Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна Советский патент 1990 года по МПК D21F7/02 B65H23/32 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для управления скоростью намотки бумажного пототна на оборудовании для переработки бумаги:

продольно-резательном станке, переiмоточном стяике, суперьэтя тре и т.д.

Целью изобретения является повыпе- ние производительности процесса намотки зс счет сокращения времени торможения разматываемого рупона.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматической системы управления намоткой бумажного полотна; на Лиг.2схема Плока выбора задающего сигнала регулятора скорости; на фиг.З - схем вычислителя скорости намотки при торможении; на фиг.4 - схема запоминающего устройства; на фиг.З (а,б) - схема блока управления запоминающим устройством и диаграмма работы; на фиг.6 - схема вычислителя величины замедления.

Система содержит последовательно соединенные задатчик 1 (фиг.1) скорости намотки, блок 2 выбора задающего сигнала регулятора скорости, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока приводного электродвигателя, усилитель 5 мощности и приводной электродвигатель 6, датчик 7 скорости, вход которого кинематически связан с валом электродвигателя 6, а выход электрически соединен со вторым входом регулятора 3 скорости, датчик 8 тока приводного электродвигателя, выход которого связан со вторым входом регулятора 4 тока. Система содержит также задатчик 9 и датчик 10 длины полотна, намотанного в рулон, вычислитель 11 скорости намотки при торможении, первый и второй входы которого соединены соответственно с задатчиком 9 и датчиком 10 длины, а выход - со вторым входом блока 2 выбора задающего сигнала, задатчик 12 момента торможения разматываемого рулона, датчик 13 радиуса разматываемого рулона, датчик 14 натяяения бумажного полотна, вычислитель 15 неличины замедления намотки, запоминающее устройство 16 и блок 17 управления запоминающим устройством 16. Выходы задатчика 12 момента торможения, датчика 7 скорости, датчика 13 радиуса рулона и датчика 14 натяжения подключены соответственно к первому, второму, тр-етьему и четвертому входам вычислитгля 15 величины замедления, а выход вычислителя 15 подключен к первому входу запоминающего устройства 16.

Выход запоминающего устройства 16 подключен к третьему входу вычислителя 11 скорости при торможении, второй вход запоминающего устройства 16 соединен с выходом блока 17 управления запоминающим устройством 16, а первый и второй входы последнего соединены соответственно с задатчиком 1 и датчиком 7 скорости.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Блок 2 выбора задающего сигнала выполнен на диодах (фиг..).

Вычислитель 11 скорости намотки при торможении содержит суммирующий усилитель 1о (фиг.З), блок перемножения 19 и блок 20 извлечения квадратного корня. При этом два входа усилителя 18 соединены с перным и вторым входами вычислителя 11 скорости при торможении.Выход усилителя 18 соединен с первым входом блока перемножения 19, второй вход блока перемножения 19 присоединен к третьему входу вычислителя 11 скорости. Выход блока перемножения 19 соединен.с ьходом блока 20 извлечения квадратного корня, , выход блока 20 извлечения корня соединен с выходом вычислителя 11 скорости при торможении.

Блок управления 7 запоминающим устройством 16 содержит компаратор 21 (фиг. 5) и инвертируются усилитель 22. При этом неинвертирующий вход компаратора 21 соединен с первым входом блока управления 17, инвертирующий вход компаратора 21 соединен со нторым входом блока управления 17. Выход компаратора 21 соединен с входом инвертирующего усилителя 22, а выход последнего соединен с выходом блока управления 17.

Вычислитель 15 величины замедления (фиг.6,) содержит блоки перемножения 23-29( и 33, блоки деления 37 и 38, усилители 27, 28, 30, 32, 34, 39 и суммирующие усилители 31, 36 и 40. Первый и второй входы блока умножения 23 соединены соответственно с первым и третьим входом вычислителя 15 величины замедления. Оба входа блока умножения 24 соединены с третьим входом вычислителя 15 замедления. Оба входа блока умножения 25 соединены со вторым входом вычислителя 15 величины замедления. Первый вход блока умножения 26 соединен с четвертым входом вычислителя 15 величины замедления. Второй вход блока умножения 26 соединен с выходом блока умножения 24.

Вход инвертирующего усилителя 27 соединен с выходом блока умножения 23.

Вход усилителя 28 с коэффициентом усиления, равным - К,, соединен с выходом блока 25. Первый вход блока умножения 29 соединен с выходом бпо- ка умножения 24. Второй вход блока

5

умножения 29 соединен с выходом блока умножения 25.

Вход усилителя 30 с коэффициентом усиления, равным +Ко, соединен с выходом блока умножения 29. Четыре входа суммируюгдего усилителя 31 соединены соответственно с выходами блока перемножения 26, инвертирующего усилителя 27, усилителя 28, усилителя 30.

Вход усилителя 32 с коэффициентом усиления, равным -.5, соединен с выходом блока умножения 24. Оба входа блока умножения 33 соединены с выходом (шока умножения 24 .

Вход усилителя 34 с коэффициентом усиления, равным Г, соединен с выходом блока умножения 33. Плок 33 - источник постоянного напряжения пропорционального величине К4. Входы суммирующего усилителя 36 подключены соответственно к выходам усилителей 32, 34 и блока 35.

Первый вход блока деления 37 соединен с выходом суммирующего усилителя 31, а второй вход блока М соединен с выходом суммирующего усилителя 36. Первый вход блока деления 30 соединен с выход -м блока умножения ( 25, а второй вход (шока 38 соединен с выходом блокя умножения 24. Вход усилителя 39 с коэффициентом усиления -К, соединен с выходом блока 38.

Входы суммирующего усилителя 40 соединены соответственно с выходами блока деления 37 и усилителя 39,

Выход усилитепя 40 подключен к выходу вычислителя 15 величины замедления .

Система управления намоткой работает следуклчим образом.

В начале никла намотки в рулон бумажного полотна намоточный станок разгоняется от нулевой скорости до рабочей. В середине цикла станок работает с постоянной рабочей скоростью намотки и заканчивав 1 цикл, снижая скорость до нуля так, чтобы в момент остановки станка в рулон было намотано полотно заданной длины

Управление скоростью осуществляется регулятором скорости 3. Задающим сигналом регулятогм скорости 3 во время намотки является наименьший из входных сигналов блока 2 выбора задающего сигнала. Этими входными сигналами являются выходные сигналы

20

25

677096

эадатчнка 1 скорости и вычислителя 11 скорости намотки при торможении.

При разгоне станка с момента времени t О до t t, и работе его на постоянной скорости с момента t до момента tg задающим сигналом регулятора 3 скорости, является выходной сигнал Vac задатчика 1 скорости. .0 . Сигнал VBt на выходе вычислителя 11 скорости намотки, определяемой

зависимостью 2хА мм х I, ъа Ьфокч , до момента tt больше сигнала 15 V из-за большой величины значения Ь}аД-Ь ою , где т.факг- соответственно заданная и фактическая длины полотна, намотанного в рулон, м. Им соответствуют выходные сигналы задатчнка 9 ч датчика 10 длины. А$а« величина замедления намотки, постоянно рассчитываемая для любого момента времени в процессе намотки полотна, м/с . Ей соответствует выходной сигнал Atj вычислителя 15 величины замедления, поданный через запоминающее устройст- во 16 на вход вычислителя 11 скорости намотки. Во время намотки полотна на 30 постоянной скорости ььпсодной сигнал Лву запоминающего устройства 16 равен выходному сигналу А6% вычислителя замедления 15 в любой момент времени.

С увеличением в результате 35 намотки полотна выходной сигнал Vf,c вычислителя 11 скорости уменьшается и с момента t становится минимальным из входных сигналов блока 2 выбора и, следовательно, задающим сигналом для 40 регулятора 3 скорости. Так как после момента t с дальнейшим увеличением гигнал Vec уменьшается, то, следовательно, уменьшается скорость намотки и соответствующий ей выходной 45 сигнал датчика 7 скорости. Вместе с этим, .как только выходной сигнал Vqc датчика 7 скорости станет меньше выходного сигнала задатчика скорости 1, т.е. в момент й. блок уп- 50 раьления 17 запоминающим устройством, реагируя на возникшее неравенство своих входных сигналов У и Vjc , своим выходным сигналом отключит вход запоминающего устройства 16 от 5 поданного на этот вход выходного сигнала А й вычислителя 15 величины замедления. При этом запоминающее устройство переходит из режима пов- торения своим выходным сигналом .

входного сигнала в режим запоминания последнего.

В режиме, существующем с момента tn - начала замедления намотки, выходной сигнал запоминающего устройства 16 остается постоянным и равным (tt)At(t/i),т.е. запоминается. Режим запоминания сохраняется до нового возникновения равенства Vac, B следующем цикле, когда намотка нового рулона будет снова идти на постоянной скорости.

Постоянный по величине выходной сигнал A,u(t2),соответствующий величине замедления A}a(t2), подается на вход вычислителя 11 скорости. Поэтому выходной сигнал Vec вычислителя 1-1 скорости, являющийся задающим для регулятора 3 скорости на этапе торможения, рассчитывается по формуле

f

2 Азам(Ч) Цад-Ь

рак J

Т

Следовательно, скорость намотки снижается по линейному закону от скорости V(jc , равной Vjc. , до нуля с постоянной величиной замедления Aaawttij) Когда Lcpour сравняется с Ijvu скорость намотки станет равной нулю, т.е. станок остановится.

Величина Аъац является максимально возможной величиной замедления, которую в момент времени t можно задать при снижении скорости намотки исходя из имеющихся условий торможения разматываемого рулона в данный момент.

В системе используется запоминающее устройство 16 для того, чтобы снижение скорости намотки происходил с постоянным замедлением, величина которого определяется на момент начало снижения скорости.

Величина замедления A3am, в частности величина ), определяется с помощью вычислителя 15 замедления и соответствует его выходному сигналу А 6, и А ь« (tQ) в момент времени t2.

Вычислитель 15 величины замедления с начала процесса намотки рулона все время путем измерения выходных сигналов датчика 7 скорости - Vac. , задатчика 12 момента торможения разматываемого рулона - М, датчика 13 его радиуса - R и датчика 14 натяжения полотна F и их обработки вырабатывае

выходной сигнал А6«, подаваемый на вход запоминающего устройства.

В своей работе вычислитель 15 величины замедления реализует зависимость:

- zE5il i:YA5.iKrrKgRfL .к

к

3RQ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где 2. - момент инерции разматываемого рулона, кгм2, он определяется вычислителем момента инерции, входящим в состав вычислителя 15 величины замедления, по формуле

( Ъ K4-K5R12 +K6R4; К, -К6 - конструктивные постоянные

вычислителя замедления 15; - скорость намотки полотна, ей соответствует выходной сигнал датчика 7 скорости; Мт - момент торможения разматываемого рулона, ему соответствует выходной сигнал задатчика 12 момента торможения ;

R - радиус разматываемого рулона, ему соответствует выходной сигнал датчика 13 радиуса;

F - натяжение бумажного полотна, ему соответствует выходной сигнал датчика 14 натяжения.

Формула изобретения

Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна, содержащая последовательно соединенные задатчик скорости намотки, блок выбора задающего сигнала регулятора,скорости, регулятор скорости намотки, регулятор тока, усилитель мощности и приводной электродвигатель, снабженный датчиком скорости, выходом соединенным с вторым входом регулятора скорости намотки, и датчиком тока, выходом подключенным к второму входу регулятора тока, задатчик и датчик длины полотна, намотанного в рулон, и.вычислитель скорости намотки при торможении, первый и второй входы которого соединены соответственно с задатчиком и датчиком длины, а выход подключен к второму входу блока выбора задающего сигнала, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса намотки за счет уменьшения времени торможения разматываемого рулона, в нее введены задатчик момента торможения разматываемого рулона, датчик его радиуса, датчик натяжения, вычислитель величины заме/тления намотки, запоминающее устройство, блок управления, при этом выходы задатчика момента торможения, датчика скорости, датчика радиуса и датчика натяжения

подключены к входам вычислителя велиг чины замедления намотки, выход которого подключен к первому входу запоминающего устройства, выходом соединенного с третьим входом вычислителя скорости намотки при торможении, а второй вход запоминающего устройства подключен к выходу блока управления запоминающим устройством, первый вход которого соединен с выходом задатчика скорости намотки, а второй - с выходом датчика скорости.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для управления скоростью намотки бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги: продольно-резательном станке, перемоточном станке, суперкаландре и т.д. Целью изобретения является повышение производительности процесса намотки за счет уменьшения времени торможения разматываемого рулона. Задатчик момента торможения разматываемого рулона, датчик его радиуса, датчик натяжения и датчик скорости намотки подключены к входам вычислителя величины замедления намотки, который для каждого цикла намотки рассчитывает величину замедления, максимально возможную в данных условиях работы. Этот сигнал через запоминающее устройство поступает на один из входов вычислителя скорости намотки при торможении, другие входы которого соединены с задатчиком и датчиком длины полотна, намотанного в рулон, а выход подключен к одному из входов блока выбора задающего сигнала, другой вход которого соединен с выходом задатчика скорости намотки. Наименьший из этих задающих сигналов поступает на регулятор скорости намотки. Как только выходной сигнал датчика скорости станет меньше выходного сигнала задатчика скорости, блок управления запоминающим устройством переводит его из режима повторения входного сигнала в режим запоминания. Запоминающее устройство позволяет снижать скорость намотки с постоянным замедлением, величина которого определяется на момент начала снижения скорости. 6 ил.

Кэада/пчцку скорости

I I

2 бход

К вычислителю 11 скорости

быхоВ

&

Риг. г

Фиг. 5

Риг. 6