Способ стабилизации толщины изоляции кабеля и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и йожет быть использовано при автоматизации производства кабелей в виде проводов с изолирующим покрытием. Цель изобретения - повышение точности стабилизации . Устройство содержит отдающий барабан 1, толкающий механизм 2, экструдер 3, первый -измеритель 4 диаметра кабеля, охлаждающую ванну 5, второй измеритель 6 диаметра кабеля, тянущий механизм 7, приемный барабан 8, электропривод 9 толкающего механизма, электропривод 10 экструдера, электропривод 11 тянущего механизма, вход 12 задания частоты электропривода толкателя механизма, вход 13 задания частоты электропривода экструдера, вход 14 задания частоты электропривода тянущего механизма, вход 15 коррекции тока электропривода тянущего механизсл со о го to 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 05 D 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

112

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3495589/24-24 (22} 30.09.82 (46) 07.04.87, Бюл. Ф 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу,в промьппленности, сельском хозяй) стве и на транспорте (72) Г.M.Èâàíoâ, Б.К.Никитин, А.И.Ильин, В.П.Погорелов, Б.В.Нимвицкий и Э.П.Селиванов (53) 62-50(088.8) (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и Может быть использовано при автоматизации

„.SU,, 2248 А1 производства кабелей в виде проводов с изолирующим покрытием. Цель изобретения — повьппение точности стабилизации. Устройство содержит отдающий барабан 1, толкающий механизм 2, экструдер 3, первый измеритель 4 диаметра кабеля, охлаждающую ванну 5, второй измеритель 6 диаметра кабеля, тянущий механизм 7, приемный барабан 8, электропривод 9 толкающего механизма, электропривод 10 экструдера, электропривод 11 тянущего механизма, вход 12 задания частоты электропривода толкателя механизма, вход 13 задания частоты электропривода экструдера, вход

14 задания частоты электропривода тянущего механизма, вход 15 коррекции тока электропривода тянущего механиз1302248

35 ма, управляющую микроЭВМ 16, уз ел 1 7 сопряжения с объектом управления, параллельный интерфейс 18, вход 19 прерывания управляющей микроЭВМ, узел 20 задания минимального значения диаметра кабеля, узел 21 задания режима параметров механизмов, измеритель 22

Скорости толкающего механизма, информационные входы 23-28 узла 17, аналоговые выходы 29 и 30 узла 17, входы

31 и 32 коррекции частоты электропри1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при автоматизации производства кабелей в виде проводов с изолирующим покрытием.

Цель изобретения — повьппение точности стабилизации.

Сущность изобретения состоит в создании дополнительного контура регулирования по отклонению диаметра изоляции кабеля, статистической обработке результатов измерений. величин отклонений диаметров пластичной и отвердевшей изоляции и использовании статистических данных при регулировании параметров процесса нанесения изоляции.

На фиг. 1 представлена функциональная схема кабельного агрегата с системой автоматического управления электроприводами механизмов на основе управляющей микроЭВМ; на фиг,2 структурная схема узла сопряжения управляющей микроЭВМ с кабельным агрегатом; на фиг.3 — структурная схема блока вывода аналоговой информации; на фиг.4 — схема программируемого таймера,, на фиг.5 — диаграмма циклов работы устройства; на фиг.6 временные диаграммы, поясняющие работу программируемого таймера.

На фиг. 1-4 обозначейы: отдающий барабан 1, толкающий механизм 2, экструдер 3, первый измеритель 4 диаметра кабеля, охлаждающая ванна 5, второй измеритель 6 диаметра кабеля, тянущий механизм 7, приемный барабан

8, электропривод 9 толкающего механизма, электропривод 10 экструдера, водов толкающего и экструэионного механизмов. Сущность изобретения состоит в создании дополнительного контура регулирования по отклонению диаметра кабеля, статистической обработке результатов измерений величин отклонений диаметров после экструдера и после зоны охлаждения и использовании статистических данных при регулировании параметров процесса нанесения изоляции, 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

2 электропривод 11 тянущего механизма, вход 12 задания частоты вращения электропривода толкающего механизма, вход 13 задания частоты вращения

5 электропривода экструдера, вход 14 задания частоты вращения электропривода тянущего механизма, вход 15 коррекции тока электропривода тянущего механизма, управляющая микроЭВМ 16, 10 узел 17 сопряжения с объектом управления, интерфейс 18, вход 19 прерывания управляющей микроЭВМ, узел 20 задания минимального значения диамет55 ра кабеля, узел 21 задания режима и, параметров механизмов, измеритель 22 скорости вращения электродвигателя толкающего механизма, аналоговый выход 23 узла задания минимального диаметра кабеля, выход 24 первого измерителя диаметра кабеля, выход 25 второго измерителя диаметра кабеля, задающий выход 26 узла задания минимального диаметра кабеля, задающий выход 27 узла задания режима и пара,метров механизмов, информационный вы-. выход 28 измерителя скорости вращения электродвигателя толкающего механизма, первый 29 и второй 30 аналоговые управляющие выходы узла сопряжения, входы 3 1 и 32 коррекции частоты вращения электроприводов толкающего и экструзионного механизмов, блок 33 контроля информационных и управляющих сигналов, информационный выход 34 узла сопряжения, информационный выход

35 блока контроля, первый 36 и второй

37 управляющие выходы блока контроля.

Узел 17 сопряжения с объектом управления содержит блок 38 ввода дискрет3 13022 ных пассивных сигналов, блок 39 вывода аналоговой информации, программи- руемый таймер 40, регистры 41 — 45 передачи данных узла 17, кодовый выход 46, шестой 47 и седьмой 48 инфор- мационные входы узла 17, первый 49 и второй 50 управляющие входы узла 17.

Блок 33 контроля информационных и управляющих сигналов содержит триггерный регистр 5 1, вход 52 синхрони- ip зации регистра 5 1, инверторно-усилительный регистр 53 усилителей-формирователей 54 и 55. Блок 38 ввода дискретных пассивных сигналов содержит дешифратор 56 адреса, вход 57 управления дешифратора адреса, входы

58 разрядов формирующего регистра, триггер 59, инверторы 60 и.61, формирующий регистр 62, вход 63 управления формирующего регистра, выходы 64-68 20 дешифратора адреса, входы 69-73 управления регистрами передачи данных.

Блок 39 вывода аналоговой информации содержит триггерные регистры 74 и 75, входы 76 и 77 синхронизации 25 триггерных регистров, цифроаналоговые преобразователи 78 и 79, дешифратор

80 адреса, операционные усилители

81 — 83, резисторы 84-87.

Программируемый таймер 40 содержит30 задающий генератор 88 прямоугольных импульсов, управляемый делитель 89 частоты импульсов, вход 90 начальной установки делителя 89, счетчик 91, канал 92 вывода кода временного интервала, дешифратор 93 адреса, канал

94 вывода адреса программируемого таймера, триггер 95 прерывания, триггер 96 запуска счета, инвертор 97, элемент 98 задержки, элемент И-НЕ 99 40 и инвертор 100.

На фиг. 1 также обозначены: двигатели 101, тахогенераторы 102, элементы 103 нагрузки, датчики 104 тока, тиристорные преобразователи 105, им- 45 пульсные формирователи 106, регуляторы 107 тока, регуляторы 108 скорости, сумматоры 109 и 110, задатчик 11t тока, источник 1 12 и приемник 1.13 света.

Сигналы напряжения на выходах ло- 50 гических элементов ячейки программируемого таймера (фиг.6): .U — сигнал "Вывод" — сигнал синх.Ъб ронизации вывода кода из ЭВМ;

U — сигнал Ввод — сигнал сикх- 55

38 рониэации ввода данных;

U — напряжение на инверсном выхо95 де триггера 95;

48 4

U — напряжение на инверсном выхо96 де триггера 96;

U — выходной сигнал инвертора 97;

U — выходной сигнал элемента 99;

U« — выходной сигнал инвертора 100;

U, — сигнал прерывания на выходе ячейки таймера 40; — момент прихода сигнала "BbIвод

Т вЂ” момент записи кода временного интервала Т „ в счетчик; — момент запуска счета;

7. — момент окончания отсчета вре4 менного интервала Т„; — момент принятия таймером 40 исходного состояния.

Система автоматического управления и регулирования каждого электропривода содержит аналоговую и цифровую части.

Аналоговая часть имеет в своем составе регулятор частоты вращения, регулятор тока и узел импульсно †фазового управления тиристорами, Установка заданного режима работы электроприводов толкающего 2, экструзионного 3 и тянущего 7 механизмов осуществляется путем подачи определенных значений аналоговых сигналов напряжения на входы 12 — 14 соответственно. Тянущий механизм 7 работает в режиме постоянного натяжения кабеля, что достигается работой его электропривода 1 1 в режиме поддержания неизменного тока якоря двигателя, устанавливаемого сигналом напряжения по входу 15.

Цифровая часть устройства управления электроприводами кабельного агрегата содержит оптический 4 и микрометрический 6 цифровые измерители диаметра, управляющую микроЭВМ 16, узел

17 сопряжения микроЗВМ с объектом управления, интерфейс 18 (канал связи) между управляющей ЭВМ и узлом сопряжения, вход 19 прерывания, узла задания режима 21 и минимального значения диаметра кабеля 20 и цифровой измеритель 22 скорости толкающего механизма.

Для повышения надежности функционирования экструзионного кабельного агрегата регулирование производится в отклонениях от среднего значения диаметра. Зто означает, что при отключениях системы регулирования кабельный агрегат продолжает работать нормально, но без цифровой коррекции, так как частоты вращения элект -- = 0

1 (1) 10

1 где 1„ — расстояние от дорна экструдера до оптического датчика;

U. — скорость движения кабеля, определяемая по скорости

15 электропривода толкающего механизма.

После набора массива измеренных значений диаметра D,; из N значений вычисляют первую дисперсию диаметра как разность между средним квадра20 том D, „ ; результатов измерения диаметра D; и квадратом среднего арифметического (Р „ ) этих же измерений

25 (2) к где Э, „ ; .=- (Р,-„) ;

j-I

Dc@.j N +D> 1 У =1 (3) (4) где D - i-e текущее значение изме-!.! ряемой величины диаметра, соответствующее j-й выборке, ь.=1,2,3,...,N . j=0,1,2,3,...,L.

Подсчитывают статическую ошибку

S.; как разность между фактическим средним значением диаметра D и эа40 данием предыдущего шага Р

Б„=Р.р -D q j. (5)

На начальном шаге самонастройки для j= — 0"Б; принимается равной нулю.

Полученное значение дисперсии g.

45 используется для вычисления слагаемого уставки ьР„ среднего диаметра изоляции по заданной вероятности f не — выхода за пределы меньше минимального значения диаметра D „„. Эта вероят50 ность равна функции Лапласа

5 130224 роприводов толкающего и экструзионного механизмов по входам 12 и 13 остаются установленными в соответствии с технологической картой на данный типоразмер кабеля. Однако флуктуации толщины изоляции при этом возрастут.

Время транспортного запаздывания, вычисляется по формуле асз. !

8 б

aD

Х=- — -" — =1, 83

pg Я откуда

Ю ="2 Х lй =Н Й =2,588Ы . (7)

Так как Н и f связаны между собой однозначно, вместо f задается Н в виде константы.

Затем вычисляется параметр d.„. первой корреляционной функции значений диаметров R .(7)=,у. ° 1

Расчет величины d- производится следующим образом: рассчитываются три значения корреляционной функции (О), р (10), Р (20); осуществляется центрирование этих значений; выполняется аппроксимация корреляционной функции экспонентной и вычисляются три значе-. ния коэффициента у показателя степени этой экспоненты „ производится усреднение вычислительных значений N„

Вычисление ординат корреляционной

1!ункции осуществляется по формуле

М-М

R,(И)=- Р. Э; (8)

" -=1

Затем путем вычитания из полученных значений квадрата среднего значения диаметра (Р р ) находятся центрированные значения корреляционной функ ции К„RJ, К

Г

RÄ =К„(0) — (Р,,„)

К =R„ (D, „ ) (9)

Далее производится аппроксимация центрированной корреляционной функции экспонентой

R,(M Т„ )=R; 1 T (10)

Для вычисления коэффициента используются следующие соотношения: (! 1)

R =R g к2(12. ТУ)

JÇ !1

Ф.

1 где t u t — интервалы времени, соответствующие М =10 и М =20 t =M - Т

1 ис =М Т,; (12), д,. — расчетные значения з коэффициентас „.

Путем логарифмирования выражений (11) определяются величины

55 (13) f (D «аР-(РсР +Ю ) =Ф(— - --) (6) аР. р,! ЕО

По заданной величине f=O 99 с помощью обратной интерполяции по формуле Лагранжа вычисляется аргумент функции (6) d.= — — (tn R -Pn К. )

j1M т 3О j1

1 1

d = — --(tn R. — Рп R ) 1

Л M2Т, JQ JQ

1 с . =- — ---- — (tn R. -Ln R. ) (M -М )Т„и

7 1302248

Суммируя и усредняя, получаем искомое значение параматра о =-(сс. +d +d.. ), 1

3 11 Л )3 (14) 20

40 (18) По найденным величинам 7, „„, и ; определяют параметры первого регулятора диаметра кабеля G,. u. F.

3 > С(»„- 3а,,; ) Т 15

F. =1 .1 (16)

Зан I С(+J h 1 ) где а, Ь, с, d — величины, зависящие от параметров электроприводов экструзионного и толкающего механизмов.

Далее по заданному с помощью программных переключателей минимально, допустимому значению диаметра кабеля

D„: коэффициенту усадки Q ., статической ошибке S„. выходному сигналу второго регулятора диаметра кабеля

У,, дисперсии б. и заданному коэффициенту Н вероятности попадания диаметра Р,, за пределы меньше Р„„„ вы- З0 рабатывают задание первому регулятору диаметра кабеля по соотношению

Р3ад;+1 =Рмнн Q„8 +У11 +Н

Коэффициент усадки изоляции кабеля равен отношению среднего значения ди- 35 аметра кабеля, измеренного оптическим измерителем D. „ к среднему значению диаметра, измеренному микрометрическим измерителем D

РсР й.

< J Р, Процедура определения выходного сигнала второго регулятора диаметра кабеля У> описана ниже.

Вычисленное в (17) значение задания первому регулятору диаметра кабеля D ;+ сравнивают с текущим значением диаметра D; получая входной сигнал первого регулятора

X 1 +1 ° Р Зад1 -1 Р1.1+1 1 (19) по которому формируют управляющее воздействие по отклонению для электроприводов .экструэионного и толкающего механизмов в соответствии с соотноше-55 нием

Это управляющее воздействие преобразует в аналоговый сигнал напряжения, который затем подают на входы

31 и 32 коррекции частоты вращения соответственно электроприводов 9 и 10 толкающего 2 и экструзионного 3 механизмов на каждом д-м такте управления. Параметры G и Е вычисляют один

) раз в течение цикла 1 самонастройки первого контура регулирования и изменяют после очередного i-го такта, в котором закончилось их вычисление.

Каждый i-й такт управления содержит три интервала (фиг.5): интервал t, -t,, в котором выполняется прием прерывания, переход на подпрограмму обслуживания прерывания, считывание и анализ системной информации, прием технологической информации; интервал t, — t, в котором выполня<втся реализация функций первого и второго регуляторов диаметра кабеля и осуществляется выход из прерывания; интервал t -t, используемый подпрограммами самонастройки.

Прерывания по таймеру и реализация функций регуляторов диаметра выполняются в каждом i-м такте управления, а самонастройка, т.е. расчет коэффициентов регулятора G „ F„ выполняется после набора массива из N значений диаметра Р; . Она осуществляется в течение нескольких тактов управления (фиг.5) и занимает в каждом i-м такте интервал времени от момента

2 до момента t следующеro (i +1)-rо такта. После окончания вычисления значений G è F, в момент времени (5-й такт, фиг.5) осуществляется смена старых значений G u F. на

J-1 4-1 .новые вновь рассчитанные.

Последние не изменяются на протяжении последующих N i-x тактов управления.

Одновременно через вторичные промежутки времени Т, больше в И раз

2 первичных Т,, измеряют вторым измерителем значения диаметра кабеля D после прохождения из зоны охлаждения .и время транспортного запаздывания от экструдера до второго микрометрического измерителя.

Время транспортного запаздывания

7 . вычисляется по формуле

1- Заа,1 О (21)

J где 1 — расстояние от дорна экструдера до микрометрического датчика;

1302248

Т

3ан у (am 3соч,>) F =1

50 (29) 9

U — скорость движения кабеля, определяемая по скорости электропривода толкающего механизма.

По предварительно выполненной дис- 5 кретной выборке значений диаметра Dот второго измерителя вычисляют вто рую дисперсию диаметра 6 как разность, где D, > — средний квадрат результатов измерений диаметра:

L (23)

1-1 15 (Э ) . — квадрат среднего арифметического этих же измерений: (24)

По этой же выборке вычисляют параметр ы второй корреляционной функции

tlat диаметра R (M) и вторую дисперсию g

Ординаты второй корреляционной функции равны . 25 ь-я (M) = — -LD .. D .. (25)

j-1

Путем вычитания из полученных значений квадрата среднего значения диаметра (D, ) находят центрированные значения корреляционной функции

К =К (О) — (П.,)

К,=R (10) — (D ) т . (26)

R R (20) — (D, )

Затем осуществляют "выпрямление" и последующую аппроксимацию корреляционной функции К . экспонентой. Вычисляются три значения величиныЫ

Ф - ††(In R -In R )

tl М Т m0

m5

1 сУ = — — -(In R -fn R ); (27) 1

М Т

d. — — — — — (In R -1п R ). (М-М ) Т

w2 2

После суммирования и усреднения получают искомое значение параметра

4.m=-(с,„,+4., ++ ) (28)

По найденным величинам 7. „; иа э определяют параметр второго регулятооа диаметра G u F 55

Затем вычисляют статическую ошибку Я,„ как разность между фактическим средним значением диаметра D. и заданием предыдущего шага D д,„,"

S D„-D>adam . (31)

Далее по заданному с помощью программных переключателей минимально допустимому значению диаметра кабеля

D статической ошибке S, дисперсии O и заданному коэффициенту Н вероятности попадания диаметра D„ за пределы меньше 0„„„ определяют задание второму регулятору диаметра по соотношению

D „„=D„„„-S +Н/Я . (32)

Это задание сравнивают с текущим значением диаметра Р„. „, получая входной сигнал второго регулятора: по которому формируют выходной сигнал второго регулятора диаметра кабеля в соответствии с соотношением

Цифровое зйачение сигнала Y uc1 пользуют при вычислении задания первому регулятору диаметра кабеля по соотношению 17, где оно является одним из слагаемых, Параметры С и Г вычисляют после набора массива из значений диаметра

D, только один раз за m цикл, т.е ° д" цикл самонастройки второго контура регулирования и изменяют их после очередного j.-го такта, в котором окончилось их вычисление. После этого параметры С и F не изменяются на протяжении последующих T. j-х циклов.

Устройство работает следующим образом.

Через заданные промежутки времени

Т таймер 40 на входе 19 вырабатывает

1 перепад напряжения с высокого на низкий уровень, который вызывает прерывание работы процессора. После приема прерывания в момент (фиг.5) процессор в соответствии с программой работы переходит на подпрограмму обслуживания прерывания, в начале которой выполняет сброс таймера. В результате сброса таймера на входе 9 вновь появляется высокий уровень напряжения, т.е. таймер подготавливается к новому циклу работы.

Затем процессор с выхода узла 21 код режима работы кабельного агрегата и анализирует его. Если оператором

8 122 — с реализацией второго регулятора диаметра кабеля и без самонастройки;

3 — с реализацией первого регулятора диаметра кабеля и самонастройкой первого контура регулирования; 4 — с реализацией второго регулятора диаметра кабеля и самонастройкой второго контура регулирования.

В каждом i ì такте после считывания и анализа системной и технологической информации процессор анализирует логическую информацию о номерах, т.е. сравнивает текущее значение номеров,j с заданными фиксированными значениями N L. Счетчик номеров

>-х тактов управления наращивается на единицу и производится проверка: равно ли i максимальному значению N, Если igN то, осуществляется переход программы на программный блок реализации первого регулятора, если i=N то счетчик номера такта i сбрасывается на нуль и осуществляется прием значения диаметра кабеля D„. от измерителя 6 с его выхода 25 в узел 17, а также частоты вращения d„. толкающе,го механизма 2 с выхода 28 измерителя

22, При i=N в массиве значений диаметра кабеля 3; содержится H значений, что позволяет осуществить самонастройку первого контура регулирования, поэтому в слове состояния программы устанавливается бит признака

11 130224 установлен автоматический режим работы с выдачей управляющих воздействий, то процессор вновь запускает программируемый таймер 40 с интервалом Т, и считывает остальные параметры системной информации.

В начале каждого i-го такта управления после прерывания работы процессора таймером, процессор в соответствии с заложенной в постоянном запо- 10 минающем устройстве микроЭВМ программой осуществляет считывание системной и технологической информации.

Системной информацией является следующая информация, задаваемая опе- 15 ратором кабельного агрегата с помощью программных переключателей: код режима работы кабельного агрегата; уставка заданного значения минимального диаметра кабеля; значения коэффициентов 2О и параметров.

Технологической информацией является следующая информация, отражающая протекание технологического процесса изолирования кабеля: показания оптического измерителя диаметра кабеля; показания микрометрического измерителя диаметра кабеля; показания измерителя скорости электропривода кабельной линии.

Заданная операФором в узле 20 (фиг.1) уставка минимального значения диаметра кабеля D, преобразуется в этом же узле в аналоговый сигнал на35 пряжения и по выходу 23 передается на входы 12 и 13 электроприводов 9 и

10 толкающего 2 и экструзионного 3 механизмов соответственно, обусловливая определенные значения их устано- 4р вившейся частоты вращения. Эта же уставка D„„„ с выхода 26 считывается через узел 17 в микроЭВМ 16, где заносится в память и используется в дальнейших вычислениях для осуществ- 4

5 ления цифровой коррекции частоты вращения электроприводов 9 и 10 в соответствии с предлагаемым способом.

Далее считываются и заносятся в память цифровые значения коэффициентов и технологической информации с выходов 24, 25 и 28.

В зависимости от интервала времени и состояния устройства для управления электроприводами кабельного агрегата в процессе изолирования наблюдаются -е такты управления следущих типов:

1 — с реализацией первого регулятора диаметра кабеля и без самонастройки; готовности первого массива к статистической обработке.

Далее наращивается на единицу номер цикла j и производится проверка, равно ли j максимальному значению L. Если

j/L, то осуществляется переход программы на программный. блок реализации регуляторов ° Если j=L то счетчик номера цикла сбрасывается на нуль, после чего устанавливается бит признака готовности второго массива к статистической обработке, т.е, готовности к осуществлению самонастройки второго контура регулирования.

В результате анализа информации о номерах" определяется, какому типу относится данный такт управления, после чего с момента времени г. (фиг.5) ! реализуется либо первый регулятор диаметра кабеля формулы (17) — (20), либо второй — формулы (31) — (34), который реализуется только на первом -м такте управления, следующем после очередного момента измерения диаметра кабеля вторым измерителем в каждом

13 1302248 14

Номер бита 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00

Содер- Код адреса жимое канала вводимых данных

Производный код текущем j — м цикле. После этого в момент времени t (фиг.5) подпрограмма

2 обслуживания прерывания заканчивается и процессор выходит из прерывания в программу самонастройки. В завнсимос- ти от сочетания текущих значений номеров i,j и параметров N,L осуществляется самонастройка либо первого контура регулирования в соответствии с формулами (8) — (16), либо второго — 10 в соответствии с формулами (25) — (30).

Цифровое значение управляющего воздействия, полученное в устройстве согласно предлагаемому способу преобразуется далее в блоке 39 в аналоговые 15 сигналы напряжения, которые с выходом

Так как в предлагаемом устройстве имеется пять каналов ввода дискретной информации с 24 по 28, то каждому из этих каналов соответствует свой системный адрес в шести старших битах (с 10 по 15) выводимого из микроЭВМ 30 слова. Путем перестановки проводников-перемычек в узле задания адреса дешифратора 56 адреса каналов ввода можно изменять. Пусть для определенности процессор микРоЭВМ выдал адрес 35 канала для ввода от узла 21 кода режима работы устройства. При этом код старшей части выводимого через информационный выход параллельного интерфейса слова по входу 48 попадает на щ вход регистра 51 (фиг.2), а код младшей части — на соответствующие выходы регистра 53. Одновременно с выдачей адреса процессор вырабатывает сигнал нВывод, который с управляющего выхо-45 да параллельного интерфейса микроЭВМ по входу 50 узла 17 поступает на вход

52 синхронизации регистра 51, стробирует его, в результате чего на выходах регистра 51 устанавливается адрес 0 выбранной ячейки, в данном случае адрес канала для ввода от. узла 21 кода режима работы устройства. Кроме того, сигнал "Вывод поступает через усилитель-формирователь 55 на выход блока у

33 узла 17. Выведенное из микроЭВМ информационное. слово через регистр 53 усилителей-формирователей блока 33 поступает на шину(выход) 35, по кото29 и 30 узла 17 (фиг. 1) подаются соответственно на входы 31 и 32 коррекции частоты вращения электроприводов

9 и 10 толкающего и экструзионного механизмов, в результате чего осуществляется стабилизация диаметра изоляции кабеля.

Для осуществления ввода системной и технологической информации процессор управляющий микроЭВМ 16 выдает через информационные кодовые выходы

47 и 48 код, включающий адрес канала, с которого вводится данные. Формат выводимого процессорам слова данных при этом следующий: рой оно .проходит на информационный вход блока 38. Если выданный процессором адрес соответствует адресу бло ка 38, то срабатывает узел задания адреса, входящий в состав дешифратора 56, и разрешает работу последнего.

По сигналу "Вывод", поступающему с выхода 37 через инвертор 60 на вход установки триггера 59, на его инверсном выходе появляется низкий уровень напряжения, который поступает.на вход

57 дешифратора 56. При этом дешифратор включается и если адрес на его входе соответствует адресу информации, вводимой от узла 21, то на выходе 67 дешифратора 56 устанавливается сигнал напряжения высокого уровня, который поступает на вход 72 управления регистра 44 передачи данных. С появлением этого сигнала разрешается прохождение параллельного двоичного кода информации о режиме работы устройства с выхода 27 через регистр 44 на шину 58. Затем процессор вырабатывает сигнал управления "Ввод", который с управляющего выхода параллельного интерфейса микроЭВМ по входу 49 через усилитель-формирователь 54 поступает на выход 36 узла 17. При появлении импульсного сигнала "Ввод" на входе 63 появляется высокий уровень напряжения, который разрешает прохождение информации о коде режима с приемных шин 58 через регистр усилителей-формирователей 62 на выход 34.

248 16

11олученные в результате вычислений с помощью микроЭВМ согласно предлагаемому способу цифровые значения управляющего воздействия преобразуются на каждом такте управления в аналоговые сигналы напряжения. Для осуществления этого преобразования процессор микроЭВМ 16 выдает адрес блока 39, включающий в себя адрес канала вывода аналоговой информации и приформированный к нему двоичный код расчетного управляющего воздействия. Формат выводимого процессором слова данных при этом следующий:

Номер бита 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00

Номер кана- Двоичный код управляющего воздейла ствия со знаком

Адрес ячейки

Содержимое

При этом код старшей части выводимого через информационный выход параллельного интерфейса и контролер слова (ВД 10... ВД 15) по шине 35 попадает на вход дешифратора 80 (фиг. 3), а код младшей части (ВДОО-ВДО9) — на соответствующие входы 74 и 75 узлов.

Одновременно с выдачей адреса процес-З0 сор вырабатывает сигнал "Вывод", который поступает на выход 37, а с нею на вход синхронизации регистра 80 и стробирует его.

Аналогично. вышеописанному только

35 с другими адресом работает и второй канал блока 39.

В процессе работы устройства для стабилизации диаметра кабеля програм ма работает циклически с периодом 40 дискретности Т, зависящим от настройки таймера 40. Величина периода дискретности определяется заранее, вводится в программу, и может корректироваться в зависимости от хода нро- 45 цесса изолирования кабеля.

Алгоритм функционирования таймера

40 поясняется временными диаграммами, .приведенными на фиг.6. Для формирования некоторого временного интервала, соответствующего периоду Т, следования i-х тактов управления, необходимо, чтобы микропроцессор выдал адрес таймера 40 по каналу 94 код формируемого временного интервала по каналу

92 и импульсный сигнал "Вывод" на выход 37.

При поступлении в момент времени „ присвоенного программируемому тай15 !302

По этому же сигналу Ввод процессор управляющей микроЭВМ 16 принимает через блок 33 и выход 46.код информации о заданном режиме работы устройIl It ства ° Одновременно сигнал Ввод поступающий с магистральной шины 36 управления "Ввод" через инвертор 61 на синхронизирующий вход триггера 59, сбрасывает этот триггер, запрещая тем самым работу дешифратора 56 и выдачу сигналов на выходы 64 — 68, разрешающих по входам 69 — 73 прохождение дискретной информации через регистры

41 — 45, поступающей на выходы 24 — 28. меру адреса на выходе дешифратора 93 появляется сигнал логической 1, который разрешает прохождение импульсного сигнала "Вывод" через элемент 99, Запись кода заданного интервала времени, выставленного на линиях канала

92 в счетчик 91, осуществляется передним отрицательным фронтом сигнала, вырабатываемым на выходе элемента 99 в момент 1 . При этом на выходе заема (0) счетчика 91 появляется сигнал логической "1", показывающий, что в счетчик записан ненулевой код.

На выходе инвертора 97 соответственно появится сигнал логического "0".

Элемент 98 задержки необходим для того, чтобы задержать до момента времени 7 запись кода в счетчик 91 от2 носительно переднего фронта сигнала

"Вывод 1, появляющегося в момент, и дать таким образом закончиться переходным процессам в интерфейсе !8. Задним положительным фронтом импульса, вырабатываемого в момент 7 на выходе з элемента 99, осуществляется установка в "О" триггера 96. Сигнал логического

11 l1

0 с прямого выхода последнего поступает на вход начальной установки

90 делителя 89 частоты, разрешая работу последнего.

Начиная с момента .обремени L> на вход обратного счета счетчика 98 начинают поступать тактовые импульсы с делителя 89, вследствие чего из первоначально установленного содержимого счетчика начинают последовательно вы17 13022 читаться единицы. После прохождения числа импульсов, равного первоначально записанному числу, счетчик 91 устанавливается в состояние нулевого кода (момент времени 24 ). В этот момент на выходе сигнала заема (6 О) счетчика 91 появляется отрицательный перепад напряжения, вызывающий положительный перепад на выходе инвертора 97, который устанавливает в "0" 10 триггер 95. На инверсном выходе триггера появляется сигнал логической

"1", .который поступает на входначальной установки счетчика 91, чем запре цает дальнейший счет импульсов. Одно- 15 временно сигнал логического "О" с прямого выхода триггера 95 поступает

1 на выход таймера 40, т.е. на вход 19 . прерывания.

Микропроцессор, получив .сигнал :20 прерывайия и обработав его, выдает в момент на выход 36 ответный сигнал

"Ввод", который, пройдя через инвертор 100, низким уровнем напряжения устанавливает триггеры 95 и 96. При 25, этом сигнал логической "1"., поступающий с прямого выхода триггера 96 на вход 90 делителя 89 частоты, устанавливает триггеры последнего в "О", запрещая таким образом работу делите- 30 ля 89.

После установки триггера 95 передним фронтом сигнала "Ввод" в момент сигнал логической " 1", появившийся . на его пРямом выходе, устанавливает 35 сигнал логической " 1" на входе 19.

Сигнал логического "О", поступающий с инверсного выхода триггера 95 на вход начальной установки счетчика 91, подготавливает последний к следующему40 циклу:приема кода и отсчета временного интервала.

48 18 тического значения наружного диаметра изолированного кабеля после зоны охлаждения от эталонного, пропорционально изменяя давление в экструдере и скорость подачи изолируемого кабеля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, разбивают во времени весь процесс стабилизации на последовательные i-e такты, каждые N из которых составляют j-й цикл стабилизации, группируют каждые L j-x циклов в соответствующий т-й цикл стабилизации, формируют управляющее воздействие по отклонению диаметра изолированного кабеля после экструдера вида

Y =GХ. +F Y

1iJ+1 4 1) J+1 J 1-1,J+I а(,. ° -„„. ) Т г де G.

3а111 (1 3" 1

F. =1

По окончании импульса "Ввод" в момент времени .1. элементы таймера 40 45 вновь устанавливаются в исходное состояние.

Г = I

Pfl

c(a -(„) Формула изобретения

1. Способ стабилизации толщины изоляции кабеля, заключающийся в том, что задают эталонные значения скорости подачи изолируемого кабеля и наружного диаметра изолированного кабе-55 ля, измеряют фактические значения последнего при выходе изолированного кабеля из экструдера и из зоны охлаж-. дения для компенсации отклонения фак1

За" 1 С(1 уц 1)

Х;;., =Р,а,+ -D; „„;

Sj — П j 3Э„

Т вЂ” промежуток времени между

1 измерениями диаметра кабеля при выходе его из экструдера; — время транспортного запазЗа1 дывания при движении кабеля от экструдера до расположенного эа ним измерителя диаметра изолирующего покрытия; — дисперсия, 4 — параметр корреляционной

J функции значений, измеренных после экструдера;

П„„„ - заданное минимальное значение диаметра кабеля; — коэффициент усадки;

Н вЂ” коэффициент вероятности события;

D, — среднее значение диаметра на j-м цикле; о,, с,й — параметры процесса изоляции кабеля, а управляющее воздействие по отклонению диаметра изолированного кабеля после зоны охлаждения задают в виде

У; 1т)1.1 С1 Х„- 7+1+F У4-1 +1 9 а(ас Т „; ) Тд где G и.

1 Ф

Ьа 1 1 С (С 1.о 1 3 1 )

За1

Т„

1302248

Х . — 0 Зад +, -D> „„, 1

Я= Dcp D> g т,=NT,; — дисперсия; 5 параметр корреляционной функции значений величины диаметра кабеля, измеренного при выходе из эоны охлаждения; f0

D — среднее значение диаметра ср,ь кабеля, измеренного при выходе из зоны охлаждения.

Управляющие воздействия У,; +,1 подают на каждом 1-м такте управления, j5 причем параметры G, и F, изменяют и воздействие Y подают на первом

,tnt 1

i-м такте каждого j-ro цикла а параметры G и Г изменяют на очередном -м такте, после того такта, в котором закончилось их вычисление.

2, Устройство для стабилизации толщины изоляции кабеля, содержащее толкающий экструзионный и тянущий механизмы с соответствующими электро- 25 приводами, первый и второй измерители диаметра кабеля, установленные соответственно за экструдером и за зоной охлаждения, и измеритель скорости вращения электродвигателя толкающего ме- 30 ханизма, входом подсоединенный к информационному выходу электропривода толкающего механизма, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности стабилизации, оно содер- З5 жит управляющую микроЭВМ, узел задания минимального значения диаметра кабеля, узел задания режима и параметров механизмов и узел сопряжения с объектом управления, соединенный ин- 40 формационными входами с первого по пятый соответственно с информационным выходом первого и с информационным выходом второго измерителей диаметра кабеля, с задающим выходом узла зада-45 ния минимального значения диаметра кабеля, с задающим выходом узла задания режима и параметров механизмов и с информационным выходом измерителя скорости толкающего механизма, а ана-50 логовыми управляющими выходами с первого по четвертый — соответственно с входом коррекции частоты вращения электропривода экструдера, и входом коррекции частоты вращения электропри55 вода толкающего механизма, с входом коррекции скорости электропривода тянущего механизма и с входом прерыва20 ния управляющей ЭВМ, связанной первым и вторым информационными, первым и вторым управляющими выходами и информационным входом соответственно с шестым и с седьмым информационными входами, с первым и с .вторым управляющими входами и с кодовым выходом узла сопряжения с объектом управления, задающий аналоговый выход узла задания минимального диаметра кабеля подключен к входу задания частоты вращения электропривода экструдера, к входу задания частоты вращения электропривода толкающего механизма и к входу задания тока электропривода тянущего механизма.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что узел сопряжения с объектом управления содержит блок контроля информационных и управляющих сигналов, блок ввода дискретных пассивных сигналов, блок вывода аналоговой информации, программируемый тай-. мер и пять регистров передачи данных, шестой и седьмой информационные, первый и второй управляющие входы узла соединены соответственно с входами младших и с входами старших разрядов, с первым и с вторым управляющими входами блока контроля информационных и управляющих сигналов, информационный выход которого подключен к информационному входу программируемого таймера, к шестому информационному входу блока ввода дискретных пассивных сигналов и к информационному входу блока вывода аналоговой информации, первый управляющий выход блока контроля йнформационных и управляющих сигналов подсоединен к первому управляющему входу программируемого таймера и к первому управляющему входу блока ввода дискретных пассивных сигналов, второй управляющий выход блока контроля информационных и управляющих сигналов соединен с вторым управляющим входом программируемого таймера, с вторым управляющим входом блока ввода дискретных пассивных сигналов и с управляющим входом блока вывода аналоговой информации, информационный выход блока ввода дискретных пассивных сигналов подключен к кодовому выходу узла, информационные входы которого с первого по пятый связаны через соответствующие регистры передачи данных с соответствующими информационными входами блока ввода дискретных

21 13022 пассивных сигналов, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих регистров передачи данных, первый и второй выходы блока вывода аналоговой информации соединены соответственно с первым и с вторым аналоговыми управляющими выходами узла, третий аналоговый управляющий выход которого подключен к выходу программируемого таймера. 10 .4. Устройство по п.3 о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что блок ввода дискретных пассивных сигналов содержит дешифратор адреса, триггер, формирующий регистр, первый и второй инверто- 15 ры, вход и выход первого инвертора соединены соответственно с вторым управляющим входом блока и с S-входом триггера, D-вход которого является входом логического "О" блока, а С- 2О вход соединен с выходом второго инвертора, вход которого связан с первым управляющим входом блока и с управляющим вхбдом формирующего регистра, входы .разрядов и выходы которого свя-25 заны соответственно с соответствующими информационными входами блока и с

48 22. информационным выходом блока, информационный, управляющий входы и каждый адресный выход дешифратора адреса подсоединены соответственно к шестому информационному входу блока, к инверсному выходу триггера ик соответствующему управляющему выходу блока.

5. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок вывода аналоговой информации содержит два регистра, два цифроаналоговых преобразователя, дешифратор адреса и два операционных усилителя, информационные входы регистров и дешифратора адреса соединены с информационным входом блока, управляющий вход, первый и-второй адресные, выходы дешифратора адреса связаны соответственно с упра" вляющим входом блока, с входами синхронизации первого и второго регистров, выходы первого и второго регистров подключены к входам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, связанных. выходами через первый и второй операционные усилители соответственно с первым и вторым выходами блока, 27 Z8 фиг 2

1302248 фиг. Ф

1302248 фиг. Х фиг E

Составитель С.Демиденко

Техред Л.Сердюкова Корректор С,вверни

Редактор Г.Волкова

Заказ 1215/46 Тираж 864 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