Устройство для автоматического управления вытяжкой химических волокон Советский патент 1989 года по МПК B65H59/38 D01H1/26 

1

Изобретение .относится к автоматическим устройствам для управления непрерывной вытяжкой химических нитей в прядильно-отделочных производствах химических волокон.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг о 1 приведена блок-схема устройства; на фиг0 2 - схема блока управления

Устройство содержит (фиг.1) установленный на прядильно-отделочном агрегате электродвигатель 1 привода рифленых валков 2 гофрировочной машины 3 с контейнером 4, экструдер с фильерой 5, валки 6 вытяжного стана

с индивидуальными электродвигателями для транспортировки и вытяжки жгута 7, силовой блок 8, выполненный в виде последовательно включенных выпрямителя 9, фильтра 10, предохранительного блока 11, блока 12 шунтирующих тиристоров, блока 13 коммутации, блока 14 коммутирующих тирис- торов, и блока 15 силовых торов, датчики мирователь 18 управляющих импульсов, регулятор 19 усилия вытяжки, датчик 20 выходного напряжения, блок 21 контроля входного напряжения,блок 22 контроля тока, блок 23 контроля тока и напряжения, логические элементы ИЛИ 24 и 25, блоки 26 и 27 врементирис-i6 и 17 тока, фор&ъ00

00

ной задержки, реле 28, блок 29 сигнализации, схемы 30 и 31 блокировки, блок 32 .контроля напряжения,ключ 33 и блок 34 управления скоростными режимами, имеющий в споем составе (фиг„2) логический элемент И 35, переключатель 36, блок 37 совпадения, таймер 38, логические элементы ИЛИ 39 и 40, формирователь 4 управляющих импульсов, блок 42 временной задержки, кольцевой счетчик 43, преобразователь 44 напряжение - частота, цифроаналоговый преобразователь 45, реверсивный счетчик 46, тактовый генератор 47 и блок 48 ограничения т ока о

Первый выход датчика 17 входного тока подключен к первому входу силового блока 8, а второй выход, связан с первыми входами блока 22 контроля тока и регулятора 19 усилия вытяжки с Вход датчика 17 выходного тока подсоединен к первому выходу силового блока 8, первый выход подключен к электродвигателям валков 6 вытяжного стана и к входу датчика 20 выходного напряжения, а второй выход СЕЯ- зан с вторым входом блока 34 управления скоростными режимами. Второй вход регулятора 19 усилия вытяжки подключен через ключ 33 к черному выход/ блока 34 управления скоростными режимами, третий вход подсоединен к второму выходу датчика 17 выходного токаэ а четвертый вход связан с выходом датчика 20 выходного напряжения Выход регулятора 19 усилия вытяжки через формирователь 18 управляющих импульсов подсоединен к второму входу силового блока 8, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 34 управления скоростными режимами-. Первый вход логического элемента ИЛИ 25 через блок 23 контроля тока и напряжения подсоединен к второму выходу силового блока 80 Вход блока 26 временной задержки подключен к выходу блока 21 контроля входного напряжения, первый выход подсоединен к реле 28, а второй выход связан с первым входом логического элемента ИЛИ 24 и вторым входом логическо-о элемента ИЛИ 25о Вход блока 27 всеменной задержки подключен к выходу блока 22 контроля тока, а выход подсоединен к третьему входу логичес

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кого элемента ИЛИ 25 и второму входу логического элемента ИЛИ 24, третий вход которого связан с выходом блока 23 контроля тока и напряжения, а выход подключен к входу блока 29 сигнализации. Третий вход блока 34 управления через блок 32 контроля напряжения соединен с третьим выходом силового блока 8, пятый и шестой входы которого связаны с выходами соответственно схем 30 и 31 блокировки. Четвертый выход блока 34 управления подсоединен к первому входу схемы 31 блокировки,второй вход которой и первый вход схемы 32 блокировки объединены и подключены к выходу блока 23 контроля тока и напряжения. Выход реле 28 связан с отключающими входами схем 30 и 31 блокировки.

Валки 6 вытяжного стана расположены соосно на валах синхронноре- активных электродвигателей переменного тока,, Валки 6 вытяжного стана имеют диаметр, постепенно увеличивающийся по направлению движения жгута 7.

Система работает следующим образом.

При включении агрегата напряжение подается одновременно на приводы дозирующих насосиков прядильной машины (.не показаны), на приводы валков 6 вытяжного стана и на привод 1 гофрировочной машины 30

Для установки устройства в рабочее положение замыкают переключатель 36 (фиг.2), что приводит к включению логического элемента И 35 и подаче кратковременного импульса на блок 37 совпадения и на таймер 38, с ВЕ гхода которого через логический элемент ИЛИ 40 подается сигнал на включение блока 12 шунтирующих тиристоров. При этом заряжаются конденсаторы блока 13 коммутации и подается разрешающий сигнал на один из входов блока 37 совпадения, на других входах которого уже имеются сигналы с второго выхода логического элемента И 35, и от тактового генератора 47 через реверсивный счетчик 46, цифроаналоговый преобразователь 45 и преобразователь 44 напряжение - частота выдаются сигналы тактовой час-готы на кольцевой счетчик 43,который одновременно выдает на блок 37 совпадения и на формирователь 41 уп51

равняющих импульсов сигналы с частотой в шесть раз меньше тактовых.

Сигнал с выхода блока 37 совпадения открывает электронный ключ 33 и регулятор 19 усилия вытяжки начинает свою работу. В начальный период этот регулятор работает лишь в качестве пусковой схемы, обеспечивающей сравнение заданного и выходного нап- ряжений„

В момент пуска на выходе регулятора 19 усилия вытяжки создается максимальное напряжение, поступающее далее на формирователь 18 управляю- щих импульсов, выходной сигнал которого воздействует на тиристоры выпрямителя 9 о Тиристоры в первый момент открываются полностью и происходит быстрый заряд конденсаторов в фильтре 10. Как только конденсаторы в фильтре 10 зарядятся, компаратор блока 23 контроля тока и напряжения выдает разрешающий сигнал на один из входов трехвходового логического элемента ИЛИ 25. Если при этом напряжение на входе блока 21 контроля входного напряжения и ток от датчиков 16 и 17 тока в блоке 22 контроля тока соответствуют требованиям технологического регламента, на выходе логического элемента ИЛИ 25 появится сигнал, который даст разрешение логическому элементу И 35 сформировать на своем выходе постоянный сигнал управления, подаваемый далее на вход таймера 38.

Если в технологическом процессе вытяжки возникнут аварийные ситуации например из-за ненормального запус- ка одного из двигателей валков 6 вытяжного стана или из-за превышения заданного усилия вытяжки, на выходе логического элемента И 35 сигнал управления отсутствует, в результа- те чего на блок 37 совпадения и на таймер 38 этот сигнал не поступит, электродвигатели привода валков 6 не запустятся и вытяжка жгута 7 не производится

Лосле запуска вытяжной машины на входы регулятора 19 усилия вытяжки с датчиков 16 и 17 тока и датчика 20 выходного напряжения поступают соответствующие сигналы, которые сравниваются в регуляторе 19 усилия вытяжки с заданной величиной . пропорциональной мощности электродвигателей валков 6 и усилию вытяжки в

5 о

0 5

g

5

736

жгуте 7. Ксли, например, из-ял термической неоднородности вытягиваемого жгута 7 химического волокна усилие вытяжки увеличится или умень тит- ся, регулятор 19 усшп.я вытяжки соответственно увеличит или уменьшит напряжения, в рзчультате чего мощность лектродЕнглтелеп валков 6 изменится пропорционально усилию вытяжки и опять будет соответствовать заданной величине.

Для нормального ведения технологического процесса вытяжки жгута 7 угловая скорость вращения вытяжных валков о задается одинаковой. Это достигается путем задания с помощью управляемого тактового генератора 47 обшей для всех электродвигателей агрегата частоты вращения в зависимости от типа изготавливаемого химического волокна, его задаваемой линейной плотности, удлинения,толщины, уровня ориентации молекул.

Заданная частота с тактового генератора 47 поступает на реверсивный счетчик 46, преобразуется цифро- аналоговым преобразователем 45 в напряжение, передаваемое на преобразователь 44 напряжение - частота, откуда тактовая частота в тесть раз больше той, что нужно задать, поступает на вход кольцевого счетчика 43„ С выхода последнего управляющие импульсы, разделенные по времени,поступают на формирователь 41 управляющих импульсов последовательно через равные промежутки времени, подг.вая эти импульсы на вход блока 15 силовых тиристоров.Б результате чего на все электродвигатели пряднльно-от- делочного агрегата поступает одна и та же частота и все электродвигатели вращаются с одной и тон же угловой скоростью. Дополнительное вытягивание жгута 7 между каждой последующей парой вытяжных валков осуществляется благодаря постепенному увеличению диаметра валков 6 по ходу движения жгута 7 о

С выхода формирователя 41 управляющих импульсов после соответствующей временной задержки блоком 42 временной задержки импульсы поступают также на блок 12 шунтирующих тиристоров и на блок 14 коммутирующих тиристоров, что позволяет исключить одновременное открывание шунтирующих, коммутирующих н силовых тиристоров,

которое могло бы привести к выходу из строя электродвигателей валков 6.

При перезарядке конденсаторов блока 13 коммутации напряжение кратковременно пропадает, что могло вызвать отключение всей системы управления и привести к появлению брака„ Во избежание ложных сигналов запрета от логического элемента ИЛИ 39 на его входы в течение этого времени подаются управляющие сигналы с Формирователя 41 управляющих импульсов и с блока 37 совпадений.

Система начинает работать в установившемся режиме.

При появлении экстремальной ситуации 3 например при заклинивании какого-либо из роторов электродвигателей валков 6э выходной ток превысит максимально допустимую величину, задаваемую на блоке 48 ограничения токаs и выходной сигнал с этого блока заблокирует работу формирователя 41 управляющих импульсов, что вызовет отключение системы управления.

При обрыве жгута 7 из химического волокна электродвигатели валков 6 начнут работать без нагрузки. В этом случае возможно значительное увеличение напряжения на выходе силового блока 8Э что может вызвать отка в работе вытяжной млшины. Для ограничения максимального напряжения па выходе силового блока о на вход регулятора 19 усилия вытяжки задается напряжение UWQKC, ограничивающее максимальное его значение,

В результате на выходе регулятора 19 усилия вытяжки напряжение больше, чем максимально допустимое быть не мо/кет.

При снижении входного напряжения ниже допустимого уровня во время работы системы в установившемся режиме это пониженное напряжение создает возможность появления в электронной схеме блока управления неопределенных переходных состояний, нарушающих логику работы системы, В таких случаях блок 34 управления скоростными режимами необходимо отключить. Отключение производится при появлении в блоке 21 контроля входного напряжения, уровень которого ниже заданного допустимого значения. При этом блок 21 контроля входного напряжения вырабатывает сигнал, который приводит к срабатыванию схем

30 и 31 блокировки путем переключения контактов реле 28 и отключению блока 34 управления скоростными режимами через логический элемент ИЛИ 25. При случайном кратковременном снижении напряжения в сети устройство не успеет сработать и отключение блока 34 управления скоростными режимами не произойдет, так как сигнал проходит через блок 26 временной.задержки.

При появлении в устройстве входного и выходного токов, превышающих

заданное значение, блок 22 контроля тока вырабатывает сигнал, поступающий через блок 27 временной задержки на логический элемент ИЛИ 25, выходной сигнал которого через блок

0 совпадений воздействует на отключение блока 34 управления скоростными режимами. При этом блок 27 временной задержки предотвращает отключение блока 34 управления при кратко5 временных случайных перегрузках,

В процессе эксплуатации системы напряжение в блоке 14 коммутирующих тиристоров может снизиться ниже допустимого максимального уровня„ В

0 этом случае напряжение снимается с конденсаторов блока 13 коммутации и после сравнения с заданным допустимым значением в блоке 32 контроля напряжение подается на логичесг кий элемент ИЛИ 39 (фиг,2), на выходе которого вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на один из входов блока 37 совпадений,кото- рый выключает блок 34 управления ско0 ростными режимами

При возникновении короткого замыкания со стороны выхода силового блока 8 в цепи конденсатора фильтра д 10 возникает большой ток, что приводит к формированию на выходе блока 23 контроля тока и напряжения сигнала, поступающего на входы схем 30 и 31 блокировки и через логический элемент ИЛИ 25 воздействующего на отключение блока 34 управления скоростными режимами. В результате предохранительный тиристор предохранительного блока 11 и все силовые тиристоры блока 15 силовых тиристоров включаются, вызывая разряд конденсатора фильтра 10 и позволяя выдерживать допустимые предельные значения нагрузки тиристоров.

0

9U

В процессе эксплуатации устройства возможна ситуация, когда электродвигатели, управляемые системой,могу генерировать в нее энергию. При этом напряжение в фильтре 10 может недопустимо возрасти и вывести из строя управляемый выпрямитель 9. В таком случае блок 23 контроля тока и напряжения, на вход которого поступает такое повышенное напряжение,выработает сигнал, который через схемы 30 и 31 блокировки выключит соответственно тиристор предохранительного блока И и тиристоры блока 15 сило- вьгх тиристоров, что приводит к разряду конденсатора в фильтре 10 и не позволит превысить допустимую величину нагрузки тиристоров о

Во всех случаях сигналь: с выходов блока 21 -контроля входного напряжения, блока 22 контроля тока и блока 23 контроля тока и напряжения поступают через логический элемент ИЛИ 25 на вход блока 34 управления скорост ными режимами, прекращая его работу, и через логический элемент ИЛИ 24 - на блок 29 сигнализации, сигнализируя о возниклей неисправности. Формула изобретения

1 о Устройство для автоматического управления вытяжкой химических волокон, содержащее датчик входного тока, первый выход/которого подключе к первому входу силового блока, а второй выход связан с первыми входами блока контроля тока и регулятора усилия вытяжки, датчик выходного тока.

вход которого подсоединен к

первому выходу силового блока,первый выход подключен к электродвигателям валков вытяжного стана и входу датчика выходного напряжения, а второй выход связан с вторым входом блока контроля тока и первым входом блока управления скоростными режимами,второй вход регулятора усилия вытяжки подключен через ключ к первому выходу блока управления скоростными ре- жимами, третий вход подсоединен к второму выходу датчика выходного тока, а четвертый вход связан с выходом датчика выходного напряжения, выход регулятора усилия вытяжки че- рез формирователь управляющих импульсов подсоединен к второму входу силового блока, третий и четвертый входы которого подключены гоответ

g

0 5 о

0

5 Q g

73Ю

ственно к второму и третьему выходам блока управления скоростными режимами, логический эпемадт ИЛИ, первый вход которого через блок контроля тока и напряжения подсоединен к второму выхода силового блока9 а выход связан г. вторым входом блока управления скоростными режимами, и блок контроля входного напряжения, отличающееся тем, что, с целью чочнпения надежности, оно имеет блоки временной задержки, допол- кита-. логический элемент ИЛИ, реле, схемм блокировки, блок сигнализации и блок контроля напряжения, причем вход первого блока временной задержки подключен к выходу блока контроля входного напряжения, первый выход подееедпкен к реле, а второй выхои связан с первым входом второго логического элемента ИЛИ и вторым входом первого логического элемента ИЛИ, вход второго блока временной задержки подключен к выходу блока контроля тока, а выход подсоединен к третьему Rxopv первого логического элемента ТЛП и второму входу второго логического элемента ИЛИ, третий вхол которого связан с выходом блока контроля тока и напряжения, а выход подключен к входу блока сигнализации, при этом третий вход блока управления скоростными режимами через блок контроля напряжения соединен третьим выходом силового блока, ПЯТЕН и тестой входы которого связаны г выходами соответственно первой и второй схем блокировки, четвертый выход блока управления скоростными режимами подсоединен к первому входу второй схемы блокировки, второй вход которой и вход первой схемы блокировки объединены и подключены к выхоцу блока контроля тока и напряжения, причем выход реле связан с отключающими входами схем бдохнрогки,

2. Устройство пс по 1, отличающееся тем, что силовой блок выполнен в виде последовательно включенных выпрямителя, фильтра,предохранительного блока, блока шунтирующих тиристоров, блокп коммутации, блока коммутирующих тиристоров и блока силовых тиристоров, причем вход выпрямите я является пгрвым входом силового бпока, ,од блока

силовых тиристоров - его первым выходом, управляющие входы выпрямителя, блока шунтирующих тиристоров, блока коммутирующих тиристоров,предохранительного блока и блока силовых тиристоров являются соответственно вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами силового блока, при этом вторые выходы фильтра и блока коммутации являются соответственно вторым и третьим выходами силового блока.

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления непрерывной вытяжкой химических нитей в прядильно-отделочных производствах химических волокон. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство позволяет повысить надежность системы за счет включения в нее блоков временной задержки, предотвращающих отключение блока управления скоростными режимами при кратковременном пропадании напряжения в сети и кратковременных перегрузках, блока контроля напряжения, отключающего блок управления скоростными режимами при снижении напряжения ниже допустимого минимального уровня, и предохранительного блока, позволяющего выдерживать предельные нагрузки при возникновении короткого замыкания в цепи управления приводами вытяжных и гофрирующих валков. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Умакс $зад

фиг.1

л

MQffC

Фиг.2

А