Устройство для регулирования толщины стенки трубчатых изделий

 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом изготовления пластмассовых труб. Цель изобретения - повышение эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий. Для этого устройство содержит три приемоизлучающие акустические головки, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной оси трубчатого изделия, под углом 120° одна к другой, последовательно соединенные первый и второй коммутаторы сигнала, блок согласования, аналого-цифровой преобра зователь, интерфейс, микроЭВМ и исполнительный механизм. Кроме того, устройство снабжено четвертой приемноакустической головкой. Она расположена в зоне предварительного охлаждения изделия и соединена выходом с первым коммутатором . В микроЭВМ введена программа автоматической калибровки значений толщины по сигналам четвертой головки. Это позволяет сделать четвертую головку фактически самокалибрующимся измерителем толщины. При работе увеличивается быстродействие системы авторегулирования толщины, а динамические ошибки стабилизации снижаются. 1 ил. &

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! 61, 1ИУа!и !

< ;,; ; " .ЕМФ 1ИИ3 л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л О (Л

1(Л

1 (61) 941856 (21) 4674167/05 (22) 01.03.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (72) Л,З.Алесин, А.Л.Кудров, В.А.Косачев и

С,А.Мостовой (53) 531.717 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N941856,,кл,,G 01 В 17/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессом изготовления пластмассовых труб. Цель изобретения— повышение эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий. Для этого устройство содержит три приемоизлучающие акустические головки, расположенные

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами, а именно к средствам авторегулирования толщины стенок пластмассовых трубчатых иэделий в процессе их изготовления методом экструзии с посЛедующей вытяжкой, и является усовершенствованием устройства по авт.св.М

941856.

Цель изобретения — повышение эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий.

На чертеже показано устройство, общий вид, . Ж, „1657955 А2 (я)ю G 01 В 17/02, В 29 С 47/92 . в одной плоскости, перпендикулярной оси трубчатого иэделия, под углом 120 одна K другой, последовательно соединенные первый и второй коммутаторы сигнала, блок согласования, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс, микроЭВМ и исполнительный механизм. Кроме того, устройство снабжено четвертой приемноакустической головкой. Она расположена в зоне предварительного охлаждения изделия и соединена выходом с первым коммутатором. В микроЭВМ введена программа автоматической калибровки значений толщины по сигналам четвертой головки. Это позволяет сделать четвертую головку фактически самокалибрующимся измерителем толщины. При работе увеличивается быстродействие системы авторегулирования толщины, а динамические ошибки стабилизации снижаются. 1 ил, Устройство для регулирования толщины стенки трубчатых иэделий содержит ультразвуковой источник излучения с детекторами излучения с тремя прие чно-излучающими акустическими головками 1. расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оси трубчатого иэделия. под углом

120 одна к другой. Источник излучения снабжен также четвертой приемно-излучающей акустической головкой 2, размещенной в зоне предварительного охлаждения изделия, в данном случае после первой охлаждающей ванны 3. Устройс во содержит также блок согласования, последовательно соединенныепервый и второйкоммутаторы, аналого-цифровой и реобраэоват ель. обье1657955 динов ные в блок 4, микроЭВМ 5 с интерфейсом и программой автоматической калибровки значений толщины по сигналам четвертой приемно-излучающей акустической головки 2 и коррекции ее показаний, исполнительный механизм бтянущегосред- ства 7, экструдер 8, ванны 9 и 10 последующего охлаждения изделия и отрезное средство 11, При этом выходы всех четырех приемно-акустических головок 1 и 2 соединены с управляющим входом первого коммутатора, первый выход микроЭВМ 5 подключен к исполнительному механизму 6, второй выход — к управляющему входу второго коммутатора, а третий — к управляющему входу первого коммутатора, выходом подключенного к блоку согласования, выход которого соединен с входом второго коммутатора.

Устройство работает следующим образом, Измерительные сигналы по толщине с

УЗ- головок 1 и 2 поступают в блок 4 коммутации и преобразований и далее в вычислитель микроЭВМ 5 для расчетов управляющего воздействия и масштабного множителя (К) по программам управления толщиной и коррекции измерений четвертой головкой 2, Суть алгоритма управления толщиной состоит в измерении толщины четвертой головкой 2, умножении результата на (к). сравнении с установкой по толщине, выработке управляющего воздействия по скорости тяги в функции отклонения от уставки, выдаче управляющего воздействия на исполнительный механизм 6, Далее следует пауза, равная времени технологического перемещения трубы от эоны пластических деформаций до четвертой головки 2, после чего цикл измерения и управления повторяется, Циклы управления

° чередуются с определенной кратностью, определяемой экспериментально, с обновлением масштабного множителя (К).

Таким образом, сущность изобретения заключается в следующем. Толщина стенки измеряется четвертой приемно-излучающей головкой 2 и используется для выработки регулирующего воздействия в соответствии с соотношением рег =(г) 4 эад), (1) где Чрег — регулирующее воздействие по скорости, подводимое к исполнительному механизму 6 тянущего средства 7; оэад уставка по толщине стенки изделия, Благодаря расположению четвертой головки 2 ближе к формообразующей зоне технологической линии быстродействие системы авторегулирования толщины увеличивается, а динамические ошибки стабилизации снижаются, Температурная погрешность измерений толщины четвер5 той головкой 2 устраняется периодической калибровкой по измеренным (или расчетным) данным, полученным с основных трех измерительных головок 1, расположенных после третьей охлаждающей ванны, т.е, в

10 зоне остывшей трубы. При этом калибровка может быть произведена по среднему, минимальному или максимальному расчетным толщинам стенки трубы. Она выполняется автоматически по специальной программе, вво15 димой в микроЭВМ 5,и состоит в периодическом обновлении масштабного м.ножителя (К), получаемого по одному из очевидных соотношений

04= К10ср= К2д мин= Кздмакс ..(2);

20 04

6-" (3)

К2 = B †...(4);

25 где д4 )- текущая толщина, измеренная четвертой головкой 2; д ср, д мин, д макс — расчетные значения, вычисляемые по программе микроЭВМ из показаний первой, второй и третьей головок в момент прохождения мимо них сечения трубы, предварительно обмеренного четвертой головкой 2 как

l

35 ñð (1 + А + ОЗ) Омин )ср 1ЭКС1:

3 макс = ср + >K< " . (6) ! экс! - абсолютная величина эксцентриситета стенок, рассчитанная по формуле (1).

Частота обновления масштабного мно40 жителя (К) в процессе работы системы может быть значительно ниже частоты подачи регулирующих воздействий. Это объясняется значительно меньшей динамикой изменения во времени теплового режима вдоль

45 движущейся трубы, нем динамика флуктуаций толщины стенки, определяемая, в основном, флуктуациями фактических скоростей приводов шнека экструдера 8 и тянущего механизма 7.

50 Таким образом, дополнительная головка 2, расположенная в зоне предварительного охлаждения трубы и программно коммутируемая вычислителем к цепи известных функциональных блоков 4 и 5, совме55 стно с программой ее функционирования образует дополнительный измерительный канал толщины. Сигнал с этого измерительного канала используется для стабилизации продольной толщины игзотовляемого изделия. В связи с инструментальной темпера1б57955

10 Формула изобретения

Зона юлаcmuvecsvx г еФормаций она риггсацио (рормц

J 30на охложденир управ лолщимгй

Составитель Л.Лобзова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Ципле

Редактор Н.Тупица

Заказ 1891 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 турной погрешностью, характерной для УЗголовок, работающих по эхо-импульсному способу, сигнал толщины, получаемый с головки 2, должен быть приведен к нормальной температуре. Эта операция калибровки выполняется автоматически умножением на программно-вычисляемый масштабный множитель (К) с использованием данных известного устройства по алгоритму, приведенномувописании. Следовательно, в микроЭВМ

5 введена программа автоматической калибровки (самокалибровки) в заданный момент времени значений толщины, сформированных по сигналам головки для исключения температурной погрешности. Таким образом, головка, являющаяся измерителем толщины, и блоки 4 и 5 совместно с алгоритмами расчета соответствующего показания толщины и его температурной калибровки(произведения к нормальной температуре), а также с программами реализации этих алгоритмов на микро Э В М являются самокалибрующимися измерителями толщины, что позволяет при измерениях толщины автоматически вносить температурную поправку.

Таким образом, данное решение позволяет после несложной модерниэации известного устройства расширить сферу его использования за счет авторегулирования

5 не толькопоперечной раэнотолщинности; но и продольной толщины, чем значительно повышается эффективность действия устройства.

Устройство для регулирования толщины стенки трубчатых изделий по авт.св, N 941856, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

15 повышения эффективности и точности работы устройства при регулировании продольной толщины стенки изделий, источник излучения снабжен четвертой приемно-излучающей акустической головкой, выходом

20 соединенной с управляющим входом первого коммутатора и расположенной на участке предварительного охлаждения изделий, а в микроЭВМ введена программа автоматической калибровки значений толщины по сиг25 налам четвертой приемно-излучающей акустической головки.