Система управления влажностью жил на бумагомассной машине

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей с бумагомассной изоляцией. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия системЫс, Для достижения цели в систему , содержащую в каждом канале управления механизм отжима влаги, связанный с объектом управления - прессом, введены вычислитель влажности изоляции, датчики влажности жил, вычислитель среднего значения влажности жил, регулятор влажности жил, а в каждый канал управления - датчик усилия отжима, вычислитель влажности жил, регулятор отжима влаги , регулятор усилия и регулятор положения,, 2 з п0 ф-лы, 5 ил,

СООЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) щ) С 05 D 22/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 44 70058/24 (22) 02,08.88 (46) 23„.04 .91„ Бюл ¹ 15 (75) С,А„. Кижаев (53) 62-50(088„8) (56) Опытно-промышленная изолировочная машина. Техническое описание

827,00,00.00ТО„ Л,, ВНПОбумпром, ЛСКБ, 1979, с ° 27. (54) ГИСТЕМА УЛРАВЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТЫО

ЖИЛ НА БУИАГОМАССНОЙ ИА1!ИНГ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей с бумагомассной

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей с бумагомассной изоляцией.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы управления влажностью жил на бумагомассной машине; на фиг 2 — схема вычислителя влажности жил; на фиг. 3 схема вычислителя влажности изоляции; на фиг, 4 — схема вычислителя среднего значения влажности жил; на фиг. 5 — схема регулятора положения механизма. отжима влаги„

Система управления влажностью жил (фиг. 1) содержит объект 1 управления, механизмы 2 и 3 отжима влаги, регуляторы 4 и 5 положения механизмов отжима, регуляторы б и 7 усилия изоляцией. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы. Для достижения цели в систему, содержащую в каждом канале управления механизм отжима влаги, связанный с объектом управления— прессом, введены вычислитель влажности изоляции, датчики влажности жил, вычислитель среднего значения влажности жил, регулятор влажности жил, а в каждый канал управления датчик усилия отжима, вычислитель влажности жпл, регулятор отжима влаги, регулятор усилия и регулятор положения„ 2 3,п. ф-лы, 5 ил,, отжима, датчики 8 и 9 усилия отжима, регуляторы 10 и 11 отжима влаги, вычислители 12 и 13 влажности жил, регулятор 14 влажности, вычислитель

15 среднего значения влажности жил, вычислитель 16 влажности изоляции, датчики 17 .и 18 влажности жил на выходе объекта 1 управления.

Вычислитель t3 (12) влажности жил (фиг. 2) содержит датчик 19 напряжения двигателя механизма отжима влаги, умножители 20 и 21, делитель 22, умножитель 24, датчик 23 концентрации целлюлозно-бумажной массы, датчик

25 расхода целлюлозно-бумажной массы и датчик 26 тока двигателя механизма отжима влаги.

Вычислитель 16 (фиг„ 3) содержит датчик 27 температуры печи, усилитель 28, делитель 29, умножитель 30 и датчик 31 скорости движения жил.

1644105

На фиг. 2 и 3 условно не показан блок питания с резисторами установки коэффидиентов в множителях 21 и 30.

Вычислитель .среднего значения влаж5 ности жил (фиг. 4) содержит сумматор

32 и делитель 33 на два.

Регулятор положения механизма отжима влаги (фиг. 5) содержит сервопривод 34, сельсин 35, знакочувствительный усилитель 36, усилитель 37 мощности, исполнительный двигатель

38, понижающий редуктор 39, тахогене-. ратор 40 обратной связи, сельсин 41 обратной связи и узел 42 управления.

Объект 1 управления — пресс предназначен для протягивания жил с нанесенной на них влажной изоляцией из бумагомассных волокон и для одновременного отжатия из них влаги. Жилы поступают в объект управления с начальной влажностью ?О, после прессования влагосодержание в жилах не должно превышать 30 . Объект 1 состоит из набора транспортирующих валов, 25 обтянутых шерстяными сукнами для исключения повреждения изоляции жил, сукномоек, сукнонаправляющих и сукнорегулирующих валиков, главного привода, осуществляющего через редуктор вращение транспортирующих валов с сукнами, между которыми движутся жилы. Каждый из трех верхних транспортирующих валов может перемещаться по отношению к нижнему, осуществляя отжим влаги из движущихся между ними жил, В первой паре валов осуществляется отжим 5 . влаги, во второй — 10 влаги, а в третьей - до

25%.

Механизмы 2 и 3 отжима влаги предна з нач ены для пр еобра зова ния вращательного движения двигателя регулятора положения механизмов отжима в поступательное перемещение верхнего вала третьей пары валов, что позволяет производить точный отжим влаги из изоляции жил. Конструктивно эти механизмы представляют собой нажимные винты,.расположенные с разных

50 сторон вала, аналогичные винтам металлургических станов.

Регуляторы 4 и 5 положения механизмов отжима предназначены для управ,ления механизмами 2 и 3, автоматичес:ки по командам соответствующих датчиков и вручную через узел 42 управления. Эти регуляторы представляют собой следящие системы, выполненные на базе задающих сельсинов 35, сельсинов 41 обратноМ связи, исполнительных электродвигателей 38, которые работают в режиме отработки угла. Задающий сельсин 35 приводится в движение сервоприводом 34 постоянного тока по второму входу вручную от узла

42 управления. Этот узел содержит реверсивное .реле, которое подает постоянное напряжение (от источника постоянного тока) на электродвигатель сервопривода 34, заставляя его изменять напряжение на выходе сельсина

35, что позволяет изменять усилие прижима валов, Реверсивное реле управляется с помощью кнопок "Больше", "Меньше", "Стоп" в период вывода регулятора на начальный режим работы.

Рассогласование по углу поворота пре.образуется в знакочув твительном усилителе 36 в пропорциональный релейный сигнал, который управляет усилителем 37 мощности, питающим исполнительный двигатель 38. Точность отработки по скорости обеспечивается обратной связью, выполненной на базе тахогенератора 40. Отработка возмущений, контролируемых датчиками 17 и 18 влажности, вычислителями 16 и

12, датчиками 8 и 9 усилий, производится автоматически через вход сервопривода 34.!

Регуляторы 6 и 7 предназначены для стабилизации усилия отжима влаги и управления величиной усилия по сигналам от регуляторов 10 и 11. Они преобразуют аналоговые сигналы рассогласования в релейные с воздействием по входу регуляторов 4 и 5 на сервоприводы 34 задающих сельсинов 35.

Эти регуляторы выполнены на базе стандартных регуляторов и состоят каждый из фазочувствительного и фазоселективного усилителей постоянного тока, на первые входы которых подается задающий сигнал от датчика усилия отжима. Усилитель выполнен на двух транзисторах, получающих питание от раздельных обмоток силового трансформатора. Усиленное напряжение поступает на вход усилителя мощности, который выполнен по схеме баланса токов на двух парах составных транзисторов. Транзисторы питаются постоянным током от третьей обмотки трансформатора через вынряьятель. Нагрузкой этого усилителя являются два реле, I

16441

Регуляторы 10 и 11 отжима влаги предназначены для стабилизации saданного значения отжима влаги (от регулятора 14) в результате действия возмущений по мощности двигателей механизмов отжима по концентрации и расходу целлюлозно-бумажной массы, из которой формируется изоляция жил.

Они представляют собой стандартные операционные ПИ-регуляторы„

Напряжение на выходах регуляторов.

10 и 11 изменяется по следующему закону:

40

Селективность срабатывания реле в зависимости от направления тока обеспечивается соответствующим включением последовательно с их обмотками выпря.5 мителей. Регулирование зоны нечувствительности осуществляется потенциометром. Эти регуляторы осуществляют ПИ-закон регулирования.

Напряжение на выходах регуляторов

6 и 7 изменяется по следующему закону:

= 1(") = кре "1вх () Ъвх()

+ — s " в () "г (e)g 1ЕХ гвх

Р6ИЗ где К )6 — коэффициент передачи pery лятора 6 (7);

U 4>X(t) — напряжение на первом входе регуляторов 6 и 7;

U >Ä(r) — напряжение на втором входе регуляторов;

Т < И> — Время изодрома регулятора

6 (7).

Датчики усилия отжима предназначены для измерения усилий отжима воды из изоляции жил в валах объекта

1 управления и преобразования их в электрический сигнал„

Датчики 12 и 13 отжнмаемой влаги предназначены для вычисления отжимаемой влаги в объекте 1 по следующей зависимости:

К Р тя(K U I

W =07- — - --=07 — — ——

1 CQ CQ где W „ — влажность жил после отжима;

K — коэффициент пропорциональности ,Р дтдс

U I — мощность электродвигателей механизма отжима;

U — напряжение на электродвигателе;

I ток электродвигателя;

С вЂ” концентрация целлюлознобумажной массы в сетчатом барабане (установлен до пресса, не показан); — расход целлюлозно-бумажной массы через сетчатый барабан. . Регулятор 14 влажности предназначен для стабилизации заданного значения влажности изоляции на выходе объекта

1 управления при измерении возмущений датчиками 17 и 18 влажности, а также для отработки Возмущений из-за изменения температуры в печи сушки изоляции жил (не показана) или скорости движения жил. Регулятор 14 выполнен с ПИД-законом управления.

Напряжение на выходе регулятора 14 определяется выражением

U I4() КР14 " ВХ() ПI aX (t) +

+ — — — s()) z (t) — и (с) - U (e>) +

ТР14 Иф

1ВХ ЗВХ

+ >pq41np д- (и,,„(t) — и, „(е)—

3ВХ(45 где K р1ф — коэффициент передачи регулятора; 10() 11 () К 1О U1 ВХ()

-U (t) + — — — s U ()

LsX т, 16Х вЂ” ))„„()), 50 коэффициент передачи регуляторов 10 и 11; напряжение на первом входе регуляторов;

55 напряжение на втором входе регуляторов;

1 время изодрома регуляторов

10 и 11. где K Iî

"1ЬХ ()—

"СЕХ()

10 111

01ВХ(с)

U R R66xx(t), Т ЕХ(t) — напряжения на входах регулятора;

Т Р44-и - — . время изодрома регулятора;

Т 14 и — время упреждения регулятора.

Датчики 17 и 18 влажности предназначены для измерения влажности жил на выходе .объекта 1 управления и преобразования ее в электрический сигнал. Чувствительная часть каждого датчика представляет собой последо1644105 вательно (по ходу движения) установленный набор из h/2 роликов, изолированных от вала и расположенных на подшипниках качения, и набор из .n/2 роликов, изолированных от вала и также расположенных на подшипниках, между которыми перемещаются п/2 жил. От изолированных и неизолированных роликов через щетку и металлическое кольцо. сопротив"ление изоляции, пропорциональное влажности, выводится в измерительную схему моста преобра-.îâàíèÿ, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный величине влажности жил, Вычислитель 16 предназначен для измерения влаги, BblcvHIHBBeMoH в печи (расположенной за объектом 1 управления),и работает на основании зависимости

К <Т

Я TJ У

35

25 где W — влажность изоляции на выходе из печи;

Ц

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Т вЂ” температура в печи сушки.

Система управления влажностью запускается в работу следующим образом.

Вначале через объект 1 управления пропускаются и жил с начальной влажностью. Затем оператором через узел управления 24 по входам регуляторов

4 и 5 задается требуемое положение механизмам 2 и 3 отжима. Это положение определяется по индикаторам датчиков 8 и 9 усилий отжима влаги. Затем по индикатору, подключенному к выходу делителя 33, в момент, при котором показания индикатора совпадают с требуемым заданием по влажности, подключают задание по влажности к вхо-45 ду регулятора 14 влажности, в результате чего система оказывается включенной в работу практически без еререгулирования. Возмущения по изменению усилий прижима (из-за изменения износа валов или подшипников) отраба50 бываются внутри контуров: регуляторы 6 и 7 усилия, регуляторы 4 и 5 положения, механизмы 2 и 3 отжима влаги и объект 1 управления. Возмущения по отжимаемой влаге отрабатываются внут55 ри контуров: регуляторы 10 и 11, регуляторы 6 и 7, регуляторы 4 и 5 положения, механизмы 2 и 3 отжима и объект 1 управления. Эти возмущения возникают из-за колебания напряжения и тока двигателей механизмов отжима, колебаний концентрации и расхода целлюлозно-бумажной массы на входе в объект 1 управления. Возмущения из-за изменения скорости движения жил через объект 1 управления и температуры печи сушки отрабатываются через регулятор 14 влажности, регуляторы 10 и 11, регуляторы 6 и 7, регуляторы 4 и 5 положения и механизмы 2 и 3 отжима, При изменении температуры сушки необходимо изменить усилия отжима влаги, чтобы влажность жил на выходе .из печи при этом не изменялась, т.е, была стабилизирована. Введение компенсирующей связи по скорости от вычислителя 16 приводит к быстрой отработке этого возмущения через регулятор 14 влажности без запаздывания. Ранее возмущение по скорости отрабатывалось только через датчики влажности на выходе объекта

1 управления, что приводило к большому запаздыванию в регулировании, Возмущения из-за изменения влажности отрабатываются также через регулятор

14 влажности, регуляторы 10 и 11 отжима влаги, регуляторы 6 и 7 усилия отжима, регуляторы 4 и 5 положения, механизмы 2 и 3 отжима и объект 1 управления. Эти возмущения возникают из-за износа транспортирующих сукон, изменения расхода воды, забивания транспортирующих сукон целлюлознобумажной массой, а также из-за возмущений, не полностью отработанных в регуляторах 4-7 и 10, 11.

Формула из о бр ет ения

1, Система управления влажностью жил на бумагомассной машине, содержащая объект управления - пресс и два канала управления, каждый из которых включа т механизм отжима влаги, кинематически связанный с соответствующим входом пресса, о.т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, она содержит в каждом канале управления датчик усилия отжима и последовательно соединенные вычислитель влажности жил, регулятор отжима влаги, регулятор усилия и регулятор положения„ а также вычислитель влажности изоляции, датчики

1644105

1О

20 влажности жил, последовательно соединенные вычислитель среднего значения влажности жил и регулятор влажности, выход которого подключен к второму входу регулятора отжима влаги каждого канала управления, выход датчика усилия отжима в каждом канале управления соединен с вторым входом регулятора усилия своего канала управления, выходы датчиков влажности жил подключены к соответствующим входам вычислителя среднего значения влажности жил, а выход вычислителя влажности изоляции соединен с вторым входом регулятора влажности.

2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что вычислитель влажности жил содержит последователЬно, соединенные датчик напряжения двигателя механизма отжима влаги, первый умножитель, второй умножитель и делитель, выход которого подключен к выходу вычислителя, последовательно соединенные датчик концентрации целлюлозно-бумажной массы и третий умножитель, а также датчик тока двигателя механизма отжима влаги и датчик расхода целлюлозно-бумажной массы, выход которого подключен к второму входу. третьего умножителя, связанного выходом с вторым входом делителя, причем выход датчика тока двигателя механизма отжима влаги подключен к второму входу первого умножителя.

3. Система по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что вычислитель влажности изоляции содержит последовательно соединенные датчик температуры печи, усилитель, делитель и умножитель, выход которого подключен к выходу вычислителя, а также датчик скорости движения жил, выход которого соединен с вторым входом делителя.

1644105

Составитель Л. Цаллагова

Техред JI.Сердюкоав Корректор M.éåì÷èê

Редактор О. 1Орковецкая

Заказ 1240 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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