Устройство для регулирования геометрических параметров кабельных изделий

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию геометрических параметров кабельных изделий и может быть использовано для создания систем, содержащих звенья с переменным запаздыванием и переменным коэффициентом усиления. Цель изобретения - повышение точности регулирования и расширение функциональных возможностей путем введения измерения дополнительных геометрических параметров. Для этого устройство для регулирования геометрических параметров кабельных изделий содержит сумматоры 1-8, модель 9 ванны охлаждения, усилители 10, 11, исполнительный блок 12, блок 13 управления , датчики 14-16, соответственно скорости, температуры расплава и температуры воды, ванну 17 охлаждения, измерители 18,19 диаметра кабеля в горизонтальной и вертикальной плоскостях, регуляторы 20- 22, экструзионный механизм 23, тянущий механизм 24, задатчики 26, 27 диаметра, задатчик 28 сечения, компараторы 29, 30, элементы 31, 32 памяти, блоки 33-44 умножения , блок 45 коррекции, блок 46 деления и блок 47 извлечения квадратного корня. Изобретение позволяет устранить овальность круглого сечения и обеспечить выдерживание нужного соотношения сторон (диагоналей) кабельных изделий иных сечений . 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 05 Р 5/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699049/24 (22) 24.04.89 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) Самарский политехнический институт им, В.В.Куйбышева. (72) А,А,Москвичев, С,А,Кижаев, Ю.В.Славяк и Б.И.Чеовенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1355176, кл. G 05 О 5/03, 1986.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1539731, кл. G 05 О 5/02, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КАБЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию геометрических параметров кабельных изделий и может быть использовано для создания систем, содержащих звенья с переменным запаздывани ем и переменным коэффициентом усиления.

Цель изобретения — повышение точности регулирования и расширение функциональ„„Я3 „„1774311 А1 ных возможностей путем введения измерения дополнительных геометрических параметров. Для этого устройство для регулирования геометрических параметров кабельных изделий содержит сумматоры 1-8, модель 9 ванны охлаждения, усилители 10, 11, исполнительный блок 12, блок 13 управления, датчики 14-16, соответственно скорости, температуры расплава и температуры воды, ванну 17 охлаждения, измерители 18, 19 диаметра кабеля в горизонтальной и вертикальной плоскостях, регуляторы 2022, экструзионный механизм 23, тянущий механизм 24, задатчики 26, 27 диаметра, задатчик 28 сечения, компараторы 29, 30, элементы 31, 32 памяти, блоки 33 — 44 умножения, блок 45 коррекции, блок 46 деления и блок 47 извлечения квадратного корня.

Изобретение позволяет устранить овальность круглого сечения и обеспечить выдерживание нужного соотношения сторон (диагоналей) кабельных иэделий иных сечений, 1 ил.

1774311

10

20

35

45

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическим процессом получения кабельных изделий и может быть использовано для создания систем, содержащих звенья с переменным запаздыванием и переменным коэффициентом усиления, Цель изобретения — повышение точности регулирования и расширение функциональных возможностей путем введения измерения дополнительных геометрических параметров.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит сумматоры 1 — 8, модель 9 ванны охлаждения, усилитель 10 с регулируемым коэффициентом усиления, прогнозирующий усилитель 11, исполнительный блок 12, блок 13 управления, датчик

14 скорости тянущего механизма, датчик 15 температуры расплава в головке экструзионного механизма, датчик 16 температуры воды в ванне 17 охлаждения. специализированные измерители 18 и 19 диаметра кабеля в горизонтальной и вертикальной плоскостях, установленные до и после ванны охлаждения регуляторы 20 и 21 диаметра изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях, регулятор 22 сечения кабеля, экструзионный механизм 23 с электроприводом, тянущий механизм 24 с электроприводам 25, задатчики 26 и 27 диаметра изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях, задатчик 28 сечения изделия, компараторы 29 и 30, элементы 31, 32 памяти, блоки ЗЗ вЂ” 44 умножения, блок 45 коррекции, блок 46 деления, блок.47 извлечения квадратного корня.

Усилитель 10 выполнен в виде делителя напряжения, одно плечо которого является управляемым, Исполнительный блок 12 выполнен в виде интегратора, выход которого, воздействуя на управляющий вход усилителя 10, может менять коэффициент его передачи как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Передаточная функция модели 9 ванны охлаждения реализуется на основе ее разложения в ряд Паде и включает в себя два интегратора и два усилителя, коэффициент усиления одного из которых меняется по сигналу блока 13 управления, Он представляет собой интегратор разности сигнала датчика 14 скорости тянущего механизма и сигнала с эталонного источника напряжения, находящегося в блоке 13, Выход блока 13 воздействует на управляющий вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, изМеняя его как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, в зависимости от знака разности сигналов на входе интегратора, находящегося в блоке 13.

После включения устройства и выхода его на заданный режим, когда время запаздывания в модели равно времени запаздывания в объекте, равном длине ванны, деленной на скорость тянущего механизма, а коэффициент передачи усилителя 10 равен коэффициенту передачи охлаждающей ван-. ны, в устройстве осуществляется компенсация влияния запаздывания, и качество управления определяется лишь динамическими характеристиками экструзионного механизма 23 с электроприводом, тянущим механизмом 24 с его электроприводом 25 и регуляторами 20 — 22. Это обусловлено тем, что сигнал с выхода блока 34 умножения, представляющий собой масштабированный в функции скорости тянущего механизма сигнал, пропорциональный площади сечения изделия до ванны 17 охлаждения, полученный путем перемножения сигналов с первого и второго выходов измерителя 19 диаметра в блоке 33 умножения, поступающий через усилитель 10, модель 9 и сумматор 3 на второй вход сумматора 2, и сигнал с блока 43 умножения, представляющий собой масштабированный в функции скорости тянущего механизма сигнал, пропорциональный площади сечения изделия после ванны охлаждения и полученный путем перемножения сигналов с первого и второго выходов измерителя 18 диаметра в десятом блоке 42 умножения, поступающий на вход сумматора 1, взаимно компенсируются в сумматоре 2. При этом на вход системы поступает только сигнал с задатчика 28. масшабированный в блоке 41 умножения в функции скорости тянущего механизма, Компенсация влияния запаздывания нарушается, если коэффициент передачи ванны меняется по тем или иным причинам, но в основном от изменения разности между температурой расплава в головке экструзионного механизма и температурой воды в ванне охлаждения, которое фиксируется на выходе сумматора 6 по сигналам датчиков

15 и 16, Выходная величина сумматора 6 усиливается прогнозирующим усилителем

11. Величина усиления прогнозирующего усилителя 11, выполненного, как и усилитель 10, в виде делителя напряжения, одно плечо которого является управляемым, корректируется блоком 45 коррекции, выход которого соединен с вторым входом блока 11, Как и блок 13, блок 45 представляет собой интегратор разности сигнала датчика 14 скорости тянущего механизма и сигнала с эталонного источника напряжения, находя1774311

10

20

30

40

50 щегося в блоке 45, При этом, если скорость тянущего механизма выше номинальной, усадка кабельного изделия в охлаждающей ванне 17 при прочих равных условиях меньше, и, следовательно, коэффициент передачи ванны выше, чем при прочих равных условиях, В этом случае разность между скоростью тянущего механизма и эталонным напряжением положительна по знаку, и интегратор начинает увеличивать свой выходной сигнал. При этом увеличивается коэффициент усиления усилителя 11. В случае отрицательной по знаку разности между скоростью тянущего механизма и эталонным напряжением интегратор начинает уменьшать свой сигнал, уменьшается коэффициент усиления прогнозирующего усилителя 11.

Усиленная усилителем 11 выходная величина сумматора 6, пропорциональная прогноэируемой величине сечения диаметра на выходе ванны 17 охлаждения и масштабированная в функции скорости тянущего механизма блоком 44 умножения, сравнивается в сумматоре 4 с сигналом задатчика 28 сечения изделия, масштабированным в функции скорости тянущего механизма блоком

41 умножения и пропорциональным номинальной величине сечения, При равенстве коэффициента передачи ванны охлаждения и коэффициента передачи усилителя 10 выходной сигнал сумматора 4 равен нулю. В противном случае выходной сигнал сумматора 4 поступает на вход исполнительного блока 12 через сумматор 5. Исполнительный блок изменяет коэффициент передачи усилителя 10, так, чтобы он стал равным коэффициенту передачи ванны. Если изменение коэффициента передачи ванны вызвано не изменением вышеуказанной разности температур, на вход исполнительного блока 12 поступает с выхода сумматора 5 разность между сигналом с выхода блока 43 умножения, соединенного с третьим входом сумматора 5, и сигналом с выхода модели 9 ванны охлаждения.

Блок 12 аналогичным образом изменяет коэффициент передачи усилителя 10, Для поддержания диаметров изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях необходимо знать величину изменения коэффициента передачи ванны не в отношении сечения изделия, а в отношении его диаметров. С этой целью вычисление этого коэффициента происходит в такой последовательности. В блоке 46, на второй вход которого подается сигнал с выхода усилителя 10, а на первый вход его подается из блока 34 умножения масштабированный в функции скорости тянущего механизма сигнал, соответствующий величине сечения изделия, осуществляется операция деления, и на выходе блока имеется сигнал, соответствующий величине коэффициента передачи по сечению. Поскольку данный коэффициент пропорционален отношению квадратов диаметров изделия, в блоке 47 осуществляется операция извлечения из этой величины квадратного корня.

В блоках 35 умножения, на первые входы которых подается выходной сигнал блока 47, происходит умножение выходных сигналов измерителя 19, соответствующих текущим значениям диаметров в горизонтальной и вертикальной плоскостях, на прогнозируемое значение коэффициента передачи. Полученные сигналы, прогнозирующие значения диаметров на выходе из охлаждающей ванны, масштабируются в четвертом блоке 36 умножения и шестом блоке 38 умножения в функции скорости тянущего механизма. Выходные сигналы блоков 36 и 38 подаются на вторые входы сумматоров 7 и 8 и на вторые входы компараторов 29 и 30. На третьи входы сумматоров 7 и 8 и третьи входы компараторов 29 и

30 подаются масштабированные в функции скорости тянущего механизма блоком 29, 40 умножения сигналы с блоков 27 и 26, задающие номинальные диаметры изделия в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Поддержание в заданных пределах величин диаметров осуществляется следующим образом. Сигнал с выхода регулятора 22 сечения одновременно подается на первые входы компараторов 29 и 30, соединенные последовательно с элементами 31 и 32 памяти, с выходов которых сигналы поступают на первые входы сумматоров 7 и 8. При выходе величины диаметров в горизонтальной или вертикальной плоскостях за допустимые пределы сигнал рассогласования с выхода сумматора 7 или 8 подается на регулятор 20 или 21, который выдает сигнал регулирования на электропривод экструзионного механизма 23 или электропривод 25 тянущего механизма. В зависимости от знака величины рассогласования ускоряется и замедляется вращение шнека экструзионного механизма (уменьшается или увеличивается скорость тянущего механизма), и величина диаметра входит в необходимые пределы. При равенстве выходных сигналов блоков 40 и 38 или блоков 39 и 36 регулирования по диаметру в горизонтальной или вертикальной плоскости с помощью компараторов 29 или 30 отключается от появления рассогласования между заданным значением диаметра и его

1774311

5 10

20

35 прогнозируемым значением в той или иной плоскости или же в обеих плоскостях одновременно. При этом на вторые входы сумматоров 7 и 8 подаются сигналы, запомненные элементами 31 и 32, При изменении времени запаздывания вследствие изменения скорости тянущего механизма под действием выходного сигнала блока 13 осуществляется выравнивание времени запаздывания модели 9.

Изобретение позволяет устранить овальность круглого сечения и обеспечить выдерживание нужного соотношения между сторонами (диагоналями) кабельных изделий иных сечений.

Формула изобретения устройство для регулирования геометрических параметров кабельных. изделий, содержащее охлаждающую ванну, расположенную между экструзионным и тянущим механизмами с электроприводами, задатчик и регулятор диаметра изделия в горизонтальной плоскости, подключенный выходом к входу экструзионного механизма, последовательно соединенные первый и второй сумматоры, последовательно соединенные датчик скорости тянущего механизма, блок управления, модель охлаждающей ванны и третий сумматор, подключенный выходом к второму входу второго сумматора, измерители диаметра изделия в горизонтальной плоскости, установленные до и после охлаждающей ванны, последовательно соединенные четвертый сумматор и пятый сумматор, подключенный вторым входом к первому входу третьего сумматора, а выходом — к входу исполнительного блока, соединенного выходом с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, подключенного выходом к второму входу модели охлаждающей ванны и второму входу третьего сумматора, шестой сумматор, соединенный первым входом с выходом датчика температуры в головке экструзионного механизма, вторым входом — с выходом датчика температуры охла>кдающей ванны, а выходом — с входом прогнозирующего усилителя, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и расширения функциональных воэможностей путем введения измерения дополнительных геометрических параметров, в него введены последовательно соединенные регулятор сечения кабельного изделия, первый элемент памяти и седьмой сумматор, соединенный выходом с входом регулятора диаметра изделия в горизонтальной плоскости, последовательно соединенные второй компаратор, второй элемент памяти, восьмой сумматор и регулятор диаметра изделия в вертикальной плоскости, подключенный выходом к входу электропривода тянущего механизма, последовательно соединенные первый блок умножения, второй блок умножения, блок деления, блок извлечения квадратного корня, третий блок умно>кения и четвертый блок умножения, подключенный выходом к вторым входам второго компаратора и восьмого сумматора, последовательно соединенные пятый блок умножения и шестой блок умножения, подключенный выходом к вторым входам первого компаратора и седьмого сумматора, последовательно соединенные задатчик диаметра изделия в вертикальной плоскости и седьмой блок умножения, соединенный выходом с третьими входами второго компаратора и восьмого сумматора, восьмой блок умножения, соединенный входом с выходом задатчика входами первого компаратора и седьмого сумматора, последовательно соединенные задатчик сечения изделия и девятый блок умножения, соединенные выходом с первыми входами первого и шестого сумматоров, последовательно соединенные десятый сумматор и одиннадцатый сумматор, соединенный выходом с вторым входом первого и с третьим входом четвертого сумматоров, двенадцатый сумматор, соединенный первым входом с выходом прогнозирующего усилителя, а выходом — с вторым входом шестого сумматора, блок коррекции, подключенный выходом к управляющему входу прогнозирующего усилителя, измеритель диаметра изделия в вертикальной плоскости, установленный до охлаждающей ванны и соединенный выходом с вторым входом третьего блока умножения и первым входом первого блока умножения. второй вход которого соединен с вторым входом пятого блока умножения и выходом измерителя диаметра изделия в горизонтальной плоскости, установленного до охлаждающей ванны, измеритель диаметра иэделия в вертикальной плоскости, установленный после охлаждающей ванны и соединенный выходом с первым входом десятого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом измерителя диаметра изделия в горизонтальной плоскости, установленного после охлаждающей ванны, причем выход датчика скорости тянущего механизма соединен со вторыми входами второго, одиннадцатого, двенадцатого, шестого, восьмого, седьмого, девятого и четвертого блоков умножения и входом блока коррекции, второй вход блока деления соединен с

Л 4311

Составитель А. Москвичев

Техред M. Моргентал Корректор А. Мотыль

Редактор С. Кулакова

Заказ 3926 Тираж 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 выходом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход пятого блока умножения соединен с выходом блока извлечения квадратного корня, выход второго сумматора соединен с входом регулятора сечения кабельного изделия.