Устройство для управления вытягиванием волокна при формовании Советский патент 1992 года по МПК D01D5/12 C03B37/02 

Изобретение относится к производству химических волокон и может быть использовано в установках для формования полимерных оптических волокон.

Цель изобретения - повышение качества продукции за счет увеличения быстродействия и точности управления.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1, задатчик 2 и регулятор 3 диаметра волокна 4, формируемого путем подачи расплава полимера в фильерный узел 5 электроприводом 6 подающего узла и приемки готового волокна 4 приемным узлом 7, связанным с электроприводом 8, датчик 9 натяжения волокна 4, измерители 10 и 11 скоростей соответственно подающего и приемного узлов, блок 12 вычисления производной диаметра, блок 13 вычисления скорости приемки, управляемый квантователь 14, ограничитель 15 ускорения, элeмeнf 16 сравнения, сумматор 17, делитель 18, компаратор 19, источник 20 опорного напряжения и управляемые ключи 21 и22.

Первый вход блока 13 вычисления скорости приемки связан с выходом измерителя 10 скорости подающего узла, а выход подсоединен к первому входу регулятора 3 диаметра волокна, выходу ограничителя 15 ускорения и управляющему входу квантователя 14. Первые входы элемента 16 сравнения и делителя 18, а также вторые входы регулятора 3 диаметра волокна и блока 13 вычисления скорости приемки объединены и подключены к выходу з адатчика 2 диаметра волокна. Выход элемента 16 сравнения подсоединен ко второму входу де лителя 18, а также через ключ 21 связан с третьим входом регулятора 3 диаметра волокна, выход которого подключен к первому входу сумматора 17, Первый вход компаратора 19

(Л

С

ел

о

Б

соединен с выходом источника 20 опорного напряжения, второй вход подсоединен к выходу делителя 18, а выход связан с управляющими входами ключа 21 и ключа 22, подключенного параллельно регулятора 3 диаметра волокна. Выход датчика 1 диамет- ра волокна через квантователь 14 подсоеди- нен ко второму входу элемента 16 сравнения. Первый вход блока 12 вычисления производной диаметра соединен с выходом датчика 9 натяжения, второй вход связан с выходом измерителя 11 скорости приемного узла, а выход подключен ко второму входу сумматора 17, второй вход которого подсоединен к выходу ограничителя 15 скорости, а выход связан со входом элек- тропривода 8 приемного узла 7.

Ограничитель 1В ускорения может быть выполнен виде фильтра или задатчика интенсивности с постоянной времени в не- ск ол ько десятых долей секунды.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении пуско-заправочных операций устанавливают необходимую скорость электропривода 6 подающего узла, задавая тем самым желаемую производительность установки, и задатчиком 2 диаметра задают требуемое значение диаметра готового волокна.

Поскольку информация о действитель- ном диаметре волокна пока отсутствует (волокно еще не поступило в датчик 1 диаметра), то блок 16 сравнения фиксирует большую абсолютную, а делитель 18-большую относительную ошибку стабилизации Диаметра, которая значительно превосходит пороговое значение, задаваемое источником 20 опорного напряжения, При этом с выхода компаратора 19 на управляющие входы ключей 21 и 22 поступает сигнал логической единицы, в результате чего ключ 21 размыкается, а ключ 22 замыкается, чем исключается подача входного сигнала на регулятор 3 диаметра волокна и производится его шунтирование (сброс сигнала интегральной части).

Одновременно в блоке 13 производится вычисление скорости приемки волокна Vnp, обеспечивающей достижение заданного диаметра D3 при установленной величине скорости подачи Упод, используя уравнение неразрывности вида:

VnoA/D23,

где С - коэффициент пропорциональности. Выходной сигнал блока 13 вычисления скорости приемки через ограничитель 15 ускорения подается на вход электропривода 8

0 5

0

5

0 5

0

5

0

5

приемного устройства, который устанавливает скорость Vnp приемки волокна, равную вычисленному значению. Затем производят приемку волокна 4 из фильеры 5 и заправляют в диавальцы приемного узла 7.

По мере приближения диаметра волокна 4 к заданному значению величина сигнала относительной ошибки на выходе делителя 18 снижается и, когда она становится меньше порогового значения компаратор 19 формирует на своем выходе сигнал логического нуля, по которому ключ 21 размыкается, а ключ 22 размыкается. После этого основной контур управления диаметром с регулятором 3 диаметра волокна включается в работу и обеспечивает еще большее снижение ошибки регулирования путем автоматического воздействия регулятора через сумматор 17 на электропривод 8 приемного узла 7.

Если в процессе работы произойдет временное прекращение подачи сигнала с датчика 1 диаметра, то делитель 18 фиксирует возрастание относительной ошибки и, при ее выходе за пределы порогового значения, определяющего границы работы основного контура диаметра, компаратор 19 переключает ключи 21 и 22 в режим пуско- заправочной операции. При этом регулятор 3 диаметра волокна выводится из работы и шунтируется, однако процесс формования продолжается, благодаря заданию блоком 13 вычисления скорости приемки необходимой скорости электропривода 8 приемного узла 7.

Для смены артикула волокна производят соответствующее изменение уставки заданного диаметра задатчиком 2, который является безынерционным. Поскольку объект управления является инерционным, то в начальный период относительная ошибка регулирования превышает установленное источником 20 опорного напряжения значение, и основной контур управления диаметром переводится компаратором 19 и ключами 21 и 22 в отключенное состояние. Блок 13 вычисления скорости приемки производит вычисление нового значения скорости приемки волокна, соответствующего новому заданию диаметра, и изменяет скорость приемных диавальцев, воздействуя через ограничитель 15 ускорения и сумматор 17 на электропривод 8. При этом ограничитель 15 ускорения исключает резкие изменения скорости электропривода 8 и не допускает резких рывков в приемке формуемого волокна.

Формула изобретения

Устройство для управления вытягиванием волокна при формовании, содержащее

блок вычисления скорости приемки, первый вход которого связан с выходом измерителя скорости подающего узла, а выход подключен к первому входу регулятора диаметра волокна и управляющему входу квантовате- ля, задатчик диаметра волокна, выход которого подсоединен к первому входу элемента сравнения и к вторым входам регулятора диаметра волокна и блока вычисления скорости приемки, датчик диаметра волокна, подключенный через управляемый квантователь к второму входу элемента сравнения, блок вычисления производной диаметра, к первому входу которого подсоединен выход датчика натяжения волокна, а к второму вхо- ду подключен выход измерителя скорости приемного узла, а также сумматор, первый вход которого связан с выходом регулятора диаметра волокна, второй вход подключен к выходу блока вычисления производной диа- метра, а выход подсоединен к входу электропривода приемного узла, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности управления, оно снабжено делителем, компаратором, источником опорного напряжения, ключами и ограничителем ускорения, причем выход элемента сравнения связан через первый ключ с третьим входом регулятора диаметра волокна,.второй ключ подсоединен параллельно регулятору диаметра волокна, а управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходу компаратора, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряженияГа второй вход связан с выходом делителя, при этом первый вход делителя подсоединен к выходу задат- чика диаметра волокна, второй вход подключен к выходу элемента сравнения, а третий вход сумматора связан через ограничитель ускорения с выходом блока вычисления скорости приемки.

Изобретение относится к производству химических волокон и может быть использовано в установках для формования полимерных оптических волокон, Целью изобретения является повышение быстродействия и точности управления. Устройство содержит датчики диаметра и натяжения волокна, измерители скорости подающего и приемного узлов, зздатчик диаметра и регулятор диаметра волокна, связанный через сумматор с электроприводом приемного узла, а также блок вычисления производной диаметра, блок вычисления скорости приемки, управляемый квантователь, ограничитель ускорения, ключи, делитель, компаратор и источник опорного напряжения. 1 ил.