Самонастраивающаяся система управления диаметром и влажностью жил на бумагомассных машинах

Самонастраивающаяся система управления диаметром и влажностью жил на бумагомассных машинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления диаметром и влажностью жил на бумагомассных машинах.. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия системы. Цель достигается тем, что в систему, содержащую канал регулирования мощности нагрева изо- |ляции жил, канал регулирования веса изоляции, канал регулирования скорости движения жил, введены компенсатор , блок прогнозирования и регулятор соотношения, а в каждый канал регулирования - модель объекта управления , блок деления и блок умножения . 8 з.п.ф-лы, 16 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 С 05 D 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И 01НРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4075715/24-24 (22) 11.06.86 (46) 28.02.89. Бюл. М 8 (75) С.А. Кижаев (53) 62-50 (088.8) (56) Кабели и провода, т.2. Под ред. В.А. Привезенцева и Д.Л. Шарле, M. — Ë.: Госэнергоиздат, 1962, с. 263-280.

Патент США 4345962, кл. Н 01 В 3/48, 1982 (прототип). (54) САМОНАСТРАИВАИЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДИАМЕТРОМ И ВЛАЖНОСТЬЮ ЖИЛ

НА БУМАГОМАССНИХ МАШИНАХ (57) Изобретение относится к автома1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления диаметром и влажностью жил на бумагомассных машинах.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы.

На фиг.1 приведена блок-схема системы управления; на фиг.2 — блоксхема первой модели объекта управления; на фиг.3 — блок-схема второй модели объекта управления;на фиг.4— блок-схема третьей модели объекта управления; на фиг.5 — блок-схема блока прогнозирования; на фиг.6— блок-схема блока регулирования мощности нагрева изоляции жил; на фиг.7 — блок-схема блока регулирова ния веса изоляции жил; на фиг.8— блок-схема блока регулирования ско„„Я0„„1462275 А1 тическому управлению и может быть использовано для управления диаметром и влажностью жил на бумагомассных машинах. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия системы, Цель достигается тем, что в систему, содержащую канал регулирования мощности нагрева изо ляции жил, канал регулирования веса изоляции, канал регулирования скорости движения жил, введены компенсатор, блок прогнозирования и регулятор соотношения, а в каждый канал регулирования — модель объекта управления, блок деления и блок умножения. 8 з.п.ф-лы, 16 ил.

2 рости изолирования жил на фиг.9блок-схема датчика веса изоляции, на фиг.10 — датчик влажности на фиг.11 — блок-схема блока обработки информации датчика влажности, на фиг. 12 — зависимость влажности W от температуры Т печи для разных скоростей, на фиг. 13 — зависимость влажности W от числа и изолируемых жил для разных температур Т; на фиг.14 — зависимость влажности W от скорости изолирования при разных температурах Т;на фнг .15 — зависимость влажности W от диаметра D npu разных температурах Т, на фиг.16 блок-схема коммутатора.

Блок-схема системы содержит блок

1 регулирования мощности нагрева изоляции жил, объект 2 управления— печь сушки, датчик 3 влажности, pery. з 146 лятор 4 влажности, датчик 5 мощности нагрева, блок 6 регулирования веса изоляции, датчик 7 диаметра и числа изолируемых жил, регулятор 8 диаметра, датчик 9 веса изоляции, блок

10 регулирования скорости изолирования, датчик 1 1 скорости изолирования, первую модель 12 объекта управления, блок 13 деления, блок 14 умножения, вторую модель 15 объекта управления, блок 16 деления, блок 17 умножения, третью модель 18 объекта управления, блок 19 деления, блок 20 умножения, блок 21 прогнозирования, регулятор, 22 соотношения и компенсатор 23 (фиг.1).

Первая модель объекта управления содержит сумматор 24, апериодичес" кое звено 25, блок 26 регулируемого . запаздывания и источник 27 эталонного напряжения (фиг.2).

Вторая модель объекта управления содержит блок 28 деления, сумматор

29, блок 30 извлечения квадратного корня., дифференциатор 3 1, квадратор 32 и источник 33 эталонного напряжения (фиг.3).

Третья модель объекта управления содержит блок 34 деления, сумматор

35, блок 36 регулируемого запаздывания и источник 37 эталонного напряжения (фиг.4).

Блок прогнозирования содержит первый квадратор 38, первый сумматор

39, блок 40 умножения, второй квадратор 41, второй сумматор 42, источник 43 эталонного напряжения (фиг.5).

Блок регулирования мощности нагрева изоляции жил содержит регулятор

44 мощности, регулятор 45 напряжения, регулятор 46 тока, тиристорный источник.47 напряжения, трансформатор

48, датчик 49 тока, датчик 50 напряжения и источник- 51 эталонного напряжения (фиг.б).

Блок регулирования веса изоляции содержит регулятор 52 веса изоляции, регулятор 53 концентрации, регулятор

В

54 расхода, релейный электропривод

55, многооборотную задвижку 56,сетчатый барабан 57, мокрые сукна 58, гладильное устройство 59, датчик 60 положения задвижки, датчик 61 расхода массы, датчик 62 концентрации и источник 63 эталонного напряжения (фиг.7).

Блок регулирования скорости изолирования жил содержит регулятор 64

4 скорости, регулятор 65 тока, тиристорный источник 66, электродвигатель

67, механизм 68 протяжки, датчик 69 тока якоря и источник 70 эталонного напряжения (фиг.8)..

Датчик веса изоляции содержит первый блок 71 умножения, второй блок 72 умножения, блок 73 деления и источник 74 эталонного напряжения (фиг.9) .

Датчик влажности содержит сумматор 75, коммутатор 76, блок 77 обработки информации, генератор 78 сиг15 налов (фиг.10).

Блок обработки информации содержит первый усилитель 79, первый аналого-цифровой преобразователь 80, первый цифровой сумматор 81, цифро20 аналоговый делитель 82 напряжения, элемент 83 памяти, второй усилитель

84, второй аналого-цифровой преобразователь 85, второй цифровой сумматор 86 и элемент И 87 (фиг.11).

25 Чувствительные элементы 88„-88 „ датчика влажности представлены на фиг.10.

Коммутатор содержит блок 89 управления ключевыми элементами, первый

30 блок 90 ключевых элементов, второй блок 91 ключевых элементов, третий блок 92 ключевых элементов и четвертый блок 93 ключевых элементов (фиг ° 16) .

На фиг.2 приведен масштабирующий

35 усилитель 94, а на фиг.3 представлен блок регулируемого запаздывания 95.

Система работает следующим обра40 зом.

Вначале через объект 2 управления жилы не пропускаются, т.е. на выходе блока 10 скорость движения жил

/ равна О. При этом включается в рабо4 ту блок 1, в котором с, помощью блока

51 устанавливается максймальная мощность эа счет отсутствия сигнала, пропорционального скорости движения жил от датчика 11 . Происходит быстрый разогрев печи объекта 2 до максимальной температуры. Затем блок 6 регулирования веса изоляции настраивается на величину максимального веса изоляции с помощью блока 63,кото55 pbw устанавливаются угол откРытия задвижки 56 и величина веса изоляции при движущихся милах. Это происхоI дит за счет отсутствия сигнала от датчика 11 на входе датчика 9 веса

1462275 изоляции . По трубам в с етчатый барабан 58 блока 6 поступает с .определенным расходом масса определенной концентрации.

Затем запускают блок 10 регулирования скорости движения жил. При этом сигналом датчика 11 устанавливаются требуемые мощность печи в блоке 1 и вес изоляции в блоке 6.

На выходе объекта 2 появляются жилы, изолированные целлюлозно-бумажной массой с диаметром по изоляции и влажностью, близкими к требуемым.

Точная установка и стабилизация заданных диаметров изоляции и ее влажности производятся с помощью трех контуров, включающих регуляторы 4 влажности, диаметра 8 и соотношения

22 диаметра и влажности, датчики влажности 3, диаметра 7 и блок 21 прогнозирования.

При изменении влажности изоляции жил относительно заданной на выходе регулятора 4 влажности возникает сигнал рассогласования, который через блок 14 умножения воздействует на блок 1. Если еще меняются характеристики объекта 2 по этому каналу управления, а сигналы на входе модели 12 и на втором входе объекта 2 не меняются, то производится дополнительная отработка с помощью блока

13 деления, в котором сравниваются неизменный в этом случае сигнал с выхода модели 12 и изменяющийся сигнал с выхода датчика 3 влажности.

Блок 13 деления фактически меняет коэффициент передачи блока 14, корректируя выход блока 1 таким образом, чтобы компенсировать изменение характеристик объекта 2 по этому каналу управления.

Таким образом, модель, блок деления и блок умножения обеспечивают в каждом канале эффект самонастройки. Аналогичные явления возникают и во втором канале регулирования, содержащем блок 6, объект 2, датчик

7 диаметра и числа изолируемых жил, регулятор 8 диаметра, вторую модель

15, блок 16 деления и блок 17 умножения. Компенсация контура регулирования диаметра на контур регулирования влажности осуществляется ком- . пенсатором 23, так как это влияние значительное и описывается квадратичной зависимостью. В третьем канале регулирования блок 21 прогно40

1. Самонастраивающаяся система управления диаметром и. влажностью жил на бумагомассных машинах, содержащая канал регулирования мощности нагрева изоляции жил, включающий последовательно соединенные блок регулирования мощности нагрева, объект управления, датчик. влажности и регулятор влажности, второй вход которого связан с выходом задатчика, а также датчик мощности нагрева, первый вход которого соединен с вторым выходом блока регулирования мощности нагрева, второй вход — с третьим выходом блока регулирования мощности нагрева, а выход — с первым входом блока регулирования мощности нагрева, канал регулирования массы

5

35 зирования определяет фактически по соотношению диаметра изоляции и влажности скорость, необходимую для изолирования в данньп момент времени. Эта скорость определяется в модели 18.

При неравенстве напряжения на выходе блока 21 прогнозирования напряжению на выходе модели 18 коэффициент передачи йлока 19 деления становится отличным от единицы, что приводит к изменению сигнала регулятора 22 соотношения, прошедшего через блок 20 умножения и воздействующего на блок 10 ° Это позволяет менять "мягко", "жестко" или "нормально линейную скорость изолировапия, обеспечивая эффективную работу всей системы путем изменения коэффициента передачи третьего канала регулирования на разных диапазонах скорости изолирования жил.

При этом на малых скоростях изолирования коэффициент передачи блока 19 деления становится больше единицы. При средней скорости изолирования он равен единице. При уменьшении скорости изолирования вьппе средней коэффициент передачи блока

19 уменьшается. Одновременно с изменением скорости изолирования постоян. ные времени моделей 15 и 18 меняются, что обеспечивает подстройку постоянных времени запаздывания моделей поц реальные величины времени запаздывания объекта 2 по каждому каналу регулирования.

Формула изобретения I 4á 2275 8

50 изоляции, включающий блок регулирования массы изоляции, первый выход которого соединен с вторым входом объекта управления, последовательно

5 соединенные датчик диаметра и числа изолируемых жил и регулятор диаметра, второй вход которого связан с выходом задатчика, и датчик массы .изоляции, первый вход которого соединен 10 с вторым выходом блока. регулирования

Массы изоляции, второй вход — с третьим выходом блока регулирования ассы изоляции, а выход — с первым

Ьходом блока регулирования массы 15 изоляции, и канал регулирования скорости двщкения жил, включающий блок регулирования скорости движения жил, Первый выход которого соединен с третьим входом объекта управления, 20

Й датчик скорости изолирования, вход которого подключен к второму выходу блока регулирования скорости движе-! ния жил, а вькод — к первому входу

I блока регулирования скорости движе- 25 ния жил, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, она содер жит компенсатор, последовательно сое диненные блок прогнозирования и регу- 30 лятор соотношения, а в каждом канале регулирования — последовательно соединенные модель объекта управления, блок деления и блок умножения, Ричем s канале регулирования MomHoc 35 ти нагрева изоляции жил первый вход первой модели объекта управления подключен к выходу датчика мощности нагрева, второй вход соединен с выходом датчика скорости изолирования, с вторым входом датчика влажности и вторым входом блока регулирования мощности нагрева, второй вход блока деления подключен к выходу датчика влажности и к первому входу блока прогнозирования, второй вход блока умножения подключен к выходу регулятора влажности, а выход - к третьему входу блока регулирования мощности нагрева, в канале регулирования массы изолйции первый вход второй модели объекта управления подключен к выходу датчика массы изоляции, второй вход второй модели объекта управления соединен с выходом датчика ско55 рости изолирования и с третьим входом датчика массы изоляции, второй вход блока деления подключен к выходу датчика диаметра и числа изолируемых жил и второму входу блока прогнозирования, второй вход блоКа умножения соединен с выходом регулятора диаметра и входом компенсатора, а выход блока умножения подключен к второму входу блока регулирования массы изоляции, в канале регулирования скорости движения жил вход третьей модели объекта управления подключен к выходу датчика скорости изолирования, второй вход блока деления связан с выходом блока прогнозирования, выход блока умножения соединен с вторым входом блока регулирования скорости движения жил, а. второй вход — с выходом регулятора соотношения, второй и третий входы которого подключены к вторым входам соответственно регулятора влажности и регулятора диаметра, второй выход датчика диаметра и числа изолируемых жил соединен с третьим входом блока регулирования массы изоляции, а выход компенсатора подключен к третьему входу регулятора влажности.

2. Система управлений по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что первая модель объекта управления содержит источник эталонного напряжения и последовательно соединенные масштабирующий усилитель, сумматор, апериодическое звено и блок регулируемого запаздывания, выход которого подключен к выходу модели, а второй входк второму входу модели, первый вход которой соединен с входом масштабирующего усилителя, причем второй вход сумматора связан с выходом источника эталонного напряжения.

3. Система управления по п,1,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что вторая модель объекта управления содержит последовательно соединенные источник эталонного напряжения и квадратор и последовательно соединенные блок деления, сумматор,, блок извлечения квадратного корня, ди44еренциатор и блок регулируемого запаздывания,вто-, рой вход которого подключен к второму входу модели, а выход - к выходу модели, первый вход блока деления соединен с первья входом модели,второй выход источника эталонного напряжения подключен к второму входу блока деления, а выход квадратора подключен к второму входу сумматора.

4. Система управления по а. 1 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что третья

14622 модель объекта управления содержит источник эталонного напряжения и последовательно соединенные блок деления, сумматор и блок регулируемого запаздывания, выход которого связан с выходом модели, первый выход источника эталонного напряжения подключен к второму входу блока деления, а второй выход — к второму входу сум- 10 матора, причем вход блока деления соединен с входом модели.

5. Система управления по п.1,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блок прогнозирования содержит последовательно соединенные первый квадратор, первый сумматор и блок умножения,а также второй квадратор и последовательно соединенные источник эталонного напряжения и второй сумматор, второй вход которого подключен к второму входу блока, выход которого соединен с выходом блока умножения, связанного вторым входом с выходом второго сумматора, второй выход ис- . 25 точника эталонного напряжения соединен с входом второго квадратора,подключенного выходом к второму входу первого сумматора, причем вход перного квадратора связан с входом бло- у) ка.

6. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что датчик влажности содержит генератор сигналов, источник задающего сигнала, п чувствительных элементов и последовательно соединенные сумматор, коммутатор и блок обработки информации, выход которого подключен к выходу датчика, первый и второй выхо-. 4О ды генератора сигналов подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, первые входы чувствительных элементов соединены с соответствующими первыми входами датчика, выходы — с соответствующими четвертыми входами коммутатора, а вторые и третьи входы — с соответствующими вторыми и третьими выходами коммутатора, первый вход суммато75 ра подключен к второму входу датчика, а второй вход — к источнику задающего сигнала.

7. Система управления по п.б,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блок обработки информации содержит элемент И, последовательно соединенные первый усилитель, первЫ аналогоцифровой преобразователь, первый цифровой сумматор, цифроаналоговый делитель напряжения и элемент памяти, а также последовательно соединенные второй усилитель, второй аналогоцифровой преобразователь и второй цифровой сумматор, первый выход которого подключен к второму входу цифроаналогового делителя напряжения, входы элемента И соединены с вторыми выходами соответственно первого и второго цифровых сумматоров, а выход подключен к второму входу элемента памяти, причем входы первого и второго усилителей подключены соответственно к первому и второму входам блока, выход которого соединен с выходом элемента памяти.

8. Система управления по п.1,о тI л и ч а ю щ а я с я тем, что датчик массы изоляции содержит источник эталонного напряжения. и последовательно соединенные первый блок умножения, второй блок умножения и блок деления, второй вход которого подключен к третьему входу датчика, а выход — к выходу датчика, выход источника эталонного напряжения подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с первым входом датчика, подключенного вторым входом к второму входу второго блока умножения.

9. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор содержит последовательно соединенные усилитель и квадратор, выход которого подключен к выходу компенсатора, соединенного вхоцом с входом усилителя.

1462275

1462275

Фце. 5

1462275

Фиг. 7

1462275

Фиг. 11

) 462275

5D т, с

I бО

0"/юм

Они

О 10 20 . 30 90 f0 ЮО 70 дд УО 100

Число ми

Фиг. 13

О 00 гОО аа по SOD ЬЮО 700 аоо т 000

Теилература зоны лечи

Фиг. 12

1462275

O

< 90 сз 30

Оа с

80 Ю

4g

46 /зим

Тужил

0 З,ю

025 050 75 10 1М 15 1У5 г,о

Рие f5 Я иост игл Щ)РВОнных жи 3 2

0 10 20 И 00 50 бО 70

Скорость жил

0 С

10 NQf

1462275

ых, Составитель Л. Цаллагова

Техред М. Дидык Корректор Л. Пилипенко

Редактор И. Касарда ф

Заказ 710/45 Тираж 788 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101