Система управления параметрами движения полосового и пленочного материала

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение качества регулирования. Система 4 регулирования натяжения на раскате включает задатчик 8 натяжения, первую схему сравнения, регулятор 10 натяжения, регулятор 12 частоты вращения, регулятор 10 тока. Система 6 регулирования натяжения на накатке включает задатчик 20 натяжения, второй регулятор 22 натяжения, регулятор 24 частоты вращения, регулятор 26 тока. Первые и вторые входы блоков 42, 43 параметрической коррекции соединены с выходами соответственно задания скорости и ускорения программного задатчика 7. Третьи входы блоков 42,43 подключены к выходам первого и второго счетчиков 40, 41 слоев. В счет специальных сигналов параметрической коррекции, задаваемых во время цикла перемотки на входы контуров регулирования. 1 ил.

ССОЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЬЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10

А1 (594 Н 2Р 5 06

ВСЕОИЗНВЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССа

:(21) 4086516/24-07 (22) 10.07.86 (46) 07.04.89. Вюп. Н- 13 (71) Харьковский политехнический институт им. B.È. Ленина (72) Б.А. Фурман, В.М. Лещенко и М.И. Наплеков (53) 621.3 16.718.5.088(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 310858, кл. Н 02 P 5/45, 196-5.

Шестаков В.М, Регулируемые элект роприводы отделочных агрегатов.

N. 1982, с. 11, рис, 1.3. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ

ДВИЖЕНИЯ ПОЛОСОВОГО И ППЕНОЧНОГО МА ТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. Целью изобретения является повышение качества регулирования. Система 4 регулирования натяжения на раскате включает задатчик

8 натяжения, первую схему сравнения, регулятор 10 натяжения, регулятор

12 частоты вращения, регулятор 10

1471237 тока. Система 6 регулирования натяжения на накатке включает задатчик

20 натяжения, второй регулятор 22 натяжения, регулятор 24 частоты вращения, регулятор 26 тока. Первые и вторые входы блоков 42, 43 параметрической коррекции соединены с.выходами соответственно задания скорости и ускорения программного задатчика

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Целью изобретения является повышение качества регулирования.

На чертеже приведена схема системы управления.

Система управления содержит механизм 1 раската, главный приводной механизм 2, механизм 3 наката, автоматические системы 4-6 регулирования соответственно натяжения на раскате, скорости и натяжения на накате, програмьяый задатчик 7.

Система 4 регулирования натяжения на раскате включает последовательно соединенные первый задатчик

8 натяжения, первую схему 9 сравнения, первый регулятор 10 натяжения, вторую схему 11 сравнения, первый регулятор 12 частоты вращения, третью схему 13 сравнения, первый ре.— гулятор 14 тока, первый преобразователь 15, первый датчик 16 тока и первый электродвигатель 17, первый датчик 18 натяжения, первый датчик

19 частоты вращения, причем выходы датчиков 18, 19 и 16 натяжения, частоты вращения и тока подключены к вторым входам соответственнопервой 9, второй 11 и третьей 13 схем сравнения.

Система 6 регулирования натяжения на накате включает последовательно-соединенные второй задатчик 20 натяжения, четвертую схему 21 сравнения, второй регулятор 22 натяжения, пятую схему 23 сравнения, второй регулятор 24 частоты вращения, шестую схему 25 сравнения, второй

ЗО

7. Третьи входы блоков 42, 43 подключены к выходам первого и второго счетчиков 40, 41 слоев. В устройстве задание значений переменных координат Я и I осуществляется за счет специальных сигналов параметрической коррекции, задаваемых во время цикла перемотки на входы контуров регулирования. 1 нл. регулятор 26 тока, второй преобразователь 27, второй датчик 28 тока и второй электродвигатель 29, второй датчик 30 натяжения, второй датчик

3 1 частоты вращения, причем выходы датчиков 30, 31 и 28 подключены к входам схем 21, 23 и 25 сравнения, систему 5 регулирования скорости, включающую последовательно соединенные седьмую схему 32 сравнения, к первому входу которой подключен выход задания скорости программного задатчика 7, регулятор 33 скорости, восьмую схему 34 сравнения, третий регулятор 35 тока, третий 36 преобразователь, третий датчик 37 тока и третий электродвигатель 38, датчик

39 скорости и датчик 37 тока, выходы которых подключены к вторым входам седьмой и восьмой схем 32 и 34 сравнения, первый и второй счетчики 40 и 41 слоев, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго датчиков 19 и 31 частоты вращеиы, первый и второй блоки 42 и

43 параметрической коррекции, первые и вторые входы которых соединены с выходами соответственно задания скорости и ускорения программного задатчика 7, а третьи входы подключены к выходам соответственно первого и второго счетчиков 40 и 41 слоев, первый и второй выходы первого блока 42 параметрической коррекции соединены с третьими входами соответственно второй и третьей схем 11 и 13 сравнения, первый и второй выходы второго блока из параметрической коррек-. ции соединены с третьими входами соответственно пя" îé и шестой схем 23

1471237 и 25 сравнения, причем блоки 42 и 43 параметрической коррекции реализуют следующие функциональные зависимости:

V V (д = — Я

+ С дз) + (+С <г )<9<г °

dV О<

R9 <

r Rs) + (. — C R )Vz

Dz 10

2 г R 2 2

=А +(—

В<

I А+(—

Вг 2

ИК2

R„= R„„-m,;

R2 = R2„+ НИ2-. 9

dV < dt параметры задания скорости и ускорения; 25 текущие значения числа слоев на раскате и накате; параметры задания токов, формируемые на вторых вь<-30 ходах соответственно первого и второго блоков параметрической коррекЦИИ9 текущие значения радиусов рулона;

9 9

< 9 2 9

I <9 Х

R<,R

А<9 В<9 С< 9

П„Л2,В,С, Р,9

R<«R H

Н вЂ” константы.

При использовании блоков на базе цифровой техники система управления может содержать преобразователи коданалог 44 и частота — код 45.

Система управления работает следу<ощим образом.

Процесс намотки или перемотки материала. носит циклический характер.. Длительность каждого технологического цикла определяется вре9 менем намотки рулона ыа накате. При этом циклограмма скоростного режима состоит из участка разгона, стабилизации скорости ч торможения. Значе-. ния ускорения на участках разгона и торможения, а также значение скорости на участке стабилизации определяется видом материала, как правило, 40

55

rpe Q,, <,) — параметры частот задания, формируемые на первых выходах соответственно

20 первого и второго блоков параметрической коррекции; выбираются из соображений максимальной производительности и являются заданными и повторяющимися от цикла к циклу параметрами. Основная задача электропривода — обеспечить при максимальной производительности стабилизацию натяжения материала на одном уровне на всех участках циклограммы процесса намотки или перемотI ки. При этом следует учесть, что в течение укаэанного цикла радиус рулона материала на раскате непрерывно уменьшается, а на накате — увеличивается. Последнее приводит к непрерывному изменению как частоты вращения рулонов, так и к изменению в широком диапазоне их моментов инерции, т ° е. имеет место значительное изменение динамических параметров, а следовательно, и таких переменных координат как ток якоря и частота вращения двигателя частоты вращения двигателя на раскате:

Ч

Ц P ° (1)

< 9 на накате У = 6

2 Pz R»9 (2) где V — скорость перемотки материала (по главному приводу)

P, H - константы.

Текущие значения радиуса рулонов на раскате и на накате определяются как

R< = R<Ä - НИ,; (3)

К2 = R2« + НИ2, (4) где К(<< и R2« начальные значения радиуса рулонов на раскате и на накате;

Н - толщина материала;

N и М 2 — текущие значения числа оборотов (слоев) рулона на раскате и на накате.

Динамический момент на валу двигателя определяется как

dQ< Й<.о < Д<<«, < -<1 < 9 Д<<«.г .92 d где j,9 j2 — моменты инерции, приведенные к валу двигателя.

Ускорение может быть выражено как

ЙО, d V PdV P,VdR<

P "- (-) = -- — — — — — (6)

dt dt <г R,dt Rã

С учетом (3) и (4)

dt R, dt 2iiRi

d 9 Р» dV P 92 HV»

Ф (8)

Д R dt

Формула изобретения

5 1471237 6

С учетом (5)-(8) и уравнения для эле-i щего значения радиуса рулона при ктромагнитного момента электродвига- заданных значениях скорости и ускотеля при постоянных магнитном потоке Рения ° и статическом моменте нагрузки похьу5 чаем

I =А +(— + С R ) — + (— + G R )V2 в, ач в! ! К ! dt R9 ! 1 ! 1 (9)

В2 ач в, A (— + C R ) — + (— — G R )1 2+ 10

2 Д 2

2 2

Х 2

-(1О)

Текущие значения частоты вращения и тока якоря двигателей раската и наката связаны сложными функциональны 15 ми зависимостями с текущими значениями скорости перемотки, ускорения и

I радиуса рулона. Константыв упомянутых соотношениях определяются видом материала, конструкцией механизмов и за- 20 данным значением натяжения движущеrося материала.

При отсутствии устройств параметрической коррекции значительное изменение частоты вращения двигателей 25 раската и наката в процессе перемотки материала (для реальных механизмов диапазон изменения частоты вращения достигнет 1:10) достигается за счет сигнала рассогласования, вырабатываемого в контуре регулирования натяжения, динамического изменения тока якоря, связанные с. разгоном, торможением, переменным характером инер ционных масс и момента создающего

35 натяжение, создаются за счет рассогласования, вырабатываемого в контуре регулирования частоты вращения.

Оба обстоятельства затрудняют вь.сококачественную стабилизацию натяжения материала. Применение больших значений коэффициентов усиления и интеграторов для уменьшения ошибки во внешнемконтуре регулирования натяжения ограничено условиями устойчивости с учетом большого диапазона изменения значений переменных коэффициентов и сложностью трехконтурной струкгуры.

С целью повьппения точности регулирования натяжения материала задание значений переменных координат 63 и

I осуществляется не за счет ошибки контура регулирования натяжения, а за счет специальных сигналов пара- ° метрической коррекции, задаваемых во время цикла перемотки на входы контуров регулирования частоты вращения и тока якоря в функции текуСистема управления параметрами движения полосового и пленочного материала, содержащая систему регулирования натяжения на раскате, включающую первый электродвигатель, якорная обмотка которого подключена х первому преобразователю, последовательно соединенные первый эадатчик натяжения, первую схему сравнения, первый регулятор натяжения, вторую схему сравнения, первый регулятор частоты вращения, третью схему срав-.. нения, первый регулятор тока, выход которого подключен к входу первого преобразователя, а также первые датчик натяжения, датчик частоты вращения и датчик тока, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, систему регулирования «атяжения на накате, включающую второй электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к второму преобразователю, последовательно .соединенные Второй эадатчик натя <ения, четвертую схему сравнения, второй ре:= гулятор натяжения, пятую схему сравнения, второй регулятор частоты вращения, шестую схему сравнения, второй регулятор тока, выход которого подк«почен к входу второго преобразователя„ а также вторые датчик натяжения, датчик частоты вращения и датчик тока,-выходы которых подключены к вторым входам соответственно четвертой, пятой и шестой схем сравнения, систему регулирования скорости перемотки, включающую третий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к третьему преобразователю, последовательно соединенные программный эадатчик скорости и ускорения, седьмую схему сравнения, регулятор скорости перемотки, восьмую схему сравнения, третий регулятор тока, выход которого подключен к входу третьего преобразователя, а также датчик скорости перемотки и датчик тока, выходы. которых подключены к вторым вхоцам соатветстве«!но седьмой и восьмой схем сравнения, о т л и ч а— ю щ а я с я тем„ что, с целью пбвы1471237

К1 = К!И- HN 1

2 7М 2 °

I -парам тры задания тока, формируемые на вторых выходах соответственно первого и второго блоков параметрической коррекции;

15 щ

dtt — параметры задания скорости и ускорения, формируемые на. выходах программного задатчика и первых и вторых входах блоков параметрической коррекции;

20 параметры числа слоев, сматываемых на раскате и наматываемых на накате; текущие значения радиусов рулона;

Ni N<

«и Ч

Q =Д- Ф

У (V

Q (3 — ъ

? =А+(— +СК)

В

l I А +(— + С R )

1 х R Й 2

+и R

А,,В,,С,, 30 <"

P»A,В„

С2 в Dg э R qq

Р1, дан — + (— + С R)V>dV Э(dt — + (-q + C R )1 +

dV 02

dt Rа 1 1 — константы.

Составитель А. Трофименков

Техред Л.Сердюкова Корректор О. Кравцова

Редактор В. Бугренкова

Заказ 1612/52 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 шения качества регулирования, в нее введены первый и второй счетчики слоев, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго датчиков частоты вращения, первый и второй блоки параметрической коррекции, первые и вторые входы которых соединены с выходами задания соответственно скорости и ускорения программного задатчика, а третьи входы подключены к выходам соответственно первого и второго счетчиков, первый и второй выходы первого блока параметрической коррекции соединены с третьими входами соответственно второй и третьей схем сравнения, первый и второй выходы второго блока параметрической коррекции соединены с третьими входами соответственно пятой и шестой схем сравнения, причем блоки параметрической коррекции реализуют следующие функциональные зависимости гдето, у — параметры задания частоты вращения, формируемые на

5 первых выходах соответственно первого и второго блоков параметрической коррекции;