного барабана 1, второй вход первого блока 13 сравнения соединен с выходом задат- чика 6, последовательно соединенные второй блок 16 управления и второй электродвигатель 17, кинематически связанный с валом подающего барабана 2, последовательно соединенные второй датчик 18 угловой скорости приемного барабана 1, второй счетчик 19 и второй квадратор 20, выход которого со единен с вторым входом первого сумматора 11, выход генератора 4 подключен к вторым входам первого 9 и второго 19 счетчиков. Устройство также содержит последовательно соединенные третий счетчик 21, второй цифроаналоговый преобразователь 22, первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь 23, второй сумматор 24 и второй блок 25 сравнения, подключенный вторым вхоом к задатчику 7 опорного сигнала 55 о натяжению, а выходом - К входу торого, блока 16 управления, послеовательно соединенные четвертый - .

30

35

40

45

50

0

5

д

5

5

0

5

0

5

0

счетчик 26, третий цифроаналоговый преобразователь 27 и второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь 28, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 24, а второй вход - к выходу второго счетчика 19, входы третьего 21 и второго 26 счетчиков соединены с выходами первого В и второго 18 датчиков угловых скоростей подающего 2 и приемного 1 барабанов соответственно, а их вторые входы - с выходом делителя 5 частоты, второй вход первого перемножающего цифроаналогового преобразователя 23 подключен к вько- ду первого счетчика 9.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 18 и 8 угловых скоростей п4 еобразуют угловые скорости соответственно приемного 1 и подающего 2 барабанов с ленточным материалом 3 в последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости приемного 1 и подаю- шёго 2 барабанов.

Счетчики 19 и 9 суммируют количество импульсов, вырабатываемьк генератором 4 импульсов опорной частоты, успевающих поступить на них за период между импульсами, приходящими с датчиков 18 и 8 угловых скоростей соответственно.

Таким образом, на входных счетчиках 19 и 9 устанавливаются коды чисел, пропорциональных мгновенным значениям периодов вращения приемного 1 и подающего 2 барабанов. Учитьшая связь между мгновенными значениями угловых скоростей и мгновенным периодом вращения (Т ), можно считать, что на выходах счетчиков устанавливаются числовые значения 1/Wi и , т.е. эти значения обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Сигналы, полученные с выходов счетчиков 19 и 9, возводятся в квадрат в блоках 20 и 10, на выходах которых устанавливаются коды чисел, величины которых обратно пропорциональны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Эти коды суммируются в сумматоре 11, на выходе которого формируется код, пропорциональный сумме величин, обратных квадратам мгновенных значений

угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов, т.е. выходной сигнал сумматора равен

вых К, (--2 + --г). (1)

ttf Wj

где К const; сь, и ojj- мгновенные значения угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно.

Код с выхода сумматора 11 подается на цифроаналоговый преобразоваНа входы четвертого 26 и третьего 21 счетчиков с датчиков 18 и 8 угловых скоростей поступают последовательности импульсов, частоты следования которых пропорциональны угловым скоростям приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. На вторые входы четвертого 26 и третьего 21

тель 12, где преобразуется в аналоговый сигнал. Этот сигнал поступает -|g счетчиков с делителя 5 поступают им- на первый вход блока 13 сравнения, пульсы, частоты следования которых на второй вход которого поступает меньше, чем частоты импульсов, пос- сигнал с задатчика 6 опорного сигна- тупивших на делитель 5 с генератора

4 импульсов опорной частоты. Четвер- тьй 26 и тратий 21 счетчики сумми- (2) руют количество импульсов, успеваю- пщх поступить на них с датчиков 18 и 8 угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответствен20

ла по скорости, равный

С

81.6 V с

где С const; V - номинальное значение скорости ленточного материала.

Между мгновенными угловыми скорое- 25 но за период между импульсами, при- тями О), и и.ии мгновенным значением ходящими с делитапя 5. линейной скорости ленточного материа- Таким образом, на выходах счетчи0

ленточного материала; Lf 4 z поворота приемного 1 и подающего 2 . барабанов соответственно; m - коэффициент, определяемый механическими свойствами ленты.

На входы четвертого 26 и третьего 21 счетчиков с датчиков 18 и 8 угловых скоростей поступают последовательности импульсов, частоты следования которых пропорциональны угловым скоростям приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. На вторые входы четвертого 26 и третьего 21

|g счетчиков с делителя 5 поступают им- пульсы, частоты следования которых меньше, чем частоты импульсов, пос- тупивших на делитель 5 с генератора

Изобретение относится к регулированию неэлектрических величин, в частности к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке с подающего на приемный барабан, и может быть исй пользовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе в технологических процессах изготовления и обработки ленточного материала и т.д. Цель изобретения - повьшшние точности регулирования за счет стабилизации натяжения ленточного материала. Для этого устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала содержит приемный 1 и подакщий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов опорной частоты, делитель 5 частоты, задатчики 6, 7 опорных сигналов соответственно по скорости и натяжения, датчики 8, 18 угловой скорости, счетчики 9, 19, 21, 26, квадраторы 10, 20, сумматоры 11, 24, циф- роаналоговые преобразователи 12,22, 27, блоки 13, 25 сравнения, блоки 14,16 управления, электродвигатели 15,17 и перемножающие -цифроаналого- вые преобразователи 23, 28. 1 ил. С S сд со 00 Oi 00

ла существует известная зависимость

J - Л ,

- V.i

«I

(3)

ков 26 и 21 устанавливаются коды чисел, пропорциональные мгновенным- 3Q значениям углов поворота с/, приемного 1 и ( подающего 2. барабанов. Коды с выходов счетчиков 26 и 21 преобразуются в аналоговые сигналы в третьем 27 и втором 22 цифроанало- говых преобразователях и передаются

где Q constj определяемая параметрами механизма перемещения ленточного материала.

Таким образом, из (1) - (3) видно, 35 „ „р 28 и первый 23 перемножаю- что в случае, если скорость ленточ- цифроаналоговые преобразователи ного материала V не равна номина ль- ной Vp(,), на выходе первого 5ло ка 13 сравнения возникает сигнал рассогласования, который через блок 14 управления воздействует на первый электродвигатель 15, меняя его

соответственно, на вторые входы кото рых поступают со счетчиков 19 и 9 коды чисел, пропорциональных R и R,- радиусам намотки леыточного материа ла приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно, так как с учетом V/ы R, при V VQ const, величина 1/ U) пропорциональна R. Анало 1говые сигналы с перемножакяцих цифро- аналого вых преобразователей 28 и 23 поступают на второй сумматор 24, вьшолняющий операцию вычитания, т.е. выходной сигнал сумматора 24 равен .

скорость вращения и соответственно скорость вращения приемного барабана 1 до тех пор, пока не исчезнет сигнал рассогласования на выходе первого блока 13 сравнения, при этом линейная скорость V ленточного материала 3 станет равна номинальной Vg.

Для обеспечения постоянства плотности намотки ленточного материала в устройство введен дополнительный контур стабилизации натяжения, действующий в соответствии с формулой

FK m(R ,- ), (4) /

где н натяжения ленточного материала; RI, RI радиусы намотки

ков 26 и 21 устанавливаются коды чисел, пропорциональные мгновенным- значениям углов поворота с/, приемного 1 и ( подающего 2. барабанов. Коды с выходов счетчиков 26 и 21 преобразуются в аналоговые сигналы в третьем 27 и втором 22 цифроанало- говых преобразователях и передаются

„ „р 28 и первый 23 перемножаю- цифроаналоговые преобразователи

„ „р 28 и первый 23 перемножаю- цифроаналоговые преобразователи

соответственно, на вторые входы которых поступают со счетчиков 19 и 9 коды чисел, пропорциональных R и R,- радиусам намотки леыточного материала приемного 1 и подающего 2 бараба„ „р 28 и первый 23 перемножаю- цифроаналоговые преобразователи

нов соответственно, так как с учетом V/ы R, при V VQ const, величина 1/ U) пропорциональна R. Анало- говые сигналы с перемножакяцих цифро- аналого вых преобразователей 28 и 23 поступают на второй сумматор 24, вьшолняющий операцию вычитания, т.е. выходной сигнал сумматора 24 равен .

U6b,;cu /1- (5)

где KI const.

В блоке 25 происходит сравнение 55 сигнала с выхода сумматора 24 U,, и сигнала с выхода задатчика 7 Ug, величина которого пропорциональна заданному значению силы натяжения Р дСледовательно, на вькоде блока 25 формируется сигнал F, пропорциональный отклонению силы натяжения ленточного материала 3 от заданного значения.

Этот сигнал поступает через второй блок 16 управления на второй электродвигатель 17, который, подтормажи- ваясь и изменяя скорость вращения подающего барабана 2, устанавливает силу натяжения ленточного материала в пределах заданного значения.

Формула изобретения

Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала, содержащее приемный и подающий барабаны с ленточным материалом, задатчик скорости, последовательно соединенные первый датчик угловой скорости подающего барабана, первый счетчик первый квадратор, первый сумматор, первый цифроаналогОвый преобразователь, первый блок сравнения, первый блок управления и первый электродвигатель, кинематически связанный с валом приемного барабана, при этом выход задатчика скорости подключен к второму входу первого блока сравнения, содержащее.также второй цифро- аналоговый преобразователь, последовательно соединенные второй блок управления и второй электродвигатель, кинематически связанный с валом подающего барабана, последовательно соединенные второй датчик угловой . скорости приемного барабана, второй счетчик и второй квадратор, подклю1А533686

ченный выходом к второму входу первого сумматора, генератор импульсов опорной частоты, соединенный выходом с вторыми входами первого и второго счетчиков, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности регулирования за счет стабилизации натяжения ленточного материала, вве- 1Q дены третий счетчик, эадатчик натяже20

ния, делитель частоты, последовательно соединенные первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор, второй блок сравнения 15 |и последовательно соединенные чет- вертый счетчик, третий цифроаналоговый преобразователь и второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь, подключенный вторым входом к выходу второго счетчика, а выходом - к второму входу второго сумматора, причем вход делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов опорной частоты, а выход - с первыми входами третьего и четвертого счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго датчиков угловых скоростей подающего и приемного барабанов соответственно, вы ход третьего -счетчика через второй цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом первого перемножающего цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй вход второго блока сравнения под- клк1чен к выходу задатчика натяжения, а его выход - к входу второго блока управления.

25

30

35

ния, делитель частоты, последовательно соединенные первый перемножающий цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор, второй блок сравнения |и последовательно соединенные чет- вертый счетчик, третий цифроаналоговый преобразователь и второй перемножающий цифроаналоговый преобразователь, подключенный вторым входом к выходу второго счетчика, а выходом - к второму входу второго сумматора, причем вход делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов опорной частоты, а выход - с первыми входами третьего и четвертого счетчиков, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго датчиков угловых скоростей подающего и приемного барабанов соответственно, вы ход третьего -счетчика через второй цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом первого перемножающего цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, второй вход второго блока сравнения под- клк1чен к выходу задатчика натяжения, а его выход - к входу второго блока управления.