Устройство для регулирования натяжения

 

Изобретение относится к устройствам управления моталками и разматывателями рулонного проката. Цель изобретения - повышение точности регулирования. УстройстГ8 во для регулирования натяжения содержит контур регулирования ЭДС двигателя 11 наматывателя с суммирующим усилителем 1, задатчиком 2 интенсивности, регулятором 5 и датчиком 6 ЭДС. Подчиненный контур тока содержит. регулятор с датчиком 10. Регулирующее воздействие вырабатывается с учетом задания натяжения от задатчика 12. Для обеспечения заданного натяжения при пуске с промежуточным значением радиуса намотки служат интегратор 15 и корректирующий элемент 17, выходной сигнал которого учитывает текущий радиус намотки . Перенастройка параметров релейного элемента 13 регулятором 14 и корректирующего элемента 17 датчиком 16 напряжения позволяет оптимизировать регулирование при смене задающего сигнала, поступающего на сумматор 18. 1 ил. i сл со ел Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

age SUnu 1 30 3 756

А1 (д1) 4 В 65 Н 77 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3738472/28-12 (22) 08.05.84 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (71) Юго-Восточное производственно-техническое предприятие по ремонту, наладке и проектированию энергетических установок предприятий черной металлургии (72) А. П. Голубь, В. Я. Смородинов, В. М. Трущенко и Г. М. Еремин (53) 621.316(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1217763, кл. В 65 Н 77/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам управления моталками и разматывателями рулонного проката. Цель изобретения — повышение точности регулирования. Устройство для регулирования натяжения содержит контур регулирования ЭДС двигателя 11 наматывателя с суммирующим усилителем 1, задатчиком 2 интенсивности, регулятором

5 и датчиком 6 ЭДС. Подчиненный контур тока содержит . регулятор с датчиком 10.

Регулирующее воздействие вырабатывается с учетом задания натяжения от задатчика

12. Для обеспечения заданного натяжения при пуске с промежуточным значением радиуса намотки служат интегратор 15 и корректирующий элемент 17, выходной сигнал которого учитывает текущий радиус намотки. Перенастройка параметров релейного элемента 13 регулятором 14 и корректирующего элемента 17 датчиком 16 напряжения позволяет оптимизировать регулирование при смене задающего сигнала, посту- Я пающего на сумматор 18. 1 ил.

1301756

Изобретение относится к устройствам автоматического управления электроприводами постоянного тока, в частности для управления моталками H разматывателями рулонного проката.

Цель изобретения — повышение точности регулирования !«утем учета текуп«его иамстра намотки.

На чертеже представлена блок схема устройства для регулирования натяжения.

Устройство содержит суммирующий усилитель 1, задатчик 2 интенсивности, промежуточный усилитель 3, контур регулирования ЭДС, состоящий из сумматора 4, регулятора 5 ЭДС, датчика 6 ЭДС, сумматора

7 и «сонтур регулирования тока, состоящий из сумматора 8, регулятора 9 тока, датчика

10 тока, связанного с объектом 11 регулированияя.

Кроме того, устройство содержит задатчик 12 натяжечия, пороговый элемент !3, регулятор !4 зоны нечувствительности порогового элемента 13 например, потенпиометр, интегратор 15, датчик 16 напряжения, корректиру«ощий узел 17 и сумматор !8.

Датчик 6 ЭДС, пороговый элемент 13, интегратор 15, сумматор 18, суммирующий усилитель 1, задатчик 2 интенсивности и промежуточный усилитель 3 соединены последователь «о. Выход промежуточного усилителя 3 подключен к первому входу сумматора 4. Элементы контуров ЭДС, тока и объекта 11 регулирования соединены в соответствии с известными взаимными связями этих контуров. Первый вход сумматора 18 соединен с входами регулятора 14, датчика

16 напряжения и выходом задатчика скорости перемотки (не показан). Выход регулятора 14 соединен с вторым входом порогового элемента 13, Выход датчика 16 напряжения соединен с входом управления корректирую«цего узла 17, вход которого подключен к выходу интегратора 15, а выход — к сумматору 8.

Выход задатчика !2 натяжения соединен с су м м а тором 8.

Устройство в режиме размотки работает следующим образом.

Сигнал задания скорости подается на входы датчика 16 напряжения, регулятора

14 зоны нечувствительности и через сумматор 18 на суммирующий усилитель 1. Величина задания определяется скоростью вращения разматывателя при максимальном диаметре рулона ленты и скоростью вращения валков сопряженного механизма. С выхода суммирующего усилителя 1 сигнал задания поступает на вход задатчика 2 интенсивности, который развертывает сигнал согласно с темпом разгона основного механизма. С выхода задатчика 2 интенсивности сигнал задания поступает на вход промежуточного усилителя 3 и далее на сумматор 4, где он складывается алгебраически с сигналом обратной связи по ЭДС, поступающим от дат10

55 чика 6 ЭДС. Результат сложения подается на вход регулятора 5 ЗДС, где он преобразуется в сигнал задания тока U-- и поступает на сумматор 8 На сумматоре 8 из этого сигнала вычитается сигнал задания тока натяжения U .-., поступаюший от задатчика 12 натяжения, и сигнал обратной связи по току 1, поступающий от датчика 10 тока. Резуль«ат вычитания подается на вход регулятора 9 тока и далее Hd объект 11 регулирования. В результате разматыватель начинает разгоняться с динамическим током, уменьшенным на величину тока натяжения, и натяжение сохраняется в течение всего разгона до заданной скорости. Причем величина динамического тока определяется только темпом разгона привода

B зависимости от массы рулона и ограничивается только максимальным рабочим током двигателя, величина которого устанавливается ограничением выхода регулятора

5 ЭДС. При условии, по линейная скорость ленты постояв««а, по мере уменьшения д««амет!>а рулона скорость вра«цения разматывателя под действием натяжения возрастает. Соответственно возрастает и сигнал датчика 6 ЭДС, так как магнитный поток двигателя постоянен. При некоторой скорости этот сигнал превышает порог зоны нечувствительности, определяемый напряжением на выходе регулятора 14. и на вход интегратора !5 поступает сигнал об уменьшении радиуса рулона. Этот сигнал с выхода интегратора 15 поступает на сумматор 18, где он складывается с сигналом задания. Результируюший сигнал через суммирующий усилитель 1, задатчик 2 интенсивности и промежуточный усилитель 3 подается на сумматор 4, где из него вычитается сигнал обратной связи по ЭДС.

Промежуточный усилитель 3 настроен так, что в установившемся режиме размотки напряжение на выходе регулятора 5 ЭДС равно нулю, т.е. !.. «d= О.

В результате íà вход сумматора 8 поступают только сигнал задания тока натяжения задатчика 12 натяжения и сигнал уменьшения радиуса рулона, который поступает через корректируюший узел !7 с выхода интегратора 15. Так как сигнал уменьшения радиуса рулона пропорционален превышению напряжения датчика 6 ЭДС над сигналом задания скорости, то уравнение моментов имеет вид

Мнат — K «(— — — ) = !

Ямзкс где К! (— — ) V -- момент коррекции на-! l тяжения, учитывающий изменение радиуса рулона, НМ.

Преобразуем это уравнение к виду

М-. i 1 р — К! (р2 р R)Ъ= Т.

1301756

Мнлт .

= — VH и R= RNw Т= — — —:

) к нАКС.

17н Мнлт (нин.

1 тс, макс )с, 1>н — — Мнит Ямим (М,

Т= М вЂ” "" — "-.

Кнлкс

Формула изобретения

2 R.нин ллкс Д

0а НдТ (! б ) 2.

41Глши дТ..., =Т.. — — — ---; мач

R нлкс

ВНИИПИ Заказ 938/22 Тираж 50l Г!оаписиое

Производственно-полиграфическое >.реаприятие, г. У,кt<>l»ä, i.: Нр»ектпая, 4

Определяем К, из условия, что при у =

Г1олученное значение К, представляем в предыдущее уравнение

Так как корректирующий узел 17 производит регулировку коэффициента К1 в соответствии с заданной линейной скоростью, то в каждом случае V= — V» поэтому уравнение для натяжения имеет видМнат 1 — — Мнат Ямим (т )—

R Я >.макс 1т

Из этого уровня видно, что при К- — = К„„„

R=R

Определяем максимальную погрешность регулирования натяжения.

Производную — „— приравниваем к нулю;

dT определяем радиус рулона, соответствующий экстремуму натяжения, и по.I v÷àå>1

Определяем максимальное натяжение

МНЯТ (1- с>) 1,

Т„- = — — — — — --(— — — + — — — ) ттЛКС О R. Нии E. МЯКС Тмакс= ((— + 1) — — а х

Миат, (1 — б)

1с- гтл 2 $ 4О

><(i — ь) — ц при 6=0,3,т Тмакс= 0,095

RMaxc .

Таким образом, погрешность регулирования не превйшает 10Я от заданного натяжения.

Если в процессе размотки происходит остановка, то сигнал уменьшения радиуса рулона сохраняется в интеграторе 15, и при повторном пуске на вход задатчика 2 интенсивности подается суммарный сигнал зада5

t0

35 0

50 ния и сигнала радиуса руло1ш. Поэтому привод разматывателя разгоняется до той скорости, которая соответствует радиусу рулона. находящемуся на разматывателе.

Первичное определение сигнала радиуса рулона производится при размоткс рулона на заправочной скорости.

При изменении линейной скорости размотки корректирующий узел 17 производит коррекцию сигнала радиуса рулона, поступающего с выхода. интегратора !5, в соответствии с сигналом задания скорости, подающегося через датчик !6 напряжения на его вход управления. Корректиру ющий узел 17 является переменным управляемым сопротивлением, величина которого зависит от напряжения управления.

Г!ри остановке или переходе на ступень с меньшей скоростью торможение привода производится в темпе задатчика 2 интенсивности с сохранением натяжения до полной остановки, так как привод тормозится моментом, равным сумме момента динамического и момента натяжения. При этом цепь регулятора 14 зоны нечувствительности снижает величину порога элемента 13 в темпе торможения привода, чтобы сохранить сигнал радиуса неизменным.

При реверсе задания на входе задатчика

2 интенсивности привод работает в режиме намотки.

Устройство для регулирования натяжения, содержащее задатчик скорости перемотки, задатчик интенсивности, промежуточный усилитель, подключенный выходом к входу контура регулирования ЭДС с датчиком ЭДС и внутренним подчиненным контуром регулирования тока, соединенным одним из входов с задатчиком натяжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем учета текущего диаметра намотки, оно снабжено суммирующим усилителем, пороговым элементом, интегратором, сумматором и регулятором зоны нечувствительности порогового элемента, подключенным выходом к управляющему входу порогового элемента, причем выход датчика Эг(С через последовательно соединенные пороговый элемент и интегратор подключен к одному из входов контура регулирования тока и к входу сумматора, второй вход которого связан с выходом задатчика скорости перемотки и входом регулятора зоны нечувствительности порогового элемента, а выход через последовательно включенные суммирующий усилитель и задатчик интенсивности — с входом промежуточного усилителя.