Система автоматического управления листоформовочной машиной

Система автоматического управления листоформовочной машиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому управлению работой асбестоцементных листоформовочных машин может найти применение в промьшиенности строительных материалов и позволяет повысить точность управления. Система содержит ковшовую мешалку 1j шибер 2 подачи асбестоцементной массы в ванну, исполнительный механизм 3 регулирующего органа 4 подачи воды, исполнительный механизм 5, ванну 6, сетчатые цилиндры 7, сукно 8, форматный барабан 9, цилиндры 7, сукно 8, форматньй барабан 9, нож 10 среза с S (Л 00 о 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 0 499 А1 (д1) 4 В 28 B 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3949698/29-33 (22) 05.09.85 (46) 07.05 ° 87. Бюл. У 17 (71) Липецкое специализированное . проектно-конструкторское технологическое бюро Всесоюзного научно-производственного объединен.(я "Союзавтоматстром" (72) Н.Ф.Архипов и С.В.Кондауров (53) 666.961(088.8) (56) Автоматизированные системы управления технологическим комплексом производства листовых асбестоцементных изделий. Обзор ВНИИЭСМ, M., 1976, с. 22, 23, 32 и 33.

Авторское свидетельство СССР

1 391938, кл. В 28 В 21/00, 1971. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛИСТОФОРМОВОЧНОЙ МАШИНОЙ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению работой асбестоцементных листоформовочных машин может найти применение в промышпенности строительных материалов и позволяет повь(сить точность управления.

Система содержит ковшовую мешалку шибер 2 подачи асбестоцементной массы в ванну, исполнительный механизм

3 регулирующего органа 4 подачи воды, исполнительный механизм 5, ванну, 6, сетчатые цилиндры 7, сукно 8, форматный барабан 9, цилиндры 7, сукно 8, Я форматный барабан 9, нож 10 среза

1308 наката, свежесформованный лист 11, отводящий транспортер 12, датчик 13 толщины листа, датчик 14 толщины пленки на форматном барабане, датчик

15 числа оборотов форматного барабана, регулируемый привод 16 скорости сукна, датчик 17 скорости сукна, задатчик 18 толщины листа, элемент 19 сравнения, сумматор 20, задатчик 21 толщины листа с нижним значением допуска, задатчик 22 толщины листа с верхним значением допуска, блоки

23-25 деления, коммутаторы 26-28, блок 29 умножения, эадатчик 30 нижне499

ro граничного значения скорости, блок

3 1 умножения, эадатчик 32 верхнего граничного значения скорости, нульорганы 33 и 34, регистр 35, дешифратор 36, блок 37 умножения, блок 38 деления, элемент 39 сравнения, регулятор 40 толщины пленки, элементы 41 и 42 сравнения, задатчик 43 скорости сукна, сумматор 44, ограничители 45 и

46 нижнего и верхнего значений скорости соответственно, счетчик 47 чис-, ла обор отов форматного барабана, нул ьорган 48, блок 49 управления среза наката. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению работой асбестоцементных листоформовочных машин и может найти применение в промышленности строительных материалов. 5

Целью изобретения является повышение точности управления.

На чертеже изображена схема системы автоматического управления листоформовочной машиной. 10

Система автоматического управления состоит из ковшовой мешалки. 1, шибера 2 подачи асбестоцементной массы в ваину и связанного с ним исполнительного механизма 3, регулирующего орга-1 на 4 подачи воды и связанного с ним исполнительного механизма 5, ванн 6, сетчатых цилиндров 7, сукна 8, форматного барабана 9, ножа 10 среза наката, свежесформованного листа 11, отводящего транспортера 12, датчика

13 толщины листа на отводящем транспортере, датчика 14 толщины пленки на форматном барабане, датчика 15 числа оборотов форматного барабана, регулируемого привода 16 скорости сукна, датчика 17 скорости сукна, задатчика 18 толщины листа, элемента

19 сравнения, сумматора 20, задатчика

21 толщины листа с нижним значением допуска, задатчика 22 толщины листа с верхним значением допуска, блоков

23-25 деления, коммутаторов 26-28, блока 29 умножения, задатчнка 30 ниж него граничного значения скорости, 35 блока 31 умножения, задатчика 32 верхнего граничного значения скорости, нуль-органов 33 и 34, регистра 35, дешифратора 36, блока 37 умножения, блока 38 деления, элемента 39 сравнения, регулятора 40 толщины пленки, элементов 41 и 42 сравнения, задатчика 43 скорости сукна, сумматора 44, ограничителя 45 и 46.нижнего и верхнего значений скорости соответственно, счетчика 47 числа оборотов форматного барабана, нуль-органа 48, блока

49 управления среза наката.

Система автоматического управления работает следующим образом.

Асбестоцементная масса из ковшовой мешалки 1 подается в ванны 6. Количество подаваемой суспензии зависит от положения шибера 2, связанного с исполнительным механизмом 3.

Для получения необходимой концентрации в ваннах асбестоцементная масса разбавляется водой, поступающей через регулирующий орган 4, связанный с исполнительным механизмом 5. (Подачей воды управляет свой контур управления, не указанный на чертеже).

Отфильтрованная на сетчатых цилиндрах ? пленка передается на сукно 8 и навивается на форматный барабан 9.

Сформованный накат срезается ножом

10 и лист 11 поступает на отводящий транспортер 12.

Величина толщины пленки на формат- ном барабане измеряется датчиком 14 и поступает на элементы 39 и 41 сравнения, где сравнивается с заданными

3 130S4 значениями толщины пленки. При поступлении в ванны асбестоцементной массы технологически заданной концент рации заданные значения толщины плен ки совпадают. От элемента 41 сравнения сигнал рассогласования поступает в сумматор 44, в который подается также сигнал от элемента 42 сравнения, в котором сравниваются текущая величина скорости сукна, поступающая 1О от датчика 17 скорости сукна, и заданная величина скорости, поступающая от задатчика 43. В сумматоре 44 формируется суммарная величина отклонений толщины пленки и скорости сукна от заданных значений, т.е.

99 4

В ограничителе 46 осуществляется следующая on ер а ция:

S;,, если S щ (S, $ рн $И где $; — величина заданной скорости после ограничителя 46;

S. — величина заданной скорос108 ти после ограничителя 45 нижнего значения скорости;

$ — верхнее граничное значение скорости, поступающее от задатчика 32.

Верхнее и нижнее ограничения на скорость существуют конструктивного и технологического типа. Выбранные машинистом или те.. налогом величины ограничений заносятся в задатчики 30 и 32.

Величина отклонения текущей скорости сукна от заданного значения с элемента 42 сравнения одновременно с поступлением на сумматор 44 подается и на вход регулято1 а 40, на другой вход которого поступает величина рассогласования текущей толщины пленки и заданного значения толщины пленки от элемента 39 сравнения.

В зависимости от суммы сигналов

К1 т К с где S — текущее заданное значение 20

1 скорости сукна;

К, и К вЂ” масштабные коэффициенты, d — величина отклонения текущей толщины пленки от заданного значения;

Сформированная величина в сумматоре 44 в качестве текущего заданно- 30 го значения скорости через ограничители 45 и 46 поступает на регулируемый привод 16, который в соответ-. ствии с этой величиной изменяет скорость сукна. В ограничителе 45 ниж- 35 него значения скорости текущая заданная величина скорости сукна сравнивается с нижним граничным значением. скорости, поступающим от задатчика 30.

Ограничитель 45 осуществляет следую- 40 щую операцию:

9 "т 4 с где Q — новое положение шибера подачи массы;

К 9 и К4 — масштабные коэффициенты.

Регулятор 40 через исполнительный механизм 3 воздействует на шибер 2 подачи массы, компенсируя величину рассогласования текущей толщины пленки от заданного значения.

Быстродействие контура регулирования по скорости сукна в 4-5 раз больше быстродействия контура по массе, поэтому возмущения по толщине пленки отрабатываются контуром скорости. Одновременно в зависимости от отклонения скорости регулятор толщины пленки воздействует на шибер и через 3-4 среза происходит восстановление толщины пленки от изменения подачи массы и восстановление скорости сукна.

При резких и длительных возмущениях по концентрации асбестоцементной массы в ковшовой мешалке текущая толщина пленки также длительное время может занимать промежуто. ное значение между заданными значениями пленки

$;с у

$3м, если $1с ($3H Ф

S °

1ОМ

45 — величина заданной скорости после ограничителя 45; — величина скорости после сумматора 44;

- нижнее граничное значение скорости, поступающее от задатчика 30. где $1 он

$с

9н

Далее текущая заданная величина скорости в ограничителе 46 верхнего значения скорости сравнивается с верхним граничным значением скорости, поступающим от задатчика 32 °

1308499 на соседних числах оборотов форматного барабана, эа которые набирается накат. Заданная толщина наката регла ментируется ГОСТом и, например, для листов CB-40-1750 составляет 5,7 мм, С целью исключения перерасхода сырья для систем регулирования верхний допуск задают также 0,2 мч, т.е. толщина наката составляет 5,7,,мм.

Допустим, что,листоформовочная ма- 0 шина работает на пяти оборотах форматного барабана и происходит резкое и длительное снижение концентрации массы в ковшовой мешалке. Контур регулr лирования скорости начинает отрабаты- 1- вать это возмущение, скорость достигает нижнего ограничения и ее регулирующее воздействие на толщину пленки прекращается. При этих условиях толщина пленки может длительное время составлять 1,09-0,99 мм. Отсюда следует, что при пяти оборотах форматного барабана толщина наката меньше нижнего допуска (5,45-4,95), а при шести оборотах срез производится при

25 значениях наката выше верхнего допуска (б,54-5,94), что ведет к перерас" ходу сырья.

Если в этом случае сменить заданное значение толщины пленки, соответствующее пяти оборотам форматного барабана, на заданное значение, соответствующее шести оборотам, то появляется регулирующий ресурс по скорости и система управления стабилизи- 35 рует толщину пленки на новом заданном значении путем повышения скорости, т.е. в результате снижается перерасход сырья или выпуск брака.

При восстановлении технологически заданной концентрации массы в ковшо- вой мешалке наобходимо заменять заданное значение толщины пленки, соответствующее большему числу оборотов,, на заданное значение, соответствующее меньшему числу оборотов. Таким образом, при резком и длительном изменении концентрации массы в ковшовой мешалке необходимо менять заданное значение толщины пленки для соседних чисел оборотов форматного барабана, Эта задача в предлагаемой системе решается следующим образом.

Толщина листа на отводящем транспортере измеряется датчиком 13 и сигнал от датчика поступает на элемент

19 сравнения, где сравнивается с гостированным заданным значением толщины листа, поступающим от эадатчика

18. Величина рассогласования алгебраически суммируется в сумматоре 20 с заданным значением от задатчика 18.

Этой операцией осуществляется корректировка эаданногo значения толщины пленки по фактической толщине листа.

Далее полученная в сумматоре 20 величина поступает на блок 24 деления. Каждый делитель реализует величину, соответствующую целому числу оборотов форматного барабана. Обычно рабочими числами оборотов являются пять-семь,, но при необходимости можно увеличить набор чисел до п.

После блока делителей по каждому и-му каналу получается скорректированная заданная величина толщины пленки. Выходы каналов подаются на коммутатор 27, который выцает на свой выход заданную величину толщины пленки, соответс гвующую выбранному числу оборотов форматного барабана. В элементе 41 сравнения текущая толщина . пленки, измеряемая датчиком 14, сравнивается с заданным значением, поступающим от коммутатора 27. Величина рассогласования поступает на сумматор

44 и контур регулирования скорости стабилизирует тогпш ну пленки на заданном значении, Для замены заданного значения толщины пленки, соответствующего выбранному числу оборотов, на заданное значение, соответствующее заданному значению на соседних числах оборотов, необходимо фиксировать условия перехода э

Сеточная производительность листоформовочной машины определяется соотношением где П вЂ” сеточная производительность;

К вЂ . коэффициент, учитывающий свойства сырья и режимные параметры,  — полезная длина сетчатого циЦ линдря

d — толщина асбестоцементной пленки на форматном барабаHe

V; — скорость сукна.

Иэ анализа формулы ясно, что определяющимн переменныьж, влияющими на сеточную производительность, являются скорость сукна и толщина ппенки.

1308499

Толщина пленки и ее допуски являются гостированными величинами. Смена заданного значения толщины пленки иэза особенностей листоформовочных машин может происходить только скачко- 5 образно, а скорость сукна изменяется плавно в зависимости от отклонения текущей толщины пленки от заданного значения.

Моментом перехода с заданного зна-10 чения толщины пленки, соответствующего выбранному числу оборотов форматного барабана, на заданное значение, соответствующее соседнему числу оборотов, является условие равенства величины текущей сеточной производительности величине граничной сеточной производительности на соседнем числе оборотов форматного барабана.

Граничная сеточная производитель— ность вычисляется для перехода с заданного значения толщины пленки, соответствующего меньшему числу оборотов, на заданное значение, соответствующее большему числу, как произведение верхнего граничного значения скорости на заданное значение толщины пленки с верхним допуском, соответствующее большему числу оборотов, 30 т.е. переход с одного заданного значения толщины пленки на другое осу— ществляется при выполнении условия (п 1

Т Г6 Д «138

35 где П вЂ” текущая сеточная производит тельность;

П вЂ” граничная сеточная произвоrS дительность для замены заданного значения толщины пленки;

Ч вЂ” верхнее граничное значение скорости;

d (" — заданное значение толщины

3S 45 пленки с верхним допуском на большем числе оборотов форматног о бара бана; и — текущее число оборотов форматного барабана.

I 50

При восстановлении нормальной концентрации массы в ковшовой мешалке система управления для компенсации этого возмущения начинает увеличивать скорость сукна для стабилизации заданного значения толщины пленки на текущем числе оборотов. По мере возрастания скорости сукна текущая величина сеточной производительности также возрастает и в определенный момент времени равна граничной сеточной производительности Hà меньшем числе оборотов форматного барабана.

Граничная сеточная производительность вычисляется в этом случае как произведение нижнего граничного значения скорости на заданное значение толщины пленки с нижним допуском, соответствующим меньшему числу оборотов, т.е. (n->1

Пгн Vries d si< где П,„— граничная сеточная производит ел ь ност ь; — нижнее граничное значение скорости;

Р " 1- заданное значение толщины

3и пленки с нижним допуском на меньшем числе оборотов;

n — текущее число оборотов форматного барабана.

Фиксация условий перехода с одного заданного значения толщины пленки на другое и сам переход в предлагаемом изобретении осуществляется следующим образом.

На задатчике 21 устанавливается заданное значение толщины листа с нижним допуском (5,5 мм), а на задатчике 22 — заданное значение толщины . листа с верхним допуском (5,9 мм).

Выход задатчика 21 соединен с блоком

23 деления, а выход задатчика 22 с блоком 25 деления. Каждый блок 23 и 24 деления, также как блок 25 деления реализует величину, соответствующую целому числу оборотов форматного барабана, т.е. на выходе каждого делителя будет заданное значение толщины пленки с нижним или верхним допуском соответственно величинам задатчиков. Выходы блока 23 деления подключены на информационные входы коммутатора 26, а выходы блока 25 деления — на информационные входы коммутатора 28.

С выхода коммутатора 26 выбранная заданная величина толщины пленки с нижним допуском поступает на блок

29 умножения,,на второй вход которого подается величина нижнего граничного значения скорости от задатчика 30.

Величина произведения, получающаяся в блоке 29, является граничной сеточной производительностью для перехода с заданного значения толщины пленки, 9 130849 соответствующего текущему числу оборотов форматного барабана, на заданное значение, соответствующее меньшему числу оборотов. Вычисленная веI личина граничной сеточной производительности подается в качестве задания на первый вход нуль-органа 33.

В блоке 31 умножения вычисляется величина граничной сеточной производительности для перехода с заданного значения толщины пленки на текущем числе оборотов форматного барабана на заданное значение толщины пленки при большем числе оборотов форматного барабана путем произведения верхнего граничного значения скорости, поступающего от задатчика 32, на выходную величину, представляющую собой текущую величину заданной толщины пленки с верхним допуском ком- 20 мутатора 28. С блока 31 умножения вычисленная граничная сеточная производительность подается в качестве задания на первый вход нуль-органа 34.

В блоке 37 умножения вычисляется текущая сеточная производительность как произведение величины текущей скорости сукна, поступающей or датчика

17, на величину текущей толщины пленки, поступающей от датчика 14. Величина текущей сеточной производительности в качестве переменной подается на вторые входы нуль-органа 33 и 34. I

Если величина текущей сеточной производительности становится равной 35 граничной сеточной производительности, подаваемой в качестве задания на нуль-орган 33, на. его выходе появляется логический сигнал "О", а если текущая сеточная производительность - 40 становится равной заданному значению нуль-органа 34, на его выходе появляется логический сигнал " 1" .

Перед началом работы в регистр 35 заносят базовое число оборотов форматного барабана, соответствующее рациональному режиму работы при данных характеристиках сырья и состоя- ния оборудования.

По логическому сигналу "О" от нульоргана 33 содержимое регистра 35 уменьшается на единицу, а по логическому сигналу " 1" от нуль-органа 34 содержимое регистра 35 увеличивается

° на единицу. Новое содержимое регистра соответствует новому заданному эна чению числа оборотов форматного бара бана, 9 j0

Дешифратор 36 в соответствии с содержимым регистра 35 (т.е. кодом) подает сигналы на управляющие входы коммутаторов 26-28, которые коммутируют свои выходы с соответствующим делителем, т.е. на выход коммутаторов поступают величины заданных значений толщины пленки, соответствующие текущему заданному числу оборотов на регистре.

Одновременно новое заданное значение числа оборотов форматного барабана с регистра 35 в качестве задания поступает на нуль-орган 48, на другой вход которого подается сигнал от счетчика 47, суммирующего импульсы от датчика 15 числа оборотов форматного барабана. Как только текущее число оборотов барабана становится равным заданному, на выходе нуль-органа 48 появляется логический сигнал

"1", по которому блок 49, воздействуя на нож 10, срезает накат.

В случае, если произопшо резкое и длительное изменение концентрации массы в ковшовой мешалке, для обеспечения возвращения к рациональному режиму работы листоформовочной машины, выбранному машинистом, в блоке 38 деления устанавливается базовое число оборотов форматного барабана. Скор/ ректированная величина толщины листа с выхода сумматора 20 поступает иа блок 38 деления, на выходе которого формируется заданное значение толщины пленки для базового числа оборотов форматного барабана.

В элементе 39 сравнения текущая величина тапшины пленки от датчика 14 сравнивается с заданным значением и величина рассогласования отрабатывается регулятором 40, который изменяет подачу асбестоцементной массы путем воздействия на исполнительный механизм 3.

При понижении концентрации массы в ковшовой мешалке величина рассогласования велика и регулятор 40 полностью открывает шибер, максимально увеличивая тем самым возможную концентра цию массы в ваннах. Как только концентрация массы в ковшовой мешалке вернется к технологически заданной

4 контуры связанного регулирования скорости сукна и подачи массы выводят листоформовочную машину на рациональ н ый режим

1308499

Применение предлагаемой системы позволит уменьшить расход сырья на

1 — 1,5% и брак на 0,4-0,6%.

В качестве датчика толщины пленки и датчика толщины листа на отводящем транспортере применяются дифференциально-трансформаторные датчики, в качестве датчика скорости сукна и датчика числа оборотов форматного барабана используется бесконтактный датчик КВП-16, а в качестве блока управления срезом наката устройство типа УКН-2.

Система автоматического управления листоформовочной машиной, содержащая датчик толщины пленки, выход которого подключен к первому входу 20 первого элемента сравнения, регулятор толщины пленки, выход которого соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа подачи асбестоцементной массы, первый сумматор, пер 25 вый вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, задатчик и датчик скорости сукна, вход датчи„ка скорости сукна соединен с регулируемым приводом скорости, о т л и — 30 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления, она снабжена вторым, третьим и четвертым элементами сравнения, вторым сумматором, ограничителем верхнего значения 35 скорости, ограничителем нижнего значения скорости, задатчиком и датчиком толщины листа, задатчиком толщины листа с нижним значением допуска, задатчиком толщины листа с верхним значением допуска, тремя блоками умножения, тремя нуль-органами, регистром, дешифратором, датчиком числа оборотов форматного барабана, счетчиком числа оборотов форматного бараба45 на, четырьмя блоками деления, тремя коммутаторами, задатчиком нижнего граничного значения скорости, задатчиком верхнего граничного значения скорости и блоком управления среза наката с регулирующим органом, причем датчик числа оборотов форматного барабана подключен через счетчик числа оборотов к первому входу первого нуль55 органа, выход регистра подключен к второму входу первого нуль-органа и входу дешифратора,выход которого соединен с первыми входами коммутаторов, 1

Формула из обретения 15 остальные нхслы которых соединены с соответствующими выходами первого, второго и третьего блоков деления, входы пер ворo блока деления объединены и подключены к задатчику толщины листа с нижним значением допуска, вход четвертого блока деления и объединенные входы второго блока деления подключены к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого и второй вход второго сумматора соединены с выходом задатчика толщины листа, второй вход второго элемента сравнения подключен к датчику толщины листа, второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом первого коммутатора, выход третьего элемента сравнения подключен к второму входу первого сумматора и к первому входу регулятора толщины пленки, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом четвертого блока деления, второй вход четвертого элемента сравнения и первый вход первого блока умножения соединены с выходом датчика толщины пленки, второй вход первого блока умножения соединен с первым выходом датчика скорости сукна, второй выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком скорости сукна, выход ограничителя верхнего значения с кор ости с оеди н ен с р егулируемым приводом скорости, первый вход ограничителя верхнего значения скорости соединен с выходом ограничителя нижнего значения скорости, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход подключен к задатчику нижнего граничного значения скорости, который соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, выход второго блока умножения подключен к первому входу второго нуль-органа,. второй вход которого подключен к выходу первого блока умножения и к первому входу третьего нуль-органа, второй вход, ограничителя верхнего значения скорости соединен с первым входом третьего блока умножения, который подключен к задатчику верхнего граничного значения скорости, выход третьего коммуСоставитель Л.Шарова

Редактор И.Шулла Техред М.Ходанич

Корректор Л.Патай

Заказ 1668/15 Тираж 52, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4

13 1308499 14 татора соединен с вторым входом тре- тьего блока деления объединены и подтьего блока умножения, выход которого ключены к задатчику толщины лисподключен к второму входу третьего та с верхним значением допуска, нуль-органа, выходы второго и третье- а выход первого нуль — органа подго нуль-органов подключены к соответ- 5 ключен к блоку управления среза ствующим входам регистра, выходы тре- наката.