Известное устройство для автоматического регулирования диаметра провода в процессе его изолирования, содержащее датчик отклонения диаметра, датчик скорости н интегратор, не обеспечивает точности регулирования, так как не учитывает изменения скорости движеиия провода при интегрировании отклонений диаметра.
С целью устранения у1 азанного недостатка предложенное устройство снабжено блоком нроизведения, входы которого подключены к уно.мянутьв датчикам, а вы.ход - к интегратору.
На фнг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-одип из вариаитов Т1рт1нцттпналь ной электрической с.хемы.
Ко входам блока произведеиия / подключены датчик отклонения диаметра 2 и датчик скорости движения провода 3. Выход блока произведения подсоединен к пптегратору 4.
При этом с датчиком отклопеиия диаметра блок произведения связан через коммутационный элемент 5.
Система обратной связи объекта регулирования 6 замкиута через элементы, учитывающие трапспортное запаздывание, - коммутационный элемент 7, блок произведения 8, соединенный с датчиком скорости движения провода н элемент намятн (исполнительный .механизм 9).
В качестве блока произведения / может быть использован потеициометр (пли тахогенератор), с помощью которого сигнал L (i), пропорциональный l(i) (отклонению диаметра), перед входом в интегратор умиожается па величину сигнала V, нропорциональиого линейной скорости движения ировода.
Коммутационный эле.мент 5, управляе.мый,
налр-имер, кабельным счетчиком, позволяет
0 точно огранпч ггь отрезок длины провода, при
котором пронзводится интегрироваиие отклонеиий.
Изобретение
позволяет учитывать также время чистого запаздыванпя п поступлении пиформации о результатах произведенного и благодаря этому аовысить им воздействия качество регулирования, а также обеспечивает возможность установки измерительного оргаиа на любом расстоянии от опрессоноч0 ной головкн без ухудшения качества регулирования. Кроме того, с целью исключения воз.можиосги перерегулироватшя диаметра изоляции выше заданных ГОСТо1 допусков и значительного сокращения времени доведе5 ння диаметра изоляции до заданного размера, предлагаемое устройство осуществляет определенный закон регулирования, выведенный из следующих соображений.
Производительность пресса для «аложепня 0 изоляции зависит от количества изолпруюитего материала, накладываемого на провод в единицу времени:
Q ()V,,(1)
где Q--производительность пресса; D- заданный диаметр изолированного провода; d - диаметр голого ировода; VQ - линейная скорость движения провода, при которой диаметр изолированного провода точно равен заданному значению.
Дальнейший вывод закона регулирования произведен для схемы управления, в которой предлагаемое устройство воздействует на скорость протягивающего механизма.
Основными величинами, существенно влияющими на размер изоляции и его отклонения, являются скорость движения провода и производительность пресса.
Разберем случай, когда на размер изоляции влияет изменение скорости движения провода.
Производительность пресса Q const; заданная скорость движения провода (для определенности положим V.Vo).
Действительный диаметр изоляции провода в этом случае окажется несколько выше заданного:
DI D+ECP,(2)
где D - действительный диаметр изоляции; gcp -. среднее отклонение диаметра изоляции. При этом имеет место равенство:
Q |(D,3-rf2)l/ ()l/+
+ (2Dgcp + |cp2)l/
(3)
Учитывая малость ор приравниваем gcp к 0.
Тогда, рассматривая совместно равенства (1) и (3), получим:
А1/ Уо-У - 5-Пср, (4)
где Л У - треб)емое для ликвидации |ср ;изменение скорости протягивающего .механизма. Разберем теперь, как влияет на размер изоляции изменение производительности пресса.
Производительность пресса Q var и изменяется от QI до Qs. При этом протягивающий механизм работает с заданной скоростью V, при которой при производительности пресса QI получается заданный диаметр изоляции, так что выполняется соотношение:
Q, )V
(5)
Для ноддержания заданного значения диаметра изоляции D при новой производительности пресса Q2 необходимо изменение скорости протягивающего механизма до значения VQ, при котором будет выполняться соотношение:
Q2 ()Vo
(6)
Положим для определенности , тогда в момент увеличения производительности пресса от Qi до Q2 возникнет отклонение диаметра изоляции, так что будет выполняться соотношение:
Q, Л (D-IOP) 2 -dn и- () V+
+ (2D|op+ cp2)l/(7)
Приравнивания 0 и рассматривая совместно равенства (6) и (7), получим
2D
- У|ор
(8)
Сравнивая выражения (4) и (8), можно сделать вывод, что для двух типов основных возмущающих воздейсивий закои регулирования остается неизменным. Что касается остальных неосновных типов возмущающих воздействий, то благодаря тому, что предлагаемое устройство является астатическим, они также учитываются последним, а так как эти воздействия незначительно влияют на изменение диаметра изоляции, то они не в состоянии вызвать такую реакцию регулятора, которая привела бы к перерегулированию диаметра изоляции в пределах, превышающих установленные ГОСТом допуски.
Среднее отклонение диаметра изоляции может быть вычислено по формуле:
gcp l||rfL s.(9)
LOо
где S- мгновенное отклонение диаметра изоляции в момент времени t; V - мгновенное значение ллнейной скорости провода в тот же момент времени; L - длина участка провода, на котором производится измерение отклонений диаметра изоляции и их усреднение, равная в предлагаемом устройстве расстоянию от опрессовочной головки до измерительного органа; Т - длительность процесса измерения отклонений диаметра изоляции.
Предполагая, что система удравлевия протягивающим механизмом линейна, можно записать У йу fy.), а значит,
ДУ /гу.ДС/з,(10)
где /гу- коэффициент усиления системы управления протягивающи.м механизмом; f/з - задающее напряжение на входе этой системы управления, Af/з - изменение этого задающего нанряжения, представляющее из себя выходной сигнал регулятора.
Рассматривая совместно равенства (8), (9) и (10), получаем закон регулирования, по которому должно работать устройство:
(И)
MW/
о / ;де /г ()2„(/2 где k - общий коэффициент связи регулятора, зависимый только от сортамента провода. Таким образом, регулятор должен быть настроен ия заданный сортамент ировода и после -ЭТОГО не нуждается в дополнительной нодстройке лрп любом технологическом режиме производства этого сортамента, т. с. нри задании любой скорости движения провода или любой производительности пресса. Движущийся провод 10 протягивается с ио.мощью тягового устройства 11 через опрессовочную головку пресса 12 и охлаждаюи1ую вапих S3. В режиме измерении при предварптельной настройке регулятора на заданиый сортамент ировода опо1ряый ролик 14 измерительного органа с помощью микрометрического винта смещается вниз на величину заданного диаметра изоляции. При этом, вместе с роликом 14 смещается вниз свободно лелсащий на нем измерительный ролик 15, связанный рычагом 16 с ротором сельс1П1а 17, собранного по схеме поворотного трансформатора н питающегося от сети переменного тока частотой 50 ги. Таким образом, при нрохождении через измерительный орган провода с диаметром изоляции, равным заданному, измерительный ролик, а с ппм рычаг п ротор сельсина займут такое положение, при котором сигнал па выходе сельсииа будет отсутствовать. При возиикиовеннн отклонепия диаметра изоляции провода от заданного произойдет угловое перемещение ротора сельсина и на выходе последнего появится сигнал перемепного тока, амплитуда которого пропорциоиальиа величине отклонения диаметра пзоляцнн, а фаза будет сов11адать или находиться в противофазе с напряжеиием питающей сети в зависимости от знака отклонения диаметра нзоляцпп. Далее снгпал подается на вход фазочувстиитсльного полупроводникового усилителя переменного тока 18, который усиливает его и иреобразует в снгиал постояпного тока, величина которого ироиорциональна величнне отклонения диаметра изоляции, а полярность соответствует знаку этого отклонения. Па выходе усилителя включена обмотка возбуждения тахогенера-рора 19, приводимого во 1вращепие совместно с электромеханическим счетчиком 20 измерительным колесом 21 через электромапп тную муфту сцепления 22. Измерительное колесо приводится во вращение изолируемым проводом 10, и, таким образом, его окружная скорость .равна линейной скорости движения ировода. В результате этого, на выходе тахогеиера70ра появляется сигнал, представляющий собой произведение мгновенного отклонения диаметра изоляции соответствующего знака на мгновенное значение лииейной скорости ировода, существовавщее в момент измерения этого отклоиення диа.метра изоляши. Этот сигнал через замкнутые в процессе измерения контакты реле 23 подается на вход двухтактного магнитиого усилители 24 после усиления последним приводит во вращение серводвигатель постоянного тока 25, перемещающий движок заиомииающего потенциометра 26 через включенную в процессе работы регулятора электрома-пиггную iyфтy 27. Таким образом, на поте; цио:-летре происходит в процессе измерения иитегрирование и запоминание существовавщих отклонений диаметра изоляции соответствующих зиаков, а следовательно, и их усреднение, т. е. выполняется ннтегральпая часть фор.мулы закона регулирования (П). Это значит, что перемещеиие движка иотенцнометра к моменту окончания режима измерения будет эквивалентно сред,нему отклонению диаметра изоляции иа ирошедшем за это время участке ировода независимо от скорости его движения. В режиме регулирования после ирохождеппя через измерительпый орган участка провода, длина которого I равна расстоянию между измерительным органом и опресеовочиой головкой, срабатывает электромехаппческий счетчик 20, уставка которого выбрана равной этому расстоянию, н ко.маидный блок 28, выиолненный иа электромагнитных реле, получает сигнал, но которо.му рег)лятор с помощью переключеиий, ирО113зодимых уиомяпутых блоком, переводится в режпм регулирования. При этом отключается муфта 22, и счетчик 20 вместе с тахогенератором 19 останавливается иа весь период регулирования. В этот же момент производится автоматический сброс показаний счетчика, а также размыкаются контакты реле 23, отключая всю измерительную часть регулятора. Затем замыкаются контакты реле 29 и с запомииающего поте1щиометра иа вход усилителя 24 подаетея сигнал соответствующей полярности, так что серводвигатель 25 при.ходит во вращение в таком наиравлснин, чтобы вернуть двнжок потенциометра в среднее (нулевое) положение. Одиако при через включивщуюся в регулирования электромапгитную муфту сцепления 30 серводвигатель 25 начинает перемещать также движок потенциометра 31, служащего для выдачи корректирующего сигнала соответствующего знака на изменение скорости движения провода с целью ликвидации И31меренпого средиего отклонения диаметра изоляции. Потеициометр 31 иодключен через фильтр 32 и блок выпрямителей 33 к вторичиой обмотке автотрансформатора 34, первичная обмотка которого совместно е первич-ной обмоткой трансформатора задающего нанряжения 35 подключена к выходу автотранеформатора 36 задания скороети тягового устройства, расположенного иа иульте управления агрегатом. Режим регулирования закаичивается в момент доведения движка потенциометра 26 до нулевого положения. При этом движок задающего потенциометра 31 окажется смещенным но отношению к своему ноложеншо до наступления данного процесса регулирования на величину, пропорциональную среднему отклонению диаметра изоляции, выявленному регулятором в режиме измерения. Кроме того, напряжение, подаваемое на потенциометр 31, пропорционально задающему .напряжению f/a протягивающего механизма, с коэффициентом пропорциональности, равным коэффициенту трансформации трансформатора 34, значение которого подбирается по заданному сортаменту провода (коэффициент k по формуле (12).
Таким образом, к задающему напряжению f/a, поступающему в схему управления протягивающим механизмом от трансформатора 35 через блок выпрямителей 33 и фильтр 57, добавляется сигнал Af/s, знак которого зависит от знака среднего отклонения диаметра изоляции, а величина удовлетворяет выведенному ранее выражению закона регулирования (И).
В режим паузы в работе регулятора после установки движка потенциометра 26 в среднее (нулевое) положение в командный блок 28 подается сигнал, по которому последний производит необходимые переключения для перевода регулятора в режим паузы. Отключаются реле 29 и муфта 30 и включается только муфта 22. Благодаря этому начинается отсчет длины счетчиком 20, а измерительная часть регулятора не выдает сигналы в усилитель 24, так как контакты реле 23 разомкнуты.
Режим паузы заканчивается при новом срабатывании счетчика 20, т. е. в тот момент, когда через измерительный орган нройдет с момента окончания процесса регулирования количество провода, равное расстоянию от опрессовочной головки до измерительного органа, носле чего командный блок 28 переводит регулятор снова в режим измерения, и начинается следующий цикл работы регулятора.
Благодаря наличию паузы в работе регулятора новый цикл начнется с процесса измерения отклонений на участке провода со С ;орректирОВанньтм в предыдущем цикле диаметром изоляции, т. е. тем самым будет произведена проверка точяости регулирования размера изоляции в предыдущем цикле, а ошибочная информация об участке провода,
проходящем через измерительный орган в пернод паузы и не участвовавщем в прошедшем цикле регулироващия, «е будет введена в регулятор. Кроме того, схема командного блока 28 предусматривает, что в случае, если к моменту окончания процесса измерения среднее отклонение диаметра изоляции окажется равным нулю, то регулятор не переводится в режим регулирования, а остается в режиме измерения до следующего срабатывания счетчика 20, после чего регулятор также будет переведен в режим регулирования толькопри налнчии сигнала среднего отклонения и т. д. Схема блока 28 обеспечивает также установку в нулевое положение двнжков потенциометров 26 VI 31 ъ момент пуска агрегата. При этом происходят следующие переключения: вначале включаются только реле 38 и муфта 30, в результате чего в случае сдвига движка потенциометра 31 из нулевого положения возникает сигнал, поступающий на вход усилителя 24 и серводвигатель 25 приводит движок потенциометра 31 в нулевое положение. Затем |реле 38 и муфта 30 отключаются и включаются реле 29 и муфта 27, и движок потенциометра 26 приводится аналогичным образом в нулевое положение, после чего реле 29 отключается, а муфта 27 остается включенной на все время работы регулятора. В момент неревода устройства на автоматическую работу командный блок 28 осуществляет автоматический сброс накопленных в режиме настройки агрегата показаний счетчика 20 и сразу начинается первый этап работы регулятора - режим измерения.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического регулирования диаметра провода в процессе его изолирования, содержащее датчик отклонения диаметра, датчик скорости и интегратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено блоком произведения, входы которого подключены к упомянутым датчикам, а выход - к интегр а тор у.
