Устройство для автоматического управления вытяжкой химических волокон

 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления непрерывной вытяжкой химических нитей в прядильно-отделочных производствах химических волокон. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство позволяет повысить надежность системы за счет включения в нее блоков временной задержки, предотвращающих отключение блока управления скоростными режимами при кратковременном пропадании напряжения в сети и кратковременных перегрузках, блока контроля напряжения, отключающего блок управления скоростными режимами при снижении напряжения ниже допустимого минимального уровня, и предохранительного блока, позволяющего выдерживать предельные нагрузки при возникновении короткого замыкания в цепи управления приводами вытяжных и гофрирующих валков. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g) E Я

i4T.",.;т) I. ) ) .)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306102/23-12 (22) 1 7.07,87 (46) 23.05.89. Бюл. 11) 19 (71) Могилевский филиал Опытно-кон-. структорского бюро автоматики Научно-производственного объединения

"Химавтоматика" (72) В.П.Ансов, А.А.Бахарь, А.И.Васильев, B.B.Клюшкин и Г.К.Ковалев (53) 677.46.021.545 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1414894, кл. В 65 Н 59J38, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ВЫТЯЖКОЙ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН (57) Изобретение относится к автоматическим устройствам для управления непрерывной вытяжкой химических ниИзобретение .относится к автоматическим устройствам для управления непрерывной вытяжкой химических нитей в прядильно-отделочных производствах химических волокон.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока управления.

Устройство содержит (фиг.1) установленный на прядильно-отделочном агрегате электродвигатель 1 привода рифленых валков 2 гофрировочной машины 3 с контейнером 4, экструдер с фильерой 5, валки 6 вытяжного стана

„„SU„„11481173 (511 4 B 65 H 59/38 Р 01 H 1/26 тей в прядильно-отделочных производствах химических волокон, Целью изобретения является повышение надежности. Устройство позволяет повысить надежность системы за счет включения в нее блоков временной задержки, предотвращающих отключение блока управления скоростными режимами при кратковременном, пропадании напряжения в сот,, и кратковременных перегрузках, блока контроля напря:) ения, отключающего блок управления скоростными режимами при снижении напряжения ниже допустимого минимального уровня, и предохранительного блока, позволяющего выдерживать предельные нагрузки при возникновении короткого замыкания в цепи управления приводами вытяжных и гофрирующих валков. 1 з,п, ф — лы, 2 ил. с индивидуальными электродвигателя- ("© ми для транспортировки и вытяжки жгута 7, силовой блок 8, выполненный в виде последовательно включенных

4 выпрямителя 9, фил .тра 10, предохранительного блока 11, блока 1? щунтирующих тиристоров, блока 13 комму) тации, блока 1 4 коммутирующих тиристоров и блока 15 силовых тирис-i

) торов, датчики 1 6 и 1 7 тока, форми ователь 18 управляющих импульсов, P

3 регулятор 19 усилия вытяжки, датчик

20 выходного напряжения, блок 21 контроля входного напряжения, блок

22 контроля тока> блок 23 контроля тока и напряжения, логические элементы ИЛИ 24 и 25, блоки 26 и 27 времен1481173

1О

30 ной задержки, реле 28, блок 29 сигнализации, схемы 30 и 31 блокировки, блок 32,контроля напряжения, ключ

33 и блок 34 управления скоростны— ми режимами, имеющий в своем составе (фиг, 2) логический элемент И 35, переключатель 36, блок 37 согпадения, таймер 38, логические элементы

ИЛИ 39 и 40, формирователь 41 управляющих импульсов, блок 42 временной задержки, кольцевой счетчик 43, преобразователь 44 напряжение — часто1 та, цифроаналоговый преобразователь

45, реверсивный счетчик 45, тактовый генератор 47 и блок 48 ограничения тока.

Первый выход датчика 17 входного тока подключен к первому входу сило1 вого блока Я, а второй выход связан с первыми входами блока 22 контроля тока и регулятора 19 усилия вытяжки, Вход датчика 17 выходного тока подсоединен к первому «выходу силового блока Я, первый выход подключен к электродвигателям валкоц б вытяжного стана и к входу датчика 20 выходного напряжения, а второй выход связан с вторым входом блока 34 управления скоростными режимами. Второй вход регулятора 19 усилия вытяжки подкл|очен через ключ 33 к первому выходу блока 34 управления скоростными режимами, третий вход подсоединен к второму выходу датчика 17 выхоцного тока, а четвертый вход свя— а 3I. с a5!«top,oM. p, !TEAK;t 20 выходного напряжения. Выход регулятора 19 усилия вытяжки через формирователь 8 управляющих импульсов подсоединен

K второму входу силового блока 8, третий и четвертыи входы которого подключены соответственно к второму и третьему выходам блока 34 управления скоростными режимами, Первый вход логического элемента ИЛИ 25 через блок 23 контроля тока и напряжения подсоединен к второму вь«ходу силового блока Я, Вход блока 26 вре— менной задержки подкл|о tpti к выходу блока 21 контроля входного напряжения„первый выход подсоединен к реле 28„а второй выход связан с первым входом логического элемента

ИЛИ 24 и вторым входом логического элемента ИЛИ 25. Вход блока 27 временной задержки подключен к выходу блока 22 контроля тока, а выход подс оединеп к треть ему входу логич еского элемента ИПИ 25 и второму входу логического элемента ИЛИ 24, третий вход которого связан с выходом блока 23 контроля тока и напряжения, а выход подключен к входу блока 29 сигнализации. третий вход блока 34 управления через блок 32 контроля напряжения соединен с третьим выходом силового блока 8, пятый и шес— той входы которого связаны с выходами соответственно схем 30 и 31 блокировки. Четвертый выход блока

34 управления подсоединен к первому входу схемы 3! блокировки, второй вход которой и первый вход схемы 32 блокировки объединены и подключены к выходу блока 23 контроля тока и напряжения. Выход реле 2Я связан с отключа1ощими входами схем 30 и 31 блокировки.

Валки 6 вытяжного стана расположепы соосно на валах синхроннореактивных электродвигателей переменного тока„ Валки б вытяжного стана имеют диаметр, постепенно увеличиваюшийся по направлению движения жгута 7, Система работает следующим пбразом, При вклн«чении агрегата напряжение подается одновременно на привоцы дозирующих насосиков прядильной машины (не показаны), на приводы BHJI ког, 5 вытяжного стана и на привод 1 гофрировочной машины 3, Для установки устройства в рабочее положение замыкают переключатель

36 (фиг,2), что приводит к включению логического элемента И 35 и подаче кратковременного импульса на блок 37 совпадения и на таймер 38, с выхода которого через логический элемент ИЛИ 40 подается сигнал на включение блока 2 шунтирующих тиристоров. При этом заряжаются конденсаторы блока 13 коммутации и подается разрешающий сигнал на оцин из входов блока 37 совпацения, на других входах которого уже имеются сигналы с второго выхода логического элемента И 35, и от тактового гене— ратора 47 через реверсивный счетчик

46, цифроаналоговый п реобр аз ова тель

45 и преобразователь 44 напряжение часTQTB. выдаются сигналы тактовой частоты на кольцевой счетчик 43,который одновременно выдает на блок 37 совпадения и на формирователь 41 упуправления Отсутс.твует, в результате чего на блок 37 совпадения и на таймер 38 этот сигнал не поступит, электродвигатели привода валков 6 не запустятся и вытяжка жгута 7 не производится.

После запуска вытяжной машины на входы регулятора 19 усилия вытяжки с датчиков 16 и 1? тока и датчика

20 выходного напряжения поступают соответствующие сигналы, которые сравниваются в регуляторе 19 усилия вытяжки с заданной величиной фзо, пропорциональной мощности электродвигателей валков 6 и усилию вытяжки в

50

5 1 4811 равляющих импульсов сигналы с частотой в шесть раз меньше тактовых.

Сигнал с выхода блока 37 совпадения открывает электронный ключ 33 и регулятор 19 усилия вытяжки начина5 ет свою работу. Б начальный период этот регулятор работает лишь в качестве пусковой схемы, обеспечивающей сравнение заданного и выходного напряжений „.

В момент пуска на выходе регуля— тора 19 усилия вытяжки создается максимальное напряжение, поступающее далее на формирователь 18 управляющих импульсов, выходной сигнал которого воздействует на тиристоры выпрямителя 9. Тиристоры в первый мо— мент открываются полностью и происходит быстрый заряд конденсаторов в 20 фильтре 10. Как только конденсаторы в фильтре 10 зарядятся, компаратор блока 23 контроля тока и напряжения выдает разрешающий сигнал на один из входов трехвходового логического 25 элемента ИПИ 25. Если при этом напряжение на входе блока 21 контроля входного напряжения и ток от датчиков 16 и 17 тока в блоке 22 контроля тока соответствуют требованиям 30 технологического регламента, на выходе логического элемента HJIH 25 появится сигнал, который даст разрешение логическому элементу И .35 сфорМировать на своем выходе постоянный

35 сигнал управления, подаваемый далее на вход таймера 38.

Если в технологическом процессе вытяжки возникнут RBарийные ситуации, например из-за ненормального зяпус- 40 ка одного из двигателей валков 6 вытяжного стана или из-за превышения заданного усилия вытяжки, на выходе логического элемента И 35 сигнал

73 жгуте 7. Если, например, из-Bë термич е ской неодноро "LHo c TH вытягив я емого жгута 7 химического волокна ус»лие вытяжки увеличится или уме нь11ится, регулятор 9 уси1. :::я вытяжки соотBåòñòBåBBo увеличит или умен11п1т напряжения, в p:-зультате чего .Оз1ность -.лектродвигятелей валков б Hз менится пропорционально усилию вытяжки и опять будет соответствовать заданной величине.

Для нормального ведения техноло.-ического процесса вытяжки жгута 7 угловая скорость вращения вытяжных вялксв 6 задается одинаковой. Это достигается путем задания с помощью управляемого тактового генератора

47 Обшей для всех электродвигателей агрегата частоты вращения в зависимости от типа изготавливаемого химического волокна, его задаваемой линейной плотности, удлинения, толщины, уровня ориентации молекул.

Заданная частота с тактового генератора 47 поступает на peBepcIIBный счетчик 46, преобразуется цифроаналоговым преобразователем 45 в напряжение, передаваемое на преобразователь 44 напряжение — частота, откуда тактовая частота в ше=ть раз больше той, что EI.;жно задать, постуня B XOp IC 0. II-.LIB B OI О CM eTHhKB 43, С зыхода последнего упрягляю1цие импульсы, разделенные по времени,поступают на формирователь 41 управляющих импульсов последовательно через равные промежутки времени, подавая эти импульсы на вход блока 15 силовых тиристоров.В результате чего ня все электродвигатели прядильно-отделочного агрегата поступает одна и та же частота и все электродвигатели вращаются с одной и той же угловой скоростью. Дополнительное вытягивание жгута 7 между каждой последующей парой вытяжных валков осуществляется благодаря постепенному увеличению диаметра валков 6 по ходу движения жгута 7

С выхода формирователя 41 управляющих импульсов после соответству10щей временной задержки блоком 42 временной задержки импульсы поступают также на блок 12 111унтирующих тиристоров и ня блок 14 коммутирующих тиристоров > что пОзвОляет исключить одновременное открываниешунтиру10ших, коммутирующих и силовых тиристоров, 1 481173

55 которое могло бы привести к выходу из строя электродвиг ателей валков б.

При перезарядке конденсаторов блока 13 коммутации няпряк(ение кратковременно пропадает, что могло вы-!вать отключение всей системы управления и принести к появлению брака, Во избежание ложных сигналов запрета ( от логи еского элемента ИЛИ 39 на его входы в течение этого времени (, подаются управляюшие сигналы с форми рователя 41 управляющих импульсов

| . и с блока 37 совпадений.

Система начинает работать в уста-! : новившемся режиме.

При появлении экстремальной си туации, например при заклинивании, :какого †ли из роторов электродвигателей валков 6, выходной Tore превы1 сит максимально допустимую величину, I задаваемую на блоке 48 ограничения, тока, и выходно= сигнал с этого блока заблокирует работу формирователя

41 управляющих импульсов, что вызовет отключение системы управления.

При обрыве жгута 7 из химического волокна электродвигатели валков

6 начнут работать без нагрузки. В этом случае возможно значительное увеличегп е напряжения на выходе силового блока 8, что может вызвать on(rrз в работе вытяжной машины. Лля OI раничепня максимального напряжения па выхоДе cHJIQBor o блок Я 8 нЯ ВХОД р er 5>"" лятора 19 усилия вьгтяжг(и задается напряжение 1г, „ ограничивающее максимальное его значение„

В результате на выходе регулято ра 19 усилия вытяжки напря>кение больше, чем максимально poII5стимое 11,(,(>к, быть не может.

При снижении входного напряжен I rr ниже допустимого уровня во время работы системы я установившемся ре— жиме это пониженное напряжение создает гозможность появления в электронной схеме блока управления неопределеггггых переходных сОстОяний ня рушаюших логику работы системь>, В таких случаях блок 34 управления скоростными режимамн необходимо отключить, Отключеггие производится при появлении в блоке 21 контроля входного напряжения, уровень которого ниже заданного допустимого значения, При этом блок 21 контроля входного напряжения вырабатывает сигнал, который приводит к срабатыванию схем

30 и 31 блокировки путем переключения контактов реле 28 и отключению блока 34 управления скоростными режимами через логический элемент

ИЛИ 25. При случайном кратковременном снижении напря>кения в сети устроиство не успеет .сработать и отключение блока 34 управления скоростными режимами не произойдет, так как сигнал проходит через блок 26 временной, задержки.

При появлении в устройстве входного и выходного токов, превышающих заданное значение, блок 22 контроля тока вырабатывает сигнал, поступающий через блок 27 временной задержки на логический элемент ИЛ!Л 25, выходной сигнал которого через блок совпадений воздействует на Отключение блока 34 управления. cKopocòí !ми режимами, При этом блок 27 временной задержки предотвращает отключение блока 34 упразления при кратковременных случайных перегрузках.

В процессс эксплуятации системы напряжение в блоке 14 коммутирующих тиристоров может снизиться ниже до— пустимого максималы-:ого уровня. В этом случае напря>кение снимается с конденсаторов блока !3 коммутации и после сравнения с заданным допустимым значением в блоке 32 контроля напряжение подается на логический элемент ИЛИ 39 (фиг,2), на выходе которого вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на один из входов блока 37 совпадений, кото— рый выключает блок 34 управления сКорocтными режимами.При возникновении короткого замыкания со стороны вьгхода силового блока 8 в цепи конденсатора фильтра

10 возникает большои ток, что при— водит к д>ормироваггггю на выходе блока 23 контроля тока и напряжения сигнала, пос-.упающего на входы схем

30 и 31 блокировки и через логический элемент ИЛИ 25 воздействующего на отключение блока 34 управления скоростными .режимами. В результате предохранительный тиристор предохранительного блока 11 и все силовые тиристоры блока 15 силовых -.èðèñòoров включаются, вызывая разряд конденсатора фильтра 10 и позволяя выдерживать допустимые предеггьнь>е значения нагрузки тиристоров, 9 1,8

В процессе эксплуатации устройства возмох<тта ситуация, когда электродвигатели, управляемые системой, могут генерировать в нее энергию, При этом тт тт«ряжение в фильтре 10 может недопустимо возрасти и вывести из строя управляемый выпрямитезть 9, В таком случае блок 23 контроля тока и напряжения, на вход которого поступает такое повьппенное напряжение,выработает сигнал, который через схемы ЗО и 31 блокировки выключит соответственно тиристор предохранительного блока 11 и тиристоры блока 15 сило— вых тиристоров, что приводит к разряду конденсатора в фильтре 10 и не позволит превысить допустимую величину нагрузки тиристоров, Во всех случаях сигналы с выходов блока 21 контроля входного напряжения, блока 22 контроля тока и блока

23 контроля тока и напряжения посту— пают через логический элемент ИЛИ 25 на вход блока 3«I управления скоростными режимами, прекращая его работу, и через логический элемент ИЛИ 24 на блок 29 сигнализации, сигнализируя о возникшей неисправности, <т«о р м у л а и з о б р е т е н и я

"173

5

20 ственно к I>òopoìó и третьему выходам блока управления скоростттьтмтт режимами, логический элемент ИЛИ, первый вход которого через блок контроля тока и напряжения подсоединен к второму выходу силовсго блока, а выход связан с вторым входом блока управления скоростными режимами, и блок контроля входного напряжения, о т— л и ч а ю щ е е с, ятем, что, с цель1о повышения надежности, оно имеет блоки временной зацертяи, дополните..ьтть .:Огическитт элемент ИЛИ, реле. Охемт-. блокировки „блок сигнализацттт и блок контроля напряжения, причем вход перног< блот<а нременной заперж<и подклкчel» к выходу блока контроля входного напря>< ния, пернь<й выход подсое,;;«кен к реле. а второй выхоп связан с первым входам второго логического элемента И1И и вторым нхс лом первого логического элемента ИЛИ, вход второго блока

ВременнОй задержки и Одкл!сч ен к Bblxo ду бгока контроля ток"., а выход подсоединен:< третьему входу «терного логическо«-< элемента ИЛ11 и второму

Вход - В то:.) Ого л Огич ест от О эттемента

ИЛИ, третий вход которого связан с выходом блока контроля тока и напря35

1. Устройство дпя автоматическо— го управления вытяжкой химических волокон, содерж=.тщее датчик входного тока, первый выход, которого поцключен к первому входу силового блока, а второй выход св яз ан с первыми входами блока контроля тока и регулятора усилия вытяжки, датчик выходного тока, вход которого подсоединен к первому вь1ходу сиг ового блока, первый выход подключен к электродвигателям валков вытяжного стана и входу датчика выходного напряжения, а второй выход связан с вторым входом блока контроля тока и первым входом блока управления скоростными режимами, в торой вход регулятора усилия вытяжки подключен через кл1оч к первому выходу блока управления скоростными режимами, третий вход подсоединен к второму выходу датчика выходного тока, а четвертый гход связан с выходом датчика выходного напряжения, выход регулятора усилия вытяжки через формирователь управляющих импульсов подсоединен к второму входу силового блока, третий и четвертый входы которого подключены соотнетжения, а выход ппдклк««ен к входу блока сигнализапии, «.ри этом третий вход блока vllpBF>ëåíèë скоростттьттттт режимами через блок коптроля напряжения с Оедпнен -. тр ет -пм выходом силового блока, пят110 и шестой входьт которого сняза:п.l o ныходамп соответственно перв>ой и .«торой схем блокирснки, че-.нертый н11ход Глока управления скорости II» режт-.мами подсоедт<ттен к первому BF<«By второй схемы Глокиронкп, ",>--,,орой в.<од которой и вход пepBol< схемы блокиронки оГоъединены и подт<лтсчет.-.ьт к выходу блока контроля тока и 1<апряженття, причем выход реле сняз ан с < тключа1ощими входами схем б" o»

11 !

148!! 73 силовых тиристоров — его первым выходом, управляющие входы выпрямителя, блока шунтирующих .тиристоров, блока коммутирующих ТНрНс TopoB,ïpåдохранительного блока и блока силовых тиристоров являются соответствен. чо вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами силового блока, при этом вторые выходы фильтра и блока коммутации являются соответс тв енно в торым и тре тьим выходами силового блока.

Составитель A.Êoçëoâ

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

P едак тор Н, P or улич

Заказ 2631/20 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101