Устройство для автоматической опти-МизАции пРОцЕССА НАпуСКА буМАжНОйМАССы Советский патент 1981 года по МПК D21F1/06 

Изобретение относится к производству бумаги и картона и предназначен для использования в напорных ящиках с воздушной и безвоздушной подушкой, осуществляющих напуск массы на сетку бумаго- и картоноделательных машин. Известно устройство для автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы, содержащее датчик уровня, связанный с регулятором уров ня, датчик скорости сетки резистор суммарного напора, регулирующие органы на воздухопроводах и массопроводе к напорному ящику и датчик суммарного напора l . Недостаток указанного устройства автоматического регулирования соотно шения скорость массы - скорость сет ки заключается в принципе работы, предполагающем такой процесс напуска массы на сетку, при котором скорость истечения массы через напускную щель постоянна, а изменяется только скорость сетки. Однако известно, что скорость истечения массы практически не остается постоянной в процессе На пуска массы, а более того, изменяется значительно чаще и на большую ве личину, чем скорость сетки, что-не обеспечивает однородность полотна. Цель изобретения - повышение однородности бумажного полотна. Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет регулятор скорости сетки, блок извлечения корня, подключенный к датчику суммарного напора, элементов сравнения и задатчик коэффициента отставания скорости массы от скорости сетки, сумматоры и вычислительный блок, входы которого соединены с датчиком скорости сетки, блоком извлечения корня, выходами элементов сравнения и задатчиком коэффициента отставания, а выходы соединены с регуляторами суммарного напора и скорости сетки соответственно через сумматоры, ко входам которых подключены входы элементов сравнения. На чертеже представлена схема устройства автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы. Схема включает напорный ящик 1, смесительный насос 2, компрессор 3, регулирующий орган 4 для массы, регулирующие органы 5 и 6 для воздуха, датчик 7 уровня массы, датчик 8 суммарного напора, -датчик 9 скорости сетки, электродвигатепь 10 с регулируемым числом оборотов, корнеизвлекающий прибор 11, регулятор 12 уроння, peirynHTOp 13 скорости истечения массы, регулятор 14 скорости сетки, суммируквдие элементы 15. и 18, элементы 16 и 17 сравнения, логический вычислительный блок 19, включающий .элемент 20 сравнения/ ключи 21 и 22 множительный блок 23 и делительный блок 24, задатчик 25 соотношения ско рость истечения массы - скорость сетки, эадатчик 26 скорости истечения массы и задатчик 27 скорости сетки. Стабилизация напора массы осуществляется при помощи систем автоматического регулирования (САР), состоящей из датчика 8 суммарного напора, корнеизвлекающего прибора 11, элемен та 16 сравнения, суммирующего элемента 15, регулятора 13 скорости исте чения массы и регулирующего органа 4 для массы стабилизация скорости сетки осуществляется САР, состоящей из датчика 9 скорости сетки, элемента 1 сравнения, суммирующего элемента 18, регулятора 14 скорости сетки и элект родвигателя 10 с регулируемым числом оборотов. Для пояснения принципа действия предлагаемого устройства автоматичес кой оптимизации процесса напуска мас сы рё ссмотрим математические зависимости, лежащие в основе его построения. Для изменения либо скорости истечения массы в зависимости от измене, ния скорости сетки, либо скорости се ки в зависимости от изменения скорос ти истечения массы служит логический блок, срабатывающий в зависимости от величины.и знака отклонения указанных регулируемых величин. Причем ввод сигнсша, характеризующего скорость сетки, в автоматическую систему регулирования скорости истечения массы осуществляется тогда, .когда скорость сетки больше или меньше,.че скорость истечения массы, а отклонение текущей скорости истечения массы от Зсщанного значения меньше или больше отклонения текущей скорости сетки от заданного значения УС V,, но Д Уд i ivVc (1 ) Ввод сигнала, характеризующий ско рость истечения массы, в автоматичес кую систему регулирования скорости сетки осуществляется тогда, когда скорость истечения массы больше или меньше скорости сетки, но отклонение скорости сетки от заданного значения меньше или больше отклонения скорости истечения массы от заданного значения. , но , (2) где V и V - соответственно, текуща скорость истечения мас сы и скорость сетки; , - отклонение текущей ско рости сетки и текущей скорости истечения мас сы от заданных значени .В силу этого логический блок, упзвлях аий двумя системсми, не равноначен элементу сравнения текущей и аданной величин, что имеет место при остроении систем автоматического Регулирования (САР) и сигнал, исходя ий из логического блока, поступает в укаэанв : системы минуя соответствукщие злеманты сравнения - САР скорости истечения массы и САР скорости сетки. Заданный коэффициент отставания )6 истечения массы V от скорости сетки Vc выражается формулой et V°/Vg , (3) В приращениях выражение (3) имеет вид Anfo УС-&УМ - Ум-АУе /J.4 о- ---({/а)&и) илййос- -М- (5) с с Так как цепь оптимизации состоит в том, чтобы Aot О, то uVftj «et&Vc при vS Const (6) AVc при VS. Const (7) Следовательно, при изменении скорости сетки на величину дУр скорость истечения массы должна измениться на величину ( дУр . Наоборот, при изменении скорости истечения массы на величину д V(, величина скорости сетки изменяется на величину А УМДля вычисления указанных в выражениях (6) и (7) приращений служат множительный блок 23 и делительный блок 24. Сигналы на эти блоки поступают от элементов 16 и 17 сравнения, а выходы из них, проходя соответствукяцие КЛИЧИ 21 и 22 управления поступают в суммирующие элементы 15 и 18. Закон срабатывания ключа 21 определяется выражением (2), а закон срабатывания ключа 22 - выражением (1). В процессе работы устройства, когда в элемент 20 сравнения поступают текущие значения скорости истечения массы и скорости сетки, а также отклонения их от заданных значений, возможно несколько вариантов работы устройства. Пусть скорость сетки уменьшается по сравнению с ее заданным значением, а скорость истечения массы соответствует заданному эначению, т.е. УМ УМ; ( ОВ этом случае САР скорости сетки будет отрабатывать величину рассогласования в сторону увеличения скорости сетки. В то же время этот же сигнал рассогласования с элемента сравнения поступает в множительный блок 23, где в соответствии с выргикением (6) происходит вычисление того значения скорости истечения массы, которое должно соответствовать изменившейся скорости сетки. Для подачи вычисленного значения скорости истечения массы через ключ 21 необходимо, чтобы он был открыт. Так какдУр имеет отрицательно значение, согласно условия задачи, а lf О , то согласно формулы (2) Уг -t VM, а . Следовательно, ключ 21 открыт, в силу этого сигнал от множительного блока поступает в суммирующий элемент 15, а затем и на регулятор суммарного на пора 13, который уменьшает подачу массы, а значит и скорость ее истечения через напускную щель. Следует отметить, что положение ключа 22 в этот момент времени не имеет значения, так как выходной сигнал в делительном блоке 24 отсутствует, ввиду отсутствия выходного сигнала на его входе. Пусть скорость сетки уменьшается по сравнению с ее заданным значением а скорость истечения массы соответст вует заданному значению, т.е. - ; uVf.AVvi О- В этом слуМ А 1 Д чае САР скорости сетки отрабатывает величину рассогласования в сторону уменьшения скорости сетки. В то же время этот сигнал рассс гласования с элемента 17 сравнения поступает в множительный блок 23. Так как по условию задачи Vc V , а & , О, тО согласно формул (1) и (2) ключи 21 и 22 будут открыты. Следовател но, сигнал с элемента 17 сравнения поступает в множительный блок 23, где в соответствии с выражением (6) вычисляется то значение приращения скорости истечения массы д V, которое необходимо подать на регулятор сукмарного напора 18 через суммирующий элемент 15 с целью увеличения скорости Истечения массы, равной по величине изменившейся скорости сетки Хотя ключ 22 тоже , но ввиду отсутствия выходного сигнала в делительном блоке 24 (отсутствует выходной сигнал на элементе 16 сравнения) в суммирующий элемент 18 ничего не поступает. Пусть скорость истечения массы по сравнению с ее заданным значением уменьшается, а скорость сетки способ ствует ее заданному значению.. В этом случае Vg. vg , а 0. следовательно, ключи 21 и 22 от . Сигнал рассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24, где в соответствии с выражением (7) вычисляется соответ ствукицее приращение скорости сетки. из делительного блока 24 выходной ригнал через-ключ 22 поступает в сум мирующий элемент 18., а из него - на регулятор 14 скорости сетки, которялй своим регулирующим воздействием умен шает скорость сеткн таким образом, чтобы она соответствовала изменившей ся скорости истечения массы. Хотя ключ 21 тоже открыт, но ввиду отсутствия выходного сигнала на элементе 17 сравнения, выходной сигнгш в множительном блоке 23 отсутствует. Пусть скорость истечения массы .по сравнению с ее заданным значением увеличивается, а скорость сеткн равна ее заданному значению. Согласно усло ВИЙ (1) и (2) ключи 21 и 22 открываются . В этом случае Уд /Д; Уд V®; Ь. - Следовательно, сигнал рассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24, где в соответствии с выражением (7) вычисляется соответствующее прирздение скорости сетки, равное по величине изменившейся скорости истечения массы. Из делительного блока 24 выходной сигнал через ключ 22 поступает в суммируюций элемент 18, а из него на регулятор 14 скорюсти сетки, который своим регулирующим воздействием увеличивает скорость сетки таким образом, чтобы она соответствовала изменившейся скорости истечения массы. Выходной сигнал множительного блока 23 не может оказать соответствующего воздействия на регулятор 13 суммарного напора ввиду отсутствия сигнала на выходе элемента 17 сравнения. Пусть скорость истечения массы и скорость сетки равны заданным значениям, т.е. VM, VM; Vc Vg; &VM 0. В этом случае выходные сигналы в множительном блоке 23 и делительном блоке 24 отсутствуют ввиду отсутствия выходных сигналов на элементах 16 и 17 сравнения. Однако такое состояние предлагаемого устройст-ва возможно только,в случае идентичности динамических характеристик составляющих его снстем, что маловероятно. Пусть скорость сетки и скорость истечения массы уменьшаются одновременно на равные величины, т.е. пусть uV, где UV-- некоторая величина, характеризующая либо увеличение, либо уменьшение скорости. Изменение коэффициента отставания (опережения) скорости истечения массы от скорости сетки может быть в общем случае записано как Л VM -06 Л Vc С/V Ангшизируя вырах ение 8) замечаем, что если коэффициент об 1, то любые изменения скорости сетки, равные изменениям скорости истечения массы, не могут отразиться на изменении заданного значения коэффициентаoi . Например, если V 100 и УС 100, то oi 1. Если &V uVj. - дУ 10, то ДУ ПО.и Vc-fAVc ПО, следовательно тоже od 1. Аналогичный вывод можно сделать исходя из формулы (8) : 1 - об 1 - 1 О, слеовательно, лю.бые изменения Д V не