Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна

Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для управления намоткой бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги . Целью изобретения является повышение точности регулирования натяжения бумажного полотна при разгоне и торможении. Система содержит задатчик скорости 1 намотки , регулятор скорости 2, регулятор тока 3 приводного электродвигателя, первый преобразователь мощности 4, приводной электродвигатель 5 наката, датчик тока 6 электродвигателя, датчик скорости 7, задатчик тока 8 тормозного генератора раската, регулятор тока 9 . тормозного генератора, второй преобразователь мощности 10, тормозной генератор 11 раската, датчик тока 12 тормозного генератора, регулятор ЭДС 13 тормозного генератора, третий преобразователь мощности 14, датчик ЭДС 15 тормозного генератора. Выходы задатчика 1 и датчика скорости 7 соединены с входами регулятора скорости 2, выходы регулятора скорости 2 и датчика тока 6 соединены с входами регулятора тока 3, выход которого соединен с входом первого преобразователя мощности 4, соединенного выходом с электродвигателем 5. Выходы задатчика 8 и датчика 12 тока соединены с входами регулятора тока 9, выход которого через второй преобразователь мощности 10 соединен с якорной цепью генератора 11. Выходы датчика ЭДС 15 и датчика скорости 7 соединены с входами регулятора ЭДС 13, выход которого через третий преобразователь мощности 14 соединен с обмоткой возбуждения генератора 11. Система имеет датчик 16диаметрэ рулона, вычислитель динамического момента, запоминающий блок 18, суммирующий усилитель 19, коммутатор 20. блок формирования сигнала управления 21 и дифференцирующий усилитель 22. Выход задатчика 1 через усилитель 22 и выходы датчика 16 рулона и датчика скорости 7 соединены с входами вычислителя 17, выходом соединенного с первым входом суммирующего усилителя 19. Выход датчика тока 6 соединен с вторым входом усилителя 19 и через запоминающий блок 18с его третьим выходом, а выход усилителя 19 соединен через коммутатор 20 с входом регулятора тока 9 тормозного генератора. Выход задатчика скорости 1 через усилитель 22 соединен с входом блока 21 формирования сигнала управления, а выход блока 21 присоединен к управляющим входам запоминающего блока 18 и коммутатора 20. 3 ил. со с о ел VI ел (

СОЮЗ COBETCKI1X

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г!РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К / BTQPCÊÎÌÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653955/12 (22) 22.02.89 (46, 23.06.91. Бюл, N. 23 (71) Центрэльный научно-исследовательский институт бумаги (72) И.Д.Сапожников и С.Д.Кликунов (53) 677.074.12 (088,8) (56) Целлюлоза, бумага и картон. — Экспресс-информация: ВНИПИЭИлеспром, М,.

1986. M 14, рис. 6, с.13 — 16, {54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАМОТКОЙ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА (57) Изобретение относится к устройствам для управления намоткой бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги. Целью изобретения является повышение точности регулирования натяжения бумажного полотна при разгоне и торможении.

Система содержит задатчик скорости 1 намотки, регулятор скорости 2, регулятор тока

3 приводного электродвигателя, первый преобразователь мощности 4, приводной электродвигатель 5 наката, датчик тока 6 электродвигателя, датчик скорости 7, задатчик тока 8 тормозного генератора раската, регулятор тока 9; тормозного генератора, второй преобразователь мощности 10, тормозной генератор 11 раската, датчик тока 12 тормозного генератора, регулятор ЭДС 13 тормозного генератора, третий преобразователь мощности 14, датчик ЭДС 15 тормозного генератора, Выходы задатчика 1 и датчика скорости 7 соединены с входами. Ы„„1657561 А1 (зн5 D 21 F 7/02, В 65 Н 77/00 регулятора скорости 2, выходы регулятора скорости 2 и датчика тока б соединены с входами регулятора тока 3. выход которого соединен с входом первого преобразователя мощности 4, соединенного выходом с электродвигателем 5. Выходы задатчика 8 и датчика 12 тока соединены с входами регулятора тока 9, выход которого через второй преобразователь мощности 10 соединен с якорной цепью генератора 11. Выходы датчика ЭДС 15 и датчика скорости 7 соединены с входами регулятора ЭДС 13, выход которого через третий преобразователь мощности 14 соединен с обмоткой возбуждения генератора 11. Система имеет датчик

16 диаметра рулона, вычислитель динамического момента, запоминающий блок 18, суммирующий усилитель 19, коммутатор 20, блок формирования сигнала управления 21 и дифференцирующий усилитель 22. Выход задатчика 1 через усилитель 22 и выходы датчика 16 рулона и датчика скорости 7 соединены с входами вычислителя 17, выходом соединенного с первым входом суммирующего усилителя 19. Выход датчика тока 6 соединен с вторым входом усилителя 19 и через запоминающий блок 18 с его третьим выходом, а выход усилителя 19 соединен через коммутатор 20 с входом регулятора тока 9 тормозного генератора, Выход эадатчика скорости 1 через усилитель 22 соединен с входом блока 21 формирования сигнала управления, а выход блока 21 присоединен к управляющим входам запоминающего блока 18 и коммутатора 20. 3 ил.

1657561

Изобретение относится к устройствам для управления намоткой бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги: продольно-резательном станке, перемотном станке, суперкаландре и т.д.

Цель изобретения — повышение точности регулирования натяжения бумажного полотна при разгоне и торможении, На фиг.1 представлена схема автоматической системы управления намоткой бумажного полотна; на фиг.2 — схема вычислителя динамического момента; на фиг.3— схема блока управления коммутацией.

Система (фиг.1) содержит задатчик 1 скорости намотки, регулятор 2 скорости, регулятор 3 тока приводного электродвигателя наката, первый преобразователь 4 мощности, приводной электродвигатель 5 наката, датчик б тока электродвигателя наката, датчик 7 скорости намотки, задатчик 8 тока тормозного генератора раската, регулятор 9 тока тормозного генератора, второй преобразователь 10 мощности, тормозной генератор 11 раската, датчик 12 тока тормозного генератора, регулятор 13 ЭДС тормозного генератора, третий преобразователь 14 мощности, датчик 15 ЭДС тормг ного генератора. датчик 16 диаметра рулона на накате, вычислитель 17 динамического момента электродвигателя наката, запоминающий блок 18, суммирующий усилитель 19, коммутатор 20, блок 21 формирования сигнала управления и дифференцирующий усилитель 22.

Вычислитель 17 динамического момента (фиг.2) содержит блоки 23 — 25 перемножения и суммирующий усилитель 26. Оба входа блока 23 через второй вход вычислителя 17 присоединены к датчику 16 диаметра. Оба входа блока 24 через третий вход вычислителя 17 присоединены к датчику 7 скорости, Первый вход блока 25 и третий вход усилителя 26 через первый вход вычислителя 17 присоединены к входу дифференцирующего усилителя 22. Второй вход блока 25 присоединен к выходу блока 23, выходы блоков 25 и 24 присоединены соответственно к первому и второму входам суммирующего усилителя 26, а выход последнего соединен с выходом вычислителя 17, Алгоритм работы вычислителя динамического момента, связывающий выходной сигнал вычислителя 17 динамического момента с входными сигналами вычислителя, т.е, с выходными сигналами датчика 16 диаметра рулона на накате, датчика 7 скорости и дифференцирующего усилителя 22, определяется выражением

d

= С. — + С1 Π— + C2 V

dV 2 dV и dt

Это выражение получается в результате преобразований системы уравнений;

) ®дв.нак = (мех.нак + ) рул ) х Г дв.нак

Л 2 D . 1 Овал

2 2 — О В./

4 4 12 рг

=- K D;

1.5

V.h dr= dD;

V

Фдв.нак— - вал

20 где J — суммарный момент инерции наката, приведенный к валу электродвигателя наката, кгм; смех.нак — момент инерции механизма наката, приведенный к валу электродвигателя наката, кгмг;

Jpyn —. момент инерции рулона, приведенный к валу электродвигателя наката, г, 30

D,  — соответственно диаметр и ширина рулона бумаги на накате,м;

h, p — соответственно толщина и удельная плотность бумаги, м, кг/мэ.

V — скорость намотки полотна,м/с; а) — угловая скорость электродвигателя наката, с 1;

К, Со,C1,C2 — конструктивные параметры;

40 Dean диаметр несущих валов наката, м;

i — передаточное число редуктора, Блок 21 управления коммутацией (фиг.3) представляет собой аналоговый компаратор с двумя входами, который через выпрями45 тельный диодный мост соединен с выходом дифференцирующего усилителя. Если у компаратора Овх<0, то его Овых= Опитанна, если

Uex = О, то его Ueex = О.

Система управления намоткой бумажного полотна работает следующим образом, В начале цикла намотки станок работает на вспомогательной скорости и происходит заправка полотна с раската на накат.

Затем задатчиком тока 8 тормозного генератора раската устанавливается требуемое натяжение полотна перед накатом. При этом выходное напряжение блока 21 формирования сигнала управления равно нулю.

Коммутатор 20 отключает выход суммирующего усилителя 19 от входа регулятора 9

1657561 тока тормозного генератора, а запоминающий блок 18 работает в режиме выборки сигнала. Выходной сигнал вычислителя 17 динамического момента близок к нулю в соответствии с его входными сигналами и алгоритмом их обработки. Выходной сигнал суммирующего усилителя 19 равен нулю, так как сигналы на втором и третьем входах равны и компенсируют друг друга.

Вторым этапом является разгон станка до рабочей скорости. На этом этапе равноускоренно растет выходное напряжение эадатчика 1 скорости. На выходе дифференцирующего усилителя 22 появляется сигнал.

ОЧ вЂ” — больше нуля. о т

Блок 21 формирования сигнала управления замыкает коммутатор 20 и переводит запоминающее устройство 19 в режим запоминания выходного сигнала датчика 6 тока электродвигателя наката, При этом во время разгона станка создается замкнутый контур регулирования натяжения полотна перед накатом. В нем задаю цим сигналом является сумма сигнала or ззпоминающего yt.тройства 19, предСтавляющего статическую нагрузку привода наката, и сигнала ot вычислителя 17 динамического момен<а, необходи .oi о для разгона наката с заданным ускорением, Статическая нагрузка привода накага определяется натяжением полотна и сопротивлением трения качения рулона.

Во время разгона станка существенным переменным фактором, влияющим на нагрузку приводного элетродвигателя наката, является натяжение полотна Поэтому колебания натяжения отражаются в колебаниях тока приводного электродвигателя наката.

Измерителем для рассма-риваемого контура является датчик 6 тока приводного электродвигателя наката. Усиленная разница сигналов, поступающих на входы суммирующего усилителя 19, подается на вход регулятора 9 тока тормозного генератора.

Выходной сигнал регулятора 9 воздействует на тормозной момент генератора 11 таким образом, чтобы натяжение полотна стремилось к заданной величине, а алгебраическая сумма сигналов на входе усилителя 19 стремилась к нулю.

На третьем этапе работы станка при постоянной скорости намотки выходной сигDV нал — дифференцирующего усилителя 22

dt равен нулю, блок 21 формирования сигнала управления с помощью коммутатора 20 от ключает цепь подачи сигнала от суммирующегО усилителя 19 к регулятору 9 тока тормозного генератора и переводит эапо5

55 минающий блок 18 в режим выборки сигнала датчика 6 тока приводного электродвигателя наката. Контур регулирования тока тормозного генератора и контур регулирования ЭДС тормозного генератора на этапе намотки с постоянной скоростью обеспечивают величину момента тормозного генератора 11, пропорционзльную величине радиуса рулона на рзскзте, и тем сзл<ым обеспечивают стабильное и равное эздзнному натяжение полотна.

На четвертом этапе - этапе торможеDV ния, когда — — становится меньше нуля, dt снова вклю <зется цепь подачи корректирующего сигнзлз. учитывзющего динамический момент торможения.

Отличие работы системы на этапе торможения от работы нз этапе разгона заключается только в том, что в конце намотки из-эа увеличившегося веса рулона на накате и из-за изменения площади контакта рулона с несущими валами нзкзгз статическая нагрузка и соответственнО ток электродвигателя наката знз <и ечьно увеличиваются по сравнению с их знз <ением в начале намотки Поэтому чзсть зздзющего сигнала на входе суммирующеro усилителя 19, снимаемая с выходз эзпоминзющеro блокз 18, увеличивается.

Различная в<.ли <инз статической нзгрузки электродвигателя наката при одном и том же натяжении полотна обуславливает применение запоминающего устройства в качестве эадзтчикз в контуре регулирования натяжения. -.оздзвземого во время разгона и торможения станка.

Задзгчик 1 скорости, регулятор 2 скорости, регулятор 3 тока приводного электродвигателя нзкзтз, первый преобразователь

4 мощности, приводнои электродвигатель 5 накатз, датчик б тока электродвигателя наката, датчик 7 скорости, эздатчик тока 8 тормозного генератора. второй преобразователь 10 мои нос1и, тормозной генератор

11. дз чик 12 тока тормозного генерзтора. регулятор 13 тормозного генератора, третий преобразователь 14 мощности, датчик

15 ЭДС тормозного генератора по своим схемам аналогичны соответствующим известным элементам системы управления электропривода станка.

Суммирующий усилитель 26 выполнен таким образом, что все сигналы, подаваемые на его входы, имеют положительную полярность. Датчик 16 диаметра рулона, наматываемого на накате, выполнен в виде потенциометра, подключенного к источнику постоянного напряжения. Движок со скользящим контактом потенциометра кинемати1657561 чески связан с прижимным валом, Входящим в конструкцию станка. Этот вал прижимает наматываемый рулон к несущим валам наката, обеспечивая вращение наматы аемого рулона.

Использование системы обеспечивает точное регулирование натя.кения полотна при его намотке l1 повышение качества намотки рулонов. Кроме того, система обеспечивает повышение произнодительносги оборудования из-эа снижения обрывности бумажного рулона.

Формула изобретения

Р нтомати I!. кая сис Tpf1 упрэ Вл;ния намоткой бума:,ного полот э "одержэщая задат iliv, скоро,"..,и намотки;.; улятор скорости, регулятор тока приво .:гого элек.родвигателя наката, первый I .:îбразон3låëь мощности, приводной эгекгроднигэтел нэкат3, датчик тока принодно о злеK t p0ljf;iif3теля наката, датчик скорост«намотки, ЗаДатЧИК тОКа ТОРМОЗНОГО ГЕНЕРэтОРЭ РЭСК3та, регулятор тока тормозного генератора, второй преобразователь модности, гормозной генератор раската,,.1тчик тока тормозного генератора, рег 1ятор ЭДС тормозного генератора, третий преобрэзон,.-тель мощно "Tl, дагчик ЭДС тор»э«ого ге .ерэтоpa, дат ик диаметра nynol ll3 накате, причем выход задатчи .=. скорости намотки соед«н н с,первым взводом рР, улятора скорости, подключенного вгорым входом i Выходу датчика скорости наале 1.(и, э выходом -- к и:.:рвому входу ре. уг яторэ тока приводного электродв..гателя наката второй n;од которо о соединен с выходоM д3rчика тока приводного электродвиггпеля наката, а выход — через первый преобразователь мощнос ги с зходом приводного электродвигателя наката, выход задэтчикг тока тормоз-Iofu генератора раската подключен к первому Входу регулятора гока тормозного генератора, второй вход которого соединен с выходом датчика тока тормозного гене5 ратора,э выход — через второй преобрэзо ватель мощности с входом якорной цег,1 тормозного генератора раската, вход возбуждения которого подключен к выходу третьего преобразователя мощности, сое10 диненного входом с выходом регулятора

ЭДС тормозного генератора. подключенного первым входом к выходу датчика ЭДС тормозного генератора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности

15 регулирования натяжения бумажного полотна при разгоне и торможении, она со,;- жит Вычислитель динам«ческого Mñ "p-па электродвигателя наката, запо лин:ii..:. 4 блок, суMмi рующий усиг«Tåëü, коMìóòà-:;j), 20 блок формирования сигнала упранл .:,.:- и дифференц«рующ«й усилитель, пр« выход задатчика скорогт«на лотк«че,.:- ° дифференцирующий усилитель дополн тельно соединен с входо л блока форм«ро25 вания сигнала управления и с первы . входом вычислителя динамическо о момеi» та, второй вход которого соединен с выходом датчика диаметра рулона на накате третий Вход к Выходу дэтч«ка cvopñ «

30 намотки и входу регулятора ЭДС тормоз:,, го генератора, а выход к первому вхс, суммирующего усилителя, подключенного

f.TojjIIM входом к выходу датчика тока приводного электродвигателя наката и к инфор35 мационному выходу запоминающего блока, третьим Выходом — к выходу запоминаю его блока, а выходом — к и4 формационном, Входу коммутатора. ныход которого соединен с третьим входом регулятора тока тор40 мозного генератора. а упранляющии вход— с управляющим входом 3эпоминающего блока и Выходом блока формулирования c«fнала упранлен я.

1657561

0m дир. усилителя ож datwu a скорости

0177 00шчук0 диОМРюд0

ФИГ 5

Составитель Е.Власов

Техред M.Ìîðãåíòýë

Корректор T.Ïàëèé

Редак1ор Н.Яцола

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

Заказ 1691 Тираж 255 Подписное

В)4ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН1 СССР

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