Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна Советский патент 1991 года по МПК D21F7/02 B65H77/00 

Изобретение относится к устройствам для управления намоткой бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги: продольно-резательном станке, перемот- ном станке, суперкаландре и т.д.

Цель изобретения - повышение точности регулирования натяжения полотна.

На фиг.1 представлена общая схема автоматической системы управления намоткой бумажного полотна на фиг 2 - схема вычислителя динамического момента

Система содержит задатчик 1 скорости намотки, регулятор 2 скорости регулятор 3 тока приводного электродвигателя наката, первый преобразователь 4 мощности приводной электродвигатель 5 наката, датчик 6 тока приводного электродвигателя датчик 7 скорости намотки, регулятор 8 тока тормозного генератора раската, второй преобразователь 9 мощности, тормозной генератор 10 раската и датчик 11 тока тормозного генератора. Выход задатчика 1 и датчика 7 скорости намотки соединены с вводами регулятора 2 скорости, выход которого и выход датчика 6 тока приводного электродвигателя наката соединены с входами регулятора 3 тока приводного электродвигателя наката, выход которого через первый преобразователь 4 мощности соединен с приводным электродвигателем 5 наката. Датчик 11 тока тормозного генератора раската соединен с входом регулятора 8 тока тормозного генератора, соединенного вы- ходом через второй преобразователь 9 мощности с тормозным генератором 10. Система также включает датчик 12 диаметра рулона на накате, вычислител, 13 динамического момента электродвигателя наката, суммирующий усилитель 14, задатчик 15 натяжения полотна, датчик 16 диаметра рулона на раскате, блок 17 перемножения и дифференцирующий усилитель 18. При этом выход задатчика 1 скорости через диффе- ренцирующий усилитель 18 и выходы датчика 12 диаметра рулона на накате и датчика 7 скорости намотки подключены к вычислителю 13 динамического момента, выход которого вместе с выходами датчика тока приводного электродвигателя 6 и задатчика 15 натяжения подключены к входам суммирующего усилителя 14, выходом подключен- ного к входу регулятора 8 тока тормозного генератора. Выходы задатчика 15 натяжения и датчика 16 диаметра рулона на раскате подключены к входам блока 17 перемножения, а выход последнего подключен к входу регулятора 8 тока тормозного генератора.

Вычислитель 13 динамического момен- та (фиг.2) содержит блоки 19-21 перемножения и суммирующий усилитель 22. Оба входа блока 19 присоединены к датчику 12 диаметра рулона на накате через второй вход вычислителя 13. Оба входа блока 20 через третий вход вычислителя 13 присоединены к датчику 7 скорости. Первый вход блока 21 и третий вход усилителя 22 через первый вход вычислителя 13 присоединены к выходу дифференцирующего усилителя 18. Второй вход блока 21 присоединен к выходу блока 19, выходы блока 21 и блока 20 присоединены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилителя 22, а выход усилителя 22 является выходом вычислителя 13.

Алгоритм, связывающий выходной сигнал вычислителя 13 динамического момента с его входными сигналами, т.е. с выходными сигналами датчика 12 диаметра рулона на

накате, датчика 7 скорости и дифференцирующего усилителя 18, определяется выражением

Мдин -т- (J Мдв нак )

dV

л2 dV

-c. + c..v

Это выражение получается в результате

преобразований системы уравнений:

о

J ОДце.нак - (Jмех.нак Ь Jpyfl ) X нак ;

D

1 DB

. П п . |- нал

D B P л Т

k D2;

D

V h -dt dD;

(i),

V

дв нак

DB

где J - суммарный момент инерции наката, приведенный к валу электродвигателя наката, кгм ;.

Лмех нак - момент инерции механизма наката, приведенный к валу электродвигателя наката, кгм2;

D,В-соответственно диаметр и ширина рулона бумаги на накате, м;

h, р - соответственно толщина и удельная плотность бумаги, м, кг/м ;

V - скорость намотки полотна, м/с;

дв. - угловая скорость электродвигателя наката, с ;

K,C0;Ci;C2 - конструктивные параметры;

Овал диамет р несущих валов наката, м;

I - передаточное число редуктора.

Работа системы управления намоткой бумажного полотна в рулон.

Цикл намотки рулона включает следующие этапы: первый этап - заправка полотна, второй - разгон до рабочей скорости, третий - режим рабочей скорости намотки и четвертый этап - торможение.

В начале цикла намотки станок работает на вспомогательной скорости и происходит заправка полотна с раската на накат. Затем задатчиком 15 натяжения бумажного полотна, используя сигнал датчика 12 диаметра рулона на раскате, задается тормозной момент генератора 10 и, как результат, натяжение полотна перед накатом.

Задающим сигналом в этой системе является сумма выходных сигналов задатчика 15 натяжения и вычислителя 13 динамического момента Измеряемой величиной является ток электродвигателя 5 наката измеряемый датчиком 6. Разница этих сигналов, усиленная усилителем 14 и обработанная регулятором 8 тока тормозного генератора, через преобразователь 9 мощности воздействует на тормозной генератор 10. Генератор 10 путем изменения своего тормозного момента гоздействует на натяжение полотна таким образом, чтобы свести указанную разницу сигналов к нулю.

При работе на постоянной вспомогательной скорости нагрузка приводного :,ликтродвигателя наката определена ндтя- жением полотна и динамическим моментом, вызванным вменением массы наматываемого рулона Вторая составляющая тока электродвигателя нэкзта заранее учитывается в зздаощем сигнале Псэтому ной о. гнзл усилителя 14 появляется тот о при откюьении натяжения полотна от заданного и отрабатывается тормозным «-ей е- рагором 10.

На чтором этапе при разгоне станка вычислитель 13 динамического момента опре деляетдополнительный момент, требуемый для ускооения наката вместе с наматываемым рулоном Тормозной генераторотраба- тывае этот сигнал и снижает тормозной момент гак. чтобы натяжение полотна при разгоне оставалось равным заданному

На третьем этапе - намотка на постоянной рабочей скорости, система работает аналогично работе на постоянной вспомогательной скорости.

Четвертый этап - этап торможения аналогичен этапу разгона с той только разницей, что тормозной момент увеличивается а не уменьшается,

Система при регулирования натяжения полотна более точно учитывает динамические моменты, создаваемые вращающимися массами во время всех циклов намотки рулона, в том числе при разгоне и торможе- Яии станка. Кроме этого, в системе осуществляется непосредственный контроль за отклонением натяжения полотна от заданной величины.

В целом система обеспечивает увеличение точности регулирования натяжения полотна и, как следствие, улучшение качества намотки рулонов и снижение обрывности бумажного полотна.

Формула изобретения Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна сод( ржтщая задэтчик скорости намотки, регулятор скорости, регулятор тока приводного электродвигателя наката первый преобразователь мощности, приводной электродвт лн ль наката датчик тока приводного электродвига теля, датчик скорости намотки регулятор

тока тормозного генератора раската торой преобразователь мощности тормсмной ге нератор раската и датчик тока тормочного генератора згдатчик натяжения полотна датчик диаметра рулона на накате причем

выход задатчика скорости намотки гп , нен с первым входом регулятора скоро- и

ПОДКЛЮЧеННОГО ВТОРЫМ ВХОДОМ к IV

датчика скорости намотки а выходом « первому входу регулятора тока принодно

электродвигателя накатя второй ПУОД кото рого соединен с выходом датчика тока п| i водного электродвигателя а выход чер, первый преобразователь мощности сое/ш нен с входом приводного электродоиглтгпч

накатч датчик тока тормозного гемераторн раската соединен с первым входом рогуля тора тока тормозного генератора соединен ного выходом через второй преобр.поргпель мощности t входом тормозного генератор j

раската, отличающаяся тем то целью повышения точности регулирования натяжения пол.пна, в нее введены вычигпи тель динамичес кого момента электродвио теля наката суммирующий усилитель

датчик диаметра рулона на раскате, блок перемножения и дифференцирующий уси литель, при этом выход задатчика скорости дополнительно подключен через диффере цирующии усилитель к первому входу вычислителя динамического моментл второй вход которого соединен с выходом датчика диаметра рулона на накате, третий вход - с выходом датчика скорости намотки а выход - с перпым входом суммирующего силителя,

второй вход которого подключен к выходу датчика тока приводного электродвигателя трет ии вход - к выходу задатчика натяжения полотна и первому входу блока перемноже ния а выход к второму входу регулятора

тока тормозного генератора раската третий сход которого соединен с выходом блока перемножения, подключенного вторым входом к выходу датчика диаметра рулона на раскате.

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам для управления намоткой бумажного полотна на оборудовании для переработки бумз- ги Целью изобретения является повышение точности регулирования натяжения полотна. Система содержит задатчик 1 скорости намотки, регулятор 2 скорости, регулятор 3 тока приводного электродвигателя наката, датчик тока 6 приводного электродвигателя, датчик скорости 7 намотки, регулятор тока 8 тормозного генератора наката, второй преобразователь 9 мощности, тормозной генератор 10 раската, датчик 11 тока тормозного генератора, датчик 12 диаметра рулона на накэте вычислитель 1 динамичт то мп мента, суммирующий угипитгмц, |4 за датчик 15 натяжения полотна дямик 16 диаметра рулона на раскат блок перемно жения 17 и рррццируЮщии угилитр/ч, 18 задатчика 1 и датчика 7 скорости намогки соединены с входами регупяторя2 скорости выход которою и датчика и тока соединены с Е ходамг ppi улятора 3 тока дпи ятеля наката оторого через пор вый преобразователь мощности 4 соодт ни с двигателем 5 Датчик тока 1 1 соединяют с входом регуля горiтока 8 соединенно о пы ходом через второй преобразователь 9 мощ ности с тормозным генератором 10 Вько/i задатчика 1 скорости через дифференциру ющий усилитель 18 и выходы датчика 12 v датчика 7 под ночены вычислителю 13 динамического момента выход которого вместе с выходами да гчика тока 6 и задатчи- ка 15 подключены к вводам гуммирующего усилителя 14 выходом подключенного к входу регулятора тока 8 Выход задатчика 15 натяжения и датчика 16 подключены к входам олока 17 перемножения, а выход последнего подключен к входу регулятора тока 8 тормозного генератора 2 ил СО о ел 4 СЛ О О

/f ВыхоЗ

Вычислителя

zT

19

20

I F /Г 2

Г7Г2