Способ управления процессом охлаждения синтетических нитей

 

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов. Цель изобретения - снижение неравномерности свойств нити по длине, которая достигается за счет того, что при регулировании расхода охлаждающего воздуха по рабочим местам прядильной машины учитывают температуру охлаждающего воздуха, скорость формирования волокна и температуру нити 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1675418 A 1 (51)5 D 01 D 5 088

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОХЛАЖДЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ

НИТЕЙ (57) Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов. Цель изобретения — снижение неравномерности свойств нити по длине, которая достигается за счет того, что при регулировании расхода охлаждающего воздуха по рабочим местам прядильной машины учитывают температуру охлаждающего воздуха, скорость формирования волокна и температуру нити.

2 ил.

Ф

Q о

0 зом. (21) 4480184/12 (22) 07.09.88 (46) 07.09.91. Бюл. № ЗЗ (72) Ю. H. Ястремский, В. Е. Сахно и Ю. Г. Краснов (53) 677.46 (088.8) (56) Информационный листок АЦНТИ № 573 — 85.

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано для управления процессами охлаждения нитей, формуемых на многоместных прядильных машинах.

Цель изобретения — снижение неравномерности свойств нити по длине.

На фиг. 1 изображена функциональная схема прядильной многоместной машины; на фиг. 2 — экспериментальные характеристики прядильной машины по каналам регулирова н и я те м пер атур ы.

Прядильная многоместная машина содержит от 18 до 36 фильер 1. Вытекающие из фильеры струи полимера затвердевают, объединяются в нити 2 и наматываются на приемный механизм 3. Охлаждается нить воздухом, подаваемым из распределительных устройств 4. Сочетание фильеры 1, распределительного устройства 4 и приемного механизма 3 составляет прядильное место.

Устройство управления содержит регулирующую заслонку 5 подачи охлаждающего воздуха на каждое прядильное место и регулирующий орган 6 для изменения расхода охлаждающего воздуха на прядильную машину в целом.

Датчики 7 установлены вблизи нити 2 и обеспечивают измерение температуры пограничного с ней слоя воздуха. Выходы датчиков 7 подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя 8, выход которого подключен к входу операционного блока 9 (распределителя информации и формирователя управляемого воздействия). На второй вход блока 9 подключен выход блока 10 клавиатуры. Выход блока 9 подключен к входу регулятора 11, к другому его входу подсоединен выход блока 10, обеспечивающего ввод задания. Выход регулятора 11 связан с входом блока 12 коррекции. На второй вход блока 12 подключен выход блока 13 идентификации, к входам которого присоединены выходы датчиков скорости формования нити 14 и температуры охлаждающего воздуха 15. Выход блока 12 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 16. Вход контроллера 17 присоединен к выходу блока 9. Один выход блока 17 подключен к блоку 18 печати, а другой — к входу блока 19 отображения.

Способ осуществляют следующим обра1675418

20 л

ЛЮ;;= (О;,() — О;(и)), (2) 25

Затем с помощью контроллера 17 и терминалов 18 и 19 представляют рекомендации оператору по корректировке расхода воздуха по местам с помощью регулирую-. щих заслонок 5. При этом рекомендации на корректировку формируются блоком 11 по алгоритму

Л©,=К, (Qц — Я (и)). (3)

Сигнал изменения расхода охлаждающего воздуха на машину формируется регулятором 11 по следующему алгоритму:

@=КО (О;(и) — О,). (4)

В выражениях (1) — (4) приняты обозначения:

QÄ; — значение темпе ат ы

К.„=К:., К».

Ив теории автоматического управления известно, что для сохранения требуемого затухания переходного процесса в системе регулирования необходимо выполнить условие

К,„. К„„=К =const (6) где К,„,К,К, — соответственно коэффициенты усиления объекта управления, управляющего (5) С помощью датчиков 7 измеряют температуру пограничного с нитью слоя воздуха на каждом рабочем месте. После преобразования аналоговых сигналов в преобразователе 8 в цифровую форму сигнала с его выхода поступают в операционный блок

9, который их обрабатывает в соответствии с заключенными в него алгоритмами и затем передает обобщенную информацию об отклонении средней температуры в блок регулирования (регулятор) 11 и с помощью контроллера 17 выдает информацию на терминалы 18 (блок печати) и 19 (блок отображения, т. е. дисплей).

Блок 9 производит вычисление среднего значения температуры по прядильной машине Q;(ri) в с-м цикле измерения и вычисляет значения отклонений температуры по рабочим местам (A9;;, где 1=1 —:и) от вычисленного среднего значения по машине 9;(и).

При этом в блоке 9 реализуется следующий алгоритм вычислений

Q;;(n) = p Q;j jè; (1) р ур вумра бочем месте в i- м цикле измерения;

Q;(n) — оценка среднего значения температуры по множеству рабочих мест и в i-м цикле измерения;

AQ;; — величина корректировки расхода

j воздуха после регулирующей заслонки в i-м цикле измерения;

Кщ,К вЂ” коэффициенты регулирования расхода охлаждающего воздуха на машину и рабочее место соответственно.

Измеренные датчиками 14 и 15 значения скорости формования нити и температуры охлаждающего воздуха преобразуются в блоке 13 из аналогового значения в цифровое по зависимости, отсчитываемой .по характеристикам, и подаются в блок 12 коррекции, где формируется скорректированное значение управляющего„воздействия

Р;= Куу К ч> (9; (и) — О.) где К вЂ” соответственно поправочный множитель, учитывающий связь коэффициента усиления объекта с отклонением температуры воздуха на прядильную машину и скорости формования нити;

К е,Кю — коэффициенты, учитывающие влияние температуры охлаждающего воздуха и скорости формования нити на температуру пограничного слоя; о

К„, — коэффициент усиления регулятора;

О, — заданное значение (номинальное) пограничного с нитью воздуха.

Значение величины регулирующего сигнала поступает из блока 12 коррекции в цифроаналоговый преобразователь 16, который выдает аналоговый сигнал на регулирующий орган 6 изменения расхода охлаждающего воздуха на прядильную машину.

Равномерность температур по рабочим местам прядильной машины является одним из основных требований, предъявляемых к технологии прядения нитей. Отклонение температуры по одной прядильной машине не должно превышать 3 С для полиэфирных волокон.

При формовании нитей из расплава на их толщину влияют ряд факторов: температура охлаждающего воздуха, скорость волокна при вытягивании, ламинарность и стабильность охлаждающего потока воздуха ит. д.

Изменение во времени этих показателей приводит к изменению коэффициента усиления объекта управления Кщ по каналу регулирующего воздействия на исполнительный механизм, изменяющий расход охлаждающего воздуха, т. е. AP At.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение качества регулирования при изменении температуры охлаждающего воздуха и скорости волокна за счет параметрической самонастройки коэффициента усиления устройства управления К„„- К-р. Доказательством является зависимость коэффициента усиления от температуры охлаждающего воздуха и скорости волокна при условии их достаточно малых приращений в окрестности рабочей точки, соответствующей номинальным значениям температуры t и скорости волокна, имеющая вид

1б75418 устроиства и системы управления;

К,, ʄ— коэффициенты влияния температуры воздуха и скорости нити. 5

Условие справедливо для фиксированных, номинальных значений К и Ку, соот У ветствующих номинальным значенйям температуры f воздуха и скорости V нити. При их изменении изменится и коэффициент усиления объекта. В результате изменен коэф10 фициент усиления системы управления, что приведет к отклонению температуры нити от заданного значения.

Для исключения этого введен корректирующий блок с коэффициентом коррекции 15

Ккор.=К ° К = К ° К

Действительно, в этом случае общий коэффициент системы управления равен

К =К К„„=К; -К К К- ° К,) ° К, =

=К,„- К = const;

К,, =const, 20 т. е. К в этом случае не зависит от температуры охлаждаемого воздуха и скорости волокна.

Таким образом, коррекция расходов по рабочим местам фильеры обеспечивает вы- 25 равнивание температур по рабочим местам, т. е. обеспечивает равное качество нитей по рабочим местам, а учет температуры охлаждающего воздуха на машину и скорости волокна при корректировке расхода охлаждающего воздуха на машину в зависимости от средней температуры по машине исключает неравномерность толщины нитей по длине.

В качестве многоканального аналогоцифрового преобразователя (блоки 8 и 13, фиг. 1) могут быть использованы, например, системы централизованного контроля

А701 — 03 или «АСТРА» — ОЗА.

Первичными датчиками температуры могут быть стандартные термометры сопротивления.

Скорость нитей измеряют по скорости вращения приемных шпулей готовых нитей, на ось вращения которых поставлен обычный тахометр любого типа.

В качестве исполнительного механизма на линии подачи охлаждающего воздуха можно использовать заслонку, снабженную электроприводом.

Исполнительные механизмы ручного привода по рабочим местам имеются на каждой прядильной машине.

Обработка информации и формирование сигналов управления может выполняться с помощью информационно-управляющей системы, выполненной на базе микроЭВМ

«Электроника-60», а гакже диалого-вычислительных комплексов ДВК вЂ” 1,2,3 и т. д.

Формула изобретения

Способ управления процессом охлаждения синтетических нитей, преимущественно на многоместных прядильных машинах, заключающийся в измерении температуры формуемой нити по рабочим местам, вычислении ее среднего значения и определении отклонений измеренных значений температуры от среднего значения, в зависимости от которых формируют управляющее воздействие на подачу охлаждающего воздуха на отдельные рабочие места и в целом на прядильную машину, отличающийся тем, что, с целью снижения неравномерности свойств нити по длине, дополнительно измеряют скорость формования нити и температуру охлаждающего воздуха, а управляющее воздействие корректируют с учетом измеренных параметров.

1675418

K(y) К(у)

Составитель Л. Якутина

Редактор Н. Рогулич Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 2980 Тираж 2é Подп ясное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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