Система управления процессом термообработки синтетического волокна Советский патент 1981 года по МПК D01D5/00 

Изобретение относится к области производства химических волокон, преимущественно синтетических, и мо- жет быть использовано при получении полиамидных, полиэфирных и других химических волокон, формируемых термопластические способом. По основному авт. св. № 731419 известна система управления процессом термообработки синтетического волокна, содержащая терморегулятор плавиль ного устройства с нагревательным элементом, регуляторы скорости электроприводов дозируницих насосов и наюзточных устройств с устройствами ввода задания, связанными своими аналоговыми выходами с одними из входов соответствующих регуляторов скорости источник эталонной частоты, измерители фазового рассогласования частот, преобразователи аналог-код, сумматоры и датчики частоты вращения приводов дозирующих насосов и намоточных устройств, каждый из которых своим аиалоговым выходам связан с вторым входом соответствующего регулятора скорости, а своим дискретным входом - с одним из входов соответствующего делителя частоты, другие входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих сумматоров, одни из входов которых связаны с соответствующими устройствами ввода задания, а другие входы посредством соответствующих преобразователей аналог-код соединены с выходом терморегулятора, причем, входы источника эталонной частоты соединены с одним из входов соответствующих измерителей фазового рассогласования частот, вторые входы каждого из которых связаны с выходами соответствуАщих делителей частоты, а выходы - с третьими управляющими входами соответствующих регуляторов скорости электроприводов дозирующих насосов и намоточных устройств, В процессе формования синтетического волокна и наработки паковок в 3 производственных условиях по тем или иным причинам возникает необходимость в изменении скоростных режимов дозирующих насосов. Сделать это без заметного нарушения технологического процесса получения синтетического волокна можно путем одновременного изменения с сохранением прежнего соотношения кодов в устройствах ввода задания и соответствз щем выборе параметров настройки регуляторов скорости и других элементов электроприводов дозирующих насосов и намоточны устройств. Выполнить это при использ вании системы управления процессом термообработки синтетического волокна практически невозможно, так ка при ручном изменении кодов в устройствах ввода задания достаточно трудно сохранить согласованность работы дозируницих насосов .и намоточных устрййств и получить в переходных режимах этих устройств высококачественное волокно. Цель изобретения - повышение эффективности управления. Поставленная цель достигается тем что система управления термообработкой синтетического волокна дополнительно имеет два преобразовател|я код напряжение, два регистра памяти, две схемы совпадения и блок управления, причем выход последнего соединен с управлянхцими входами схем совпадения а выход каждой из которых соединен с одним из входов соответствующего сум матора посредством соответствующего блока памяти, причем выход каждого из сумматоров соединен со входом соответствующего преобразователя код напряжение, а выход каждого из них соединен с аналоговым входом соответ ствующего измерителя фазового рассогласования частот и с аналоговым вхо дом соответствующего регулятора скорости. На чертеже представлена струк-турнай схема предлагаемой системы; управления. Основными элементами ее являются терморегулятор I плавильного устройства с нагревательным элементом 2, электроприводы 3 дозирующих насосов А и намоточных устройств 5 с регуляторами 6 частоты вращения (скорости) И устройствами 7 ввода задания, источник 8 эталонной частоты, управляемые делители 9 частоты, измерители 10 фазового рассогласования час7тот, преобразователи аналог-код П, сумматоры 12, регистры 13 памяти,схема 14 совпадения, блок 15 управления, преобразователи код-напряжение I6 и тахометрические датчики 17 электроприводов дозирующих насосов и намоточных устройств с аналоговыми и дискретными выходами. Перечисленные элементы соединены между собой следующим образом. Тахометрические датчики 17 связаны свои- . ми дискретными выходами с одними из входов соответствующих делителей частоты 9, другие входы которых соединеил с выходами соответствующих сумматоров 12, одни из входов которьи соединены через последовательно соединенные регистры памяти 13 и схекы совпадения 14 с выходами соответствующих устройств 7 ввода задания, а другие входы посредством соответствующих преобразователей аналог-код , 1I соединены с выходом терморегулятора I, причем выходы источника эталонной частоты 8 соединены с одним из дискретных входов соответствующих измерителей 10 фазового рассогласования частот. вторые дискретные входы каждого из которых связаны с выходами соответствующих делителей 9 частоты, третьи аналоговые входы - с преобразователями код-напряжение 16, а выходы через регуляторы 3 частоты вращения, связанные своими еще двумя управляющими входами с аналоговыми выводами соответствзтлцих преобразователей код-напряжение 16 и тахометрическими датчиками 17, с управляющими входами электроприводов 3, соединенных кинематически своими выходными валами соответственно с дозирзтощаът насосами 4 и намоточными устройствами 5, а также с входами своих тахометрических датчиков 17. Усовершенствованная система управления работает следующим образом. При подаче напряжения питания на все элементы системы управления производят задание температурного реасима плавильного устройства и скоростных режимов дозируюв нх насосов и намоточных устройств. Первое осзтцествляется с помощью терморегулятора 1 и нагревательного элемента 2, а второе с помощью электроприводов 3 и их элементов управления. Заданный уровень частот вращения электроприводов 3 без учета коррекции по отклонению температуры расплава полимера устанавливают с помощью устройств 7 ввода задания путем набора на них соответствующих кодов, которые затем преобра- зуются в электрические кодовые сигналы на их вькодах, готовящие схемы 14 совпадения для передачи информаци с устройств 7 ввода задания на регистры 13 памяти. Последнее достигае ся путем подачи с одного из выходов блока 15 управления на управляницие входы схем 14 совпадения стробирующе го (разрешающего передачу) сигнала. Переданные на регистры 13 памяти ко довые сигналы с их выходов подаются на одни из входов сумматоров 12, а на другие их входы поступают кодовые сигналы с соответствующих выходов преобразователей аналог-код, связанных своими входами с одними из выходов терморегулятора 1. В результате этого на выходе каждого сумматора 12 появляется кодовый сигнал , равньш алгебраической сумме входных сигналов. Они устанавливают делители частоты 9 при отсутствии отклонения температуры расплава полимера относительно своего заданного значения и наличии вследствие этого нулевых сигналов на выходе преобразователей аналог-код П в состояния, соответст вующие заданным с помощью устройств 7 ввода задания уровня частоты враще ния электроприводов 3 дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5. При наличии отклонения температуры расплава полимера относительно св его заданного значения на выходе тер морегулятора 1 и входах преобразоваталей аналог-код 11 появятся электри ческие сигналы, которые преобразуются в дискретные электрические сигнал пропорциональные как указанному отклонению температуры, так и частоты вращения электроприводов 3, задаваемым с помощью устройств 7 ввода задания и это приводит к появлению на. выходах сумматоров 12 и входах делителей частоты 9 новых по сравнению с предыдущим случаем значений задающих сигналов для частот вращения электро приводов 3. Последние, оставаясь в прежнем отчошении друг к другу (необ ходимом для сохранения на прежнем уровне величины линейной ппотности титра формируемых нитей) компенсирую влияние изменения температуры плавильного устройства на качественные 76 показатели (например,.на коэффициент двойного лучепреломления) волокна. Перед включением электроприводов 3 в работу- измерители 10 фазового рассогласова1шя частот и преобразователи код- напряжение 16-не подключаются к регуляторам 6 скорости. На выходах , последних поэтому напряжения равны, нулю и электроприводы 3 неподвижны, На выходах тахометрических датчиков 17, при этом, отсутствуют аналоговые : и дискретные сигналы, а источник 8 эталонной частоты генерирует их. В результате указанного состяяния частотных датчиков 17 и источника 8 эталонной часто-Ал между последовательностями их импульсов напряжения, поступающих на входы измерителей 10 фазового рассогласования частот возникает фазовое рассогласование час,тот, превышающее допустимое значение, и поэтому на выходах измерителей 10 ;фазового рассогласования частот устанавливаются (выделенные схемами ограничения фазового рассогласования частот, входящими в измерители фазового рассогласования частот) постоянные электрические напряжения. , При подключении измерителей 10 фазового рассогласования частот и преобразователей код-напряжение 16 к соответствующим регуляторам скорости 6 на выходах их появляется напряжение, отличное от нуля, и электроприводы 3начнут разгоняться. При этом, аналоговые и дискретные сигналы напряжения на выходах тахометрических датчиков 17 больше нуля. Это приведет к появлению соответствующих сигналов на управляющих входах регуляторов скорости 6 и измерителей 10 фазового рассогласования частот. Однако напряжение на выходах измерителей 10 фазового рассогласования частот останется неизменньм до тех пор, пока частоты вращения электроприводов 3 не достигнут своих заданных значений, соответствующих числовым кодам, установленным на. выходах сумматоров 12 и входах делителей частоты 9, а сигналы на выходах измерителей 10 фазового рассогласования частот, поступающие от 4acTOTte ix датчиков 17 через делители 9 частоты, не .имеют частоту следований импульсов, равную частоте импульсов, поступающих от источника 8 эталонной частоты. После достижения каждым из электроприводов заданного уровня скорости в измерителях 10 . /8 фазового рассогласования частот снимаются ограничения по максимально допустимому фазовому рассогласованию входных частотно-импульсных сигналов и на их выходах начинает изменяться электрическое напряжение в прямо пропорциональной зависимости от текущего фазового рассогласования указанных выше входных сигналов. Это приводит к втягиванию электроприводов 3 в синхронный режим работы с источником 8 эталонной частоты и между собой и к стабилизации заданных уравнений их частот вращения с высокой точностью, обусловленной в основном точностью стабилизации работы источника 8 эталонной частоты. Если в процессе формирования и намотки синтетических нитей возникает необходимость в изменении частоты вращения дозирующих насосов 4 при сохранении их синхронной (согласованной работы с намоточными устройствами 5, это достигается тем, что в устройствах 7 ввода задания устанавливают новые значения кодов, соответствующие новым желаемым скоростным режимам ука занных механизмов, при сохранении между ними прежнего соотношения, затем подают с помощью блока 15 фгправления стробирующий сигнал на схемы 14 совпадения и изменяют тем самым значения потенциальных кодов яа соответствующих регистрах 13 памяти, выходах сумматоров 12 и входах делителей 9 частоты. Последнее происходит практически одновременно на всех перечисленных элементах и приводит к изменению напряжений на выходах преобразователей код-напряжение 16 и частот следования импульсов обратной свя зи нА выходах частотных датчиков 17 и соответствующих входах измерителей 10 фазового рассогласования частот. В результате происходит изменение управляющих напряжений на входах регуля торов 6 скорости, за счет которых про исходит изменение частот вращения электроприводов Зи соответственно дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5. Указанный процесс продолжается до тех пор, пока частоты вращения электроприводов 3 не станут равньми своим новым заданным значением, соответствующим выходным кодам установленным в сумматорах 12, При надлежащем выборе параметров настройки регуляторов 6 скорости и других элементов 3 электроприводов (например, регуляторов тока, работающих в системах подчиненного регулирования тиристорного электропривода постоян- . ного тока) можно добиться того, чтобы динамические свойства электроприводов 3 дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5 были бы одинаковыми. В этом случае при одновременном изменении задающих сигналов на входах их (с сохранением прежнего соотношения) они будут в переходных режимах работать также согласованно (синхронно) друг с другом, как и в .установившихся режимах, и качественные показатели волокна при этом не изменяются. Вследствие этого исключается появление скрытого брака в вырабатываемой на прядильных машинах продукции. Необходимость введения в усовершенствованную систему управления процессом термообработки синтетического волокна таких новых элементов как преобразователи код-напряжение 16, схемы 14 совпадения, регистры 13 памяти и блок 15 управления, можно объяснить следующим образом. Линейная плотность свежесформированной на прядильных машинах синтетического волокна нитей, как известно, зависит от соотношения частот вращения электроприводов дозируюпшх насосов и намоточных устройств. Поэтому при переходе в процессе формирования синтетического волокна на новые скоростные режимы дозирукицих насосов и намоточных устройств при сохранении линейной плотности формуемых нитей необходимо изменять частоты вращения их таким образом, чтобы соотношение их осталось неизменным. При этом;:, чтобы в переходных режимах не получался скрытый брак у нитей, это делать нужно так, сохранялся режим согласованного вращения указанных механизмов. В известной системе управления достичь этого оперативно достаточно сложно, так как для этого нужно изменять коды в первом и во втором устройствах ввода задания при сохранении мезвду ними прежнего соотношения, затрачивая на то и другое определенно.е время, В предлагаемой системе управления это достигается легко, так как в этом случае можно получить новые значения кодов на соответствующих входах регистров памяти; сумматоров, делителей частоты и преобразователей код-напряжение с сохранением их прежнего соотношения, относящихся к элект роприводам дозирующих насосов и намоточных устройств практически одновременно. Последнее позволяет при соответствующей настройке элементов управления электроприводов 3 это соотношение соблюстр с достаточной точностью не только в установившихся режимах, но и в переходных режимах, и тем самым исключить возможность появления скрытого брака нитей при изменении скоростных режимов дозирующих насосов и HaMOTO4Hbik устройств во время их формования. Введение в систейу управления цифр аналоговых преобразователей код-напряжение (а точнее вьщеление в явном виде их из устройств ввода задания, исходной системы управления) обусловлено тем, что с их помощью можно формировать пропорциональные составляющие сигналов рассогласования по частб е вращения электроприводов дозирующих насосов и намоточных устройств соответственно на входах и выходах ре гуляторов скорости одновременно с изменением кодов на входах сумматоров с учетом действия преобразователей аналог-код и показать, что напряжение на выходах измерителей 0 фазового рассогласования частот должно изменят ся не только от фазового рассогласования частотно-импульсных сигналов на их дискретных входах, но и от соответ ствующих заданных с. помощью сумматоров 12 соответственно частот вращения так как только в этом случае на выходе измерителей 10 фазового рассогласования частот будут формироваться интегральные составляющие сигнапов рассогласования по частоте вращения соответствующих электроприводов. Формула изобретения Система управления процессом термообработки синтетического волокна по авт. св. № 731419, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности управления, она дополнительно имеет два преобразователя код-напряжение, два регистра памяти, две схемы совпадения и блок управления, причем выход последнего соединен с управляющими входами схем совпадения, а выход каждой из которых соединен с одним из входов соответствующего сумматора посредством соответствующего блока памяти, причем выход Чсаждого из сумматоров соединен со входом соответствующего преобразователя код-напряжение, а выход каждого из них соединен.с аналоговым входом соответствующего измерителя фазового рассогласования частот и с аналоговым входом соответствующего регулятора скорости. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторск.ое свидетельство СССР 731419, кл. D 01 D 5/00, 197,6.