Устройство для управления скоростными режимами перемоточного станка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

О А1 (19) (11) ) списочник ивов ктаНИЙ .

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793241/28-12 (22) 24.09.84 (46) 07.06.86. Вюл. N - 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.Г.Воронов, N.Ã.Ðîõìàí, Л.А.Кивит, Г.В.корсаков и А.А.Агацжанян (53) 677.053(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

Р 1087594 кл. D 21 G 9/00, 1982. (54)(57) уСТРОйСТВО gJI2 уПРАВЛЕНИН

СКОРОСТНЬП И РЕЖИМА?1И ПЕРЕМОТОЧНОГО

СТАНКА, содержащее генератор опорной частоты, блок деления, триггеры, элементы И, реверсивные счетчики, цифроаналоговый преобразователь, компаратор, задатчик скорости, источник опорного напряжения, размыкающие контакты кнопок управления, шины "Аварий" ный останов", "Пуск" и "0", времяимпульсный распределитель, схемы совпадения, квадратор, блок умножения, задатчик поправочного коэффициента, регистр, схему. сравнения, управляемый делитель частоты, регистр ускоре:. ния, выходной усилитель, дешифратор, блок задания длины, блок технологической блокировки и датчики длины, обрыва и среза, подключенные к соответствующим входам блока технологической блокировки, выход которого подсоединен к первому входу первой схемы совпадения, выход генератора опор(51) 4 П 21 С 9!00 В 65 Н 79 00 ной частоты связан с входами блока деления > время-импульсного распределителя и первым входом второй схемы совпадения, выходы первого триггера подключены соответственно к вторым входаМ первой и второй схем совпадения, первые выходы первого рекерсивного счетчика связаны с первыми входами схемы сравнения, а вторые выходы — с первыми входами дешифратора, выходы блока задания длины подключены к вторым входам дешифратора, первый выход которого соединен с Я -входом первого триггера, а второй выход — с входом выходного усилителя, выходы первой и второй схем совпадения подсоединены соответственно к входам обратного и прямого счета первого реверсивного счетчика, первый выход время-импульсного распределителя подключен к первому входу третьей схемы совпадения, второй вход которой связан с выходом блока технологической блокировки, второй выход время-импульсного распределителя соединен с первыми входами квадратора, регистра, и регистра ускорения, выход третьей схемы совпадения подключен к второму входу квадратора, выход которого связан с первым входом управляемого делителя частоты, выходы регистра ускорения подсоединены к вторым входам управляемого делителя частоты, выход которого подключен к второму входу регистра, вторые входы схемы сравнения связаны с выходами регистра, выходы задатчика гоправочного коэффициента подсоединены к первым входам блока умножения, выходы которого подключены к вторым

1236037 входам регистра ускорения, первые входы первого и второго элементов И подсоединены к выходу блока деления, вторые входы соответственно к инвертирующему и неинвертирующему выходам второго триггера,,третьи входы — соответственно к инвертирующему и неинвертирующему выходам третьего триггера, g — и > -входы которого посредством размыкающих контактов кнопок управления связаны с шиной "0", четвертый вход первого элемента И подключен к неинвертирующему выходу четвертого триггера, R -вход которого подсоединен к первому выходу второго реверсивного счетчика, 5 -входы первого, второго и четвертого триггеров подключены к шине "Пуск", R -вход второго триггера связан с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения, четвертый вход второго элемента И подключен к выходу компаратора, первый вход которого связан с выходом цифроаналогового преобразователя, подключенного к регулируемому приводу перемоточного станка, входы обратного и прямого счета второго реверсивного счетчика подсоединены соответственно к выходам первого и второго элементов И, второй вход компаратора посредством задатчика скорости свяИзобретение относится к области автоматических устройств для управления скоростными режимами техноло" гического оборудования при перемотке длинномерных гибких материалов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности и других отраслях промышленности с подобными технологическими операциями.

Цель изобретения — повышение точности управления .путем обеспечения изменения режимов разгона и тормо>кения в зависимости от текущего радиуса разматываемого рулона, .

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. зан с источником опорного напряжения и .первым входом цифроаналогового преобразователя, вторые входы которого подсоединены к вторым выходам второго реверсивного счетчика, второй вход элемента ИЛИ связан с шиной "Аварийный останов", а также блок задания режимов разгона и торможения, о т,п и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности управления путем обеспечения изменения режимов разгона и торможения в зависимости от текущего радиуса разматываемого рулона, блок задания режимов разгона и торможения содержит датчик оборотов рулона, буферный регистр, блок памяти и блок контроля радиуса, при этом первый вход блока контроля радиуса связан с выходом блока технологической блокировки, первые входы блока памяти подключены к выходам блока контроля радиуса, выходы буферного регистра подсоединены к вторым входам блока деления и нторым входам блока умножения, а первые входы — к выходам блока памяти, выход датчика оборотов рулона связан с вторыми входами буферного регистра, блока памяти и блока контроля радиуса, при этом адресный вход блока памяти связан с шиной:

"Аварийный останов".

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, датчик 2 длины, датчик 3 обрыва, датчик 4 среза материала, блок 5 технологической блокировки, блок б задания длины, дешифратор 7, реверсивный счетчик 8, схемы- 9 и 10 совпадения, триггер 11, выходной усилитель 12, шину 13

"Пуск", задагчик 14 интенсивности, время-импульсный распределитель 15, схему 16 совпадения, квадратор 17, регистр 18, схему 19 сравнения, блок 20 умножения, задатчик 21 поправочного коэффициента, регистр 22 ускорения, управляемый делитель 23 частоты„ блок 24 деления, триггеры 25 — 27, элементы И 28 и 29, компаратор 30, реверсивный счет1236037 4 чик 3 1, цифроаналоговый преобразователь 32, задатчик 33 скорости, размыкающие контакты 34 и 35 кнопок управления, элемент ИЛИ 36, шину 37

"Аварийный останов", датчик 38 оборотов рулона, блок 39 контроля радиуса, блок 40 памяти, буферный регистр 41 и шину 42 "0". Датчики 2 длины, 3 обрыва и 4 среза материала подключены к соответствующим входам 10 блока 5 технологической блокировки, выход которого подсоединен к нервому входу схемы 10 совпадения, выход генератора 1 опорной частоты связан с входом время-импульсного распре- 15 делителя 15, первым входом блока 24 деления и первым входом схемы 9 совпадения, выходы триггера 11 подключены соответственно к вторым входам схем 9 и 10 совпадения, первые 20 выходы реверсивного счетчика 8 связаны с первыми входами схемы 19 сравнения, а вторые выходы — с первыми входами дешифратора 7. Выходы блока б задания длины подключены к вто- 25 рым входам дешифратора 7, первый выход которого соединен с R -входом триггера 11, а второй выход — с входом выходного усилителя 12, выходы схем 9 и 10 совпадения подсоединены соответ-30 ствеино к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика 8. Первый выход время-импульсного распределителя 15 подключен к первому входу схемы 16 совпадения, второй вход ко- З5 торого связан с выходом блока 5 технологической блокировки, второй выход время"импульсного распределителя <5 соединен с первыми входами квадратора 17, регистра 22 ускорения и регист, 0 ра 18, выход схемы 16 совпадения подключен ко второму входу квадратора 17, выход которого связан с первым входом управляемого делителя 23 частоты. Выходы регистра 22 управления подсоеди- 5 иены к вторым входам управляемого делителя 23 частоты, выход которого подключен к второму входу регистра 18, вторые входы схемы 19 сравнения связаны с выходами регистра 18, выходы за-50 датчика 21 поправочного коэффициента подсоединены к первым входам блока 20 умножения, выходы которого подключены к вторым входам регистра 22 ускорения. Первые входы элементов И 28 и 29 подсоединены к выходу блока 24 деления, вторые входы соответственно к инвертирующему и неинвертирующему выходам триггера 26, третьи входы соответственно к инвертирующему и неинвертирующему выходам триггера 25, R- и 8 -входы которого посредством размьпсающих контактов, 34 и 35 кнопок управления связаны с шиной 42 "0", четвертый вход элемента И 29 подключен к неинвертирующему выходу триггера 27, К -вход которого подсоединен к первому выходу реверсивного счетчика 31, 6 -входы триггеров 11

26 и 27 объединены и подключены к шине 13 "Пуск", R -вход триггера 26 связан с выходом элемента ИЛИ 36, первый вход которого соединен с выходом схемы 19 сравнения. Четвертый вход элемента И 28 подключен к выходу компаратора 30, первый вход которого связан с выходом цифроаналогового преобразователя 32, подключенного к регулируемому приводу перемоточного станка, входы обратного и прямого счета реверсивного счетчика 31 подсоединены соответственно к выходам элементов И 28 и 29. Второй вход компаратора 30 посредством задатчика 33 скорости связан с источником опорного напряжения и первым входом цифроаналогового преобразователя 32, вторые входы которого подсоединены к вторым выходам реверсивного счетчика 31. Второй вход элемента ИЛИ 36 связан с шиной 37 "Аварийный останов", первый вход .блока 39 контроля радиуса связан с выходом блока 5 технологической блокировки, первые входы блока 40 памяти подключены к выходам блока 39 контроля радиуса, выходы буферного регистра 4 1 подсоединены к вторым входам блока 24 деления и вторым входом блока 20 умножения, а первые входы буферного регистра 4 1 подключены к выходам блока 40 памяти. Выход датчика 38 оборотов рулона связан с вторыми входами буферного регистра 4 1, блока 40 памяти и блока 39 контроля радиуса, при этом адресный вход блока 40 памяти связан с шиной 37 "Аварийный останов".

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии реверсивные счетчики 8 и 31 устанавливаются в нулевое состояние, сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 32 равен нулю и триггер 25 находится в состоянии, когда на обоих его выхо1236037 дах нырабатывается сигнал " 1 так как оба его входа подключены при помощи размыкающих контактов 34 и 35 кнопок управления к шине "0" .

В блоке 40 памяти записана требуемая зависимость интенсивности разгона и торможения от радиуса раэматываемого рулона.

Перед началом намотки в блоке 6 10 задания длины набирается число„ равное заданной длине материала в рулоне.

При подаче импульса "Пуск" по шине 13 триггеры 11, 26 и 27 уста- 15 навливаются в единичное состояние.

Сигнал "1" с прямого (неинвертирующего) выхода триггера 26 разрешает прохождение импульсов частоты с выхода блока 24 деления через логи- ZO ческий элемент И 28 на вход сложения реверсивного счетчика 31.

На каждом обороте разматываемаго рулона в блоке 39 контроля радиуса записывается число, пропорциональное его радиусу, которое является изменяющимся аргументом функции, записанной в блок 40 памяти. 1(онтроль радиуса разматываемого рулона осуществляется либо подсчетом числа импульсов ЗО датчика 2 длины за один оборот разматываемого рулона, либо в виде отношения периодов вращения разматываемога рулона и несущего вала станка.

На переднем фронте импульса датчи- 5 ка 38 оборотов радиуса осуществляется разрешение считывания и перезапись числа с выхода блока 40 памяти в буферный регистр 4 1 ° Следовательно, в буферном регистре 41 все время gg записано число, соответствующее интенсивности изменения скорости при данном радиусе разматываемого рулона.

Наличие буферного регистра 41 предотвращает исчезновение этого числа 4l в момент определения радиуса рулона блоком 39 контроля радиуса.

В результате этого, на выходе блока 24 деления на каждом обороте рулона вырабатывается частота 50 î

f вих Д где f — частота генератора 1 опорной частоты

N — число, записанное в буферный регистр.

Импульсы частоты Й„,„ поступают на вход сложения реверсивного счетчика 31, суммируясь в нем. В результате этого, на выходе цифроаналогового преобразователя 32 увеличивается напряжение, являющееся напряжением задания скорости перемотки.

1(огда напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 32 становится равным напряжению, снимаемому с движка задатчика скорости — потенциометра 33, на выходе компаратора 30 вырабатывается сигнал, запрещающий прохождение импульсов с выхода блока 24 деления через логический элемент И 28 на вход сложения реверсивного счетчика 31. Цикл разгона станка оканчивается. Время разгона до номинальной скорости пропорционально числу N.

При нажатии на кнопку управления и размыкании контакта 34 во время разгона станка триггер 25 устанавливается в нулевое состояние, на его прямом выходе вырабатывается сигнал "0". Этим запрещается прохождение импульсов частоты с выхода бло- ка 24 деления через элемент И 28, и разгон станка прекращается до того момента, пока контакт 34 не возвращается в исходное положение.

При изменении сигнала задатчика скорости — потенциометра 33 изменяется уставка напряжения на одном из входов компаратора 30 и, следовательно, происходит изменение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 32 и соответственно скорости перемотки.

Одновременно в момент подачи импульса по шине 13 "Пуск" разрешается прохождение импульсов с выхода генератора 1 опорной частоты через схему 9 совпадения на вход сложения реверсивного счетчика 8 (триггер i 1 установлен в состояние "1"), После записи в реверсивный счетчик 8 числа импульсов, равного заданному блоком 6 задания длины, на выходе дешифратара ? вырабатывается импульс„ устанавливающий па R -входу триггер 11 в состояние ."0" и запрещающий прохождение импульсов генератора 1 опорной частоты.через схему 9 совпадения на вход сложения реверсивного счетчика 8.

В реверсивном счетчике 8 оказывается записанным число импульсов, 1236037 где N — число, записанное в буферном регистре 4 1 и поступающее на ЗО вход блока 20 умножения;

 — число, записанное в блок 20 умножения при помощи задатчика 21 поправочного коэффициента. 3S

В связи с этим на выходе управляемого делителя 23 частоты вырабатывается число импульсов

Ид А

2»1»

40 где 2" - емкость управляемого делителя 23 частоты.

Числа Н поступает в регистр 18. „

Если число В, записанное на входе блока 20 умножения при помощи задатчика 21 поправочного коэффициента, пропорционально разрешающей способности датчика 2 длины и частоте гене-, ратора I опорной частоты,,то на каждом цикле переполнения время-импульсного распределителя 15 в,регистр 18 записывается число импульсов, равное длине участка торможения: у2

2ащ где У вЂ” скорость намотки; равное заданной длине материала в рулоне.

При разгоне станка и в процессе . намотки рулона на выходе схемы 16 совпадения вырабатывается число импульсов, пропорциональное действительной скорости перемотки, как число импульсов датчика 2 длины за эталонный интервал времени, вырабатываемый время-импульсным распредели- 10 телем 15 при помощи суммирования заданного числа периодов частоты гене-ратора 1 опорной частоты.

Импульсы с выхода схемы 16 совпадения поступают на вход квадрато- 15 ра 17, на выходе которого вырабатывается число импульсов, пропорциональное квадрату действительной скорости перемотки V;

1 .у2 2а и поступающее на счетный вход управляемого делителя 23 частоты.

В регистр 22 ускорения на каждом импульсе переполнения время-импульсного распределителя 15, вырабатывае- 25 мом на его втором выходе, перезаписывается из блока 20 умножения число

A=N В, а — ускорение станка на участке

Щ тбрможения.

Импульс переполнения время-импульсного распределителя 15, вырабатываемый на его втором выходе, очищает квадратор 17, регистр 18 и перезаписывает число A из блока 20 умножения в регистр 22 ускорения, и цикл измерения скорости перемотки и определения длины материала на участке тормо>кения в функции скорости перемотки и интенсивности торможения повторяется.

Одновременно в процессе намотки рулона импульсы датчика 2 длины через блок S технологической блокировки-и схему 10 совпадения (триггер 11 находится в состоянии "0") поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 8 и вычитаются из числа, записанного в нем в начале намотки.

При равенстве чисел, записанных в регистр 18 и реверснвный счетчик 8 в режиме вычитания, на выходе схемы 19 сравнения вырабатывается импульс торможения, устанавливающий через логический элемент ИЛИ 36 триггер 26 в состояние "0". Этим разрешается прохождение импульсов с выхода блока 24 деления через логический элемент И 29 на вход вычитания реверсивного счетчика 31.

Период следования этих импульсов пропорционален новому значению числа М, перезаписанного с выхода бло ка 40 памяти в буферный регистр 41 и соответствующего новому значению радиуса разматываемorо рулона.

В результате уменьшения числа, записанного в реверсивном счетчике 3 1 в период разгона, уменьшается напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 32, и станок начинает тормозиться с темпом, опре-, деляемым значением числа, записанного в буферном регистре 41.

При записи в реверсивный счетчик 31 числа "0" па его выходе переполнения вырабатывается импульс, устанавливакщий триггер 27 в нулевое состояние и блокирующий этим прохождение импульсов на вход вычитания реверсивного счетчика 31.

В процессе намотки к этому моменту в реверсивном счетчике 8 число ймпульсов становится равным нулю, на втором выходе дешифратора 7 поПри необходимости аварийного останова станка на любом из участков его работы подается импульс по шине 37 "Лварийный останов", устанавC >aD

puApg жабы,У5 — Ц 4

371 „

Составитель А.Козлов

Редактор Н.Данкулич Техред H.. Попович KJ-,çðeê,"op Е.Сирохман

Заказ 3070/30 Тираж 355 Подпксное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и бткрытий

113035, Москва, Л(-35, Рауиская наб., д . 4/5

Производственно-полиграфическое прецприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 является сигнал останова, воздейст-вующий через выходной усилитель 12 на схему останова станка.

При нажатии на кнопку и размыкании контакта 35 во время торможения станка триггер 25 устанавливается в состояние "1". Этим запрещается прохождение импульсов с вы- ода блока 24 деления через логический элемент И 29 на вход вычитания реверси ного счетчика 31 и торможение станKG прекращается до возврата контакта 35 кнопки управления в исходное положение.

1236037 10 ливающий триггер 26 в состояние "0" и вызывающий режим торможения и останова станка.

Темп аварийного останова определяется числом,, записанным в блок 40 памяти по первому адресу, перезаписываемым в этом случае в буферный регистр 4 1.

При обрыве материала либо при дов- 1О матывании рулона в счет ранее срезанных слоев материала сигналы датчиков 3 обрыва и 4 среза материала запрещают прохождение импульсов датчика 2 длины в устройство за счет появ15 ленин сигнала "0 на втором или третьем входах блока 5 технологической блокировки {т.е. блок 5 технологической блокировки выполняет логическую операцию ЗИ-НЕ) .