Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для управления скоростью намотки бумажного полотна на оборудовании для переработки бумаги: продольно-резательном станке, перемоточном станке, суперкаландре и т.д. Целью изобретения является повышение производительности процесса намотки за счет уменьшения времени торможения разматываемого рулона. Задатчик момента торможения разматываемого рулона, датчик его радиуса, датчик натяжения и датчик скорости намотки подключены к входам вычислителя величины замедления намотки, который для каждого цикла намотки рассчитывает величину замедления, максимально возможную в данных условиях работы. Этот сигнал через запоминающее устройство поступает на один из входов вычислителя скорости намотки при торможении, другие входы которого соединены с задатчиком и датчиком длины полотна, намотанного в рулон, а выход подключен к одному из входов блока выбора задающего сигнала, другой вход которого соединен с выходом задатчика скорости намотки. Наименьший из этих задающих сигналов поступает на регулятор скорости намотки. Как только выходной сигнал датчика скорости станет меньше выходного сигнала задатчика скорости, блок управления запоминающим устройством переводит его из режима повторения входного сигнала в режим запоминания. Запоминающее устройство позволяет снижать скорость намотки с постоянным замедлением, величина которого определяется на момент начала снижения скорости. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕЛ .КИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464178/?3-12 (22) 20,07.88 (4(>) 30.05.90. Fíö. 1> 20 (71) 11ентральньп научно-исследовательский институт бумаги (72) И.Л.Сапожников и С.Д.Кликунов (53) 658.52.()11.56 (088.8) (56) Патент Великобри (анин 1 - 2043298 . кл. В 65 Н 25/32, 1930.

Авторское свидетельство С(,CP

Р 1452876, кл. D 21 F 7/02, 1986. (54) АВТОИАТРЧЕСКАЯ (;ИСТОМА уПРАВЛГНИЯ НА110ТКОЙ БУЬЪЛНОГО П(>ЛОТИА (57) Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промыг(пенности и может быть использовано для управления скоростью намотки бумажного полотна на оборудовании для переработки бума- . ги: продольно-резательном станке, перемоточном станке, суперкаландре и т.д. 1(елью изобретения является понынение производительности процес— са намотки за счет уменьшения времени торможения раэматываеГ мого рулона. Задатчик момента торможения разматываемого рулона, датчик его радиуса, датчик натяжения и датИэоб>ретение относится к целлюлозно-бумажной промышпенности и может быть использовано для управления скоростью намотки бумажного по-(оTH;l на оборудовании для перерябо-.ки бумаги: продольно-ð(. эательном станке, пере1 моточн > ° станке, суперк э:>я >(е и т.д. (>1)5 . 21 Г 7 02 >> 65 Н 3!32 чик скорости намотки подключены к входам вычислителя величины замедления намотки, который для каждого цикла намотки рассчигывает величину замедления, максимально возможную н данных условиях работы. Этот сигнал через запоминающее устройство поступает на один из нходон вычислителя скорости намотки при торможении, другие входы которого соединены с задатчиком и датчиком длины полотна, намотанного н рулон, а выход подключен к одному иэ BxopoR блока выбора задаю(.,его сигнала, другой> нход которого соединен с выходом эадатчика скорости намотки . Наимень((ий иэ этих задаю((их сигналов поступает на регуллтгр скорости намотки. Как только выходной сигнал датчика скорости стянет меньпе выходного сигнала эадатчика скорости, блок управления запоминаю((им устройствам переводит его из режима повторения входного сигналя н режим запоминания. Запомннак>щее устройство позволяет снижать скорость намотки с постоянным замедлением, величина которого определяется на момент начала снижения скорости. 6 ил.

1!елью изобретения является повы((ение производительности процесса намотки эа счет сокря((ения времени тор можения раэматываемого рулона.

kia Лиг. 1 представлена блок-схема автоматической системы управления намоткой бумажного полотна; »а > >иг. 2—

1567709

l0

35

55 сХема блока выбора задающегo сигнала регулятора скорости; на фиг.3 — схемб вычислителя скорости намотки при торможении; на фиг.4 — схема запоминающего устройства; на фиг.5 (а,б) схема блока управления запомш аюцим устройством и диаграмма работы; на фиг.б — схема вычислителя величины замедления.

Система содержит последовательно соединенные задатчик 1 (фиг.1, скорости намотки, блок 2 выбора задающего сигнала регулятора скорости, регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока приводного электродвигателя, усилитель 5 мощности и приводной электродвигатель б, датчик 7 скорости, вход которого кинематически связан с валом электродвигателя 6, а вг>гхс>д электрически соединен со BTopMf Bxo дом регулятора 3 скорости, датчик 8 тока приводного электродвигателя, выход которого связан со вторым входом регулятора 4 тока. Система содержит также задатчик 9 и дат»ик 10

-длины полотна, намотанного в рулон, вычислитель 11 скорости намотки при торможении, первыи и BTopаюцего сигнала, задатчик

12 л омента торможения размажь>ваемого рулона, датчик 13 радиуса разматываемого рулона, дат ик 14 натя»<ения мажного полотна, вычислитель 15 величины замедления налготки, запомиг>яюцее устройство 16 и блок 17 управления запоминающим устройствол 1б.

Выходы задатчика 12 момента торможения, датчика 7 скорости, датчика 13 радиуса рулона и датчика 14 натяжения подключены соответственно к перному, второму, третьему и четвертому входам вычислит:ля 15 величины замедления, а выход вычислителя 15 подключен к первому входу запоминающего устройства 16.

Выход запоминающего устройства

16 подключен к третьему входу вьгшслителя 11 скорости при торможении, второй вход запоминаюггего устройства 16 соединен с выходом блока 17 управления запоминающим устройством

16, а первый и второй входы послег>него срединены соответственно с задатчиком 1 и датчиком 7 скорости.

Блок 2 выбора задающего сигнала выполнен на диодах (фиг.?.).

Вычислитель 11 скорости намотки при торможении содержит суммирующий усилитель I<> (фиг.3), блок перемножения 19 и блок 20 извлечения квадратного корня. При этом два входа усилителя 18 соединены с первым и вторым входами вычислителя 11 скорости при торможении. Выход усг.лителя 18 соединен с первым входом блока перемножения 19, второй вход блока перемножения 19 присоединен к третьему входу вычис:лителя 11 скоросчи. Выход блока персмножения 19 соединен, с сходом блока 20 извлечения квадратfforo корня,;t выход блока 20 извлечения корня соединен с выхс>дом вычислителя 11 cYopocTff при торможении.

Блок управления 17 запоминающим устройств<>м 16 содержит компаратор

21 (фиг.5) и инвертируюггий усилитель

?2. При этом неинвертирующий вход компаратора 21 соединен с первым входом блока управления 17, инвертируюгций вход компаратора 21 соединен со

»I opbm fIxoдом бчока управления 17. Вы:сод компаратора 21 соединен с входом инвер-.ирующего усилителя 2?, а вьпсод последнего соединен с выходом блока управления 17.

1>ычг<>злитс-.ль 15 величины замедления (фиг.б) содержит блоки ггеремножения 23-29 и 33, блокг деления 37 и

38, усилители 27, 28, 30, 32, 34, 39 и сумлирующие у-силители 31, 36 и ->0.

Первьггг и второй входы блока улшожения 23 соединены соответственно с первым и третьим входом вычислителя

15 величины замедления . Оба входа бл>эка умножения 24 соединены с третьим входом вычислителя 15 замедления. Оба входа блока умножения 25 соединены со вторым входом вычислителя 15 величины замедления. Первый вход блока умножения 26 соединен с четвертым входом вь<числителя 15 величины за медл ения . Втор с и вход блока у сножения 26 соединен с выходом блока умножения 24.

Вход инвертирующего усилителя 27 соединен с выходом бло>;а умножения 23.

Вход усилителя 28 с коэффициентом усиления, равным — I <, соединен с выходом блока 25. Первый вход блока умножения 29 соединег< с выходом блока умножения 24. Второй вход блока

567709

15

1 умножения 29 соединен с выходом блока умножения ?5.

Вход усилителя 30 с коэффициентом усиления, равным +K, соединен с выходом блока умножения 29. (етыре входа суммирующего усилителя 3 1 соединены соответственно с выходами блока перемножения 26, инвертирующего усилителя 27, усилителя 28, усилителя 30.

Вход усилителя 3 с коэффициентом усиления, равным -!св, соединен с выходом блока умножения 24. Оба входа блока умножег ич 33 соединень, с выходом блока умножения 24.

Вход усилителя 34 с коэффициентом усиления, равным 1"с,, соединен с вьходом блска умножения 33. Гл; к

35 — источник постоянного напряжения, пропорционального «еличине 1! . Входы суммирующего усилителя 36 подключены соответственно к выходам усилителей

32, 34 и блока 35.

Первый вход блока деления 37 соединен с выходом суммирующего усилителя 31, а второй вход блока 37 соединен с выходом суммирующего усилителя 36. Первый в;<од блока деления 38 .соединен с выход .м блока ум1.*ожения

25, а второй вход блска 38 соединен с выходом блока умножения 24. Вход усилителя 39 с коз А пьнентом усиления -K> соед «нен с выходом блока 38.

Входы суммирующего усилителя 40 соединены соответственно с вьг;одами блока деления 37 и усилителя 39, Выход усилителя 40 подключен к выходу вычислителя 15 величины замедления.

Система управления намоткой работает следующим образом.

В начале никла намотки в рулон бумажного полотна на сточный станок разгоняется от нулевой корости до рабочей. В середине цикла станок работает с постоянной рабочей скоростью намотки и заканчивае цикл, снижая скорость до нуля так, чтобы в момент остановки станка в рулон быпо намотано полотно заданной длины.

Управление скоростью осуществляется регулятором скорости 3. Задающим сигналом регулятора скорости 3 во время намотки является наименьший из входных сигналов б-roKa 2 выбора задающего сигнала. Этиии входными сигналами являются выходные сигналы

55 эадатчика 1 скорости и вычислителя

11 скорости намотки при торможении.

При разгоне станка с момента времени t = 0 до t=t» и работе его на постоянной скорости с момента tg до момента С, задающим сигналом регулятора 3 скорости, является выходной сигнал 3ñ задатчика 1 скорости.

Сигнал Чь на выходе вычислителя

11 скорости намотки, определяемой эависи31-стью Ч, = L -.-Я1 до момента t< больше сигнала

V - из-эа большой величины значения

Ъс

За4 I ФаЮ ° ДЕ LэаяH ра Г COOTветственно заданная и фактическая длины полотна, намотанно< о в рулон, и. Им соответствуют выходные си гналы задат сика 9 и датчика 10 длины.

Л qäð< — величин«замедления намотки, постоянно рассчитываемая для любого момента времени в процессе намотки полотна, м/с . Гй соответствует выходной сигнал А „ вычислителя

1 5 величины з амедле ния, поданный через запоминающее устройство 16 на вход вычислителя 11 скорости намотки. Во время намотки полотна на и- ст янной скорости ььп;одной сигнал

Л3 запоминающего устройства 16 равен выходному сигналу А > вычислителя замедления 15 в любой момент времени.

С увеличением I. „-, в результате намотки полотна вьгходной сигнал Чь вычислителя 11 скорости уменьшается и с момента tg становится минимальным иэ входных сигналов блока 2 выбора и, следовательно, задающим сигналом для регулятора 3 скорости. Так как после момента с с дальнейыим увеличением

I., „-, сигнал Ч уменьшается, то, следовательно, уменьшается скорость намотки и соответствующий ей выходной сигнал Чд, датчика 7 скорости. Вместе с этим, .как только выходной сигнал

Ч, датчика 7 скорости станет меньше выходного сигнала Ч3, эадатчика скорости 1, т.е. в момент t, блок yn" равления 17 запоминающим устройством, реагируя на возникшее неравенство своих входных сигналов, qr и Ч а, своим выходным сигналом отключит вход запоминающего устройства 16 от поданного на этот вход выходного сигнала А 1 вычислителя 15 величины замедления, При этом запоминающее устройство переходит иэ режима повторения своим выходным сигналом

1567709 входного сигнала в режим запоминания последнего.

В режиме, существующем с момента

tq — начала замедления намотки, выходной сигнал Ац запоминающего устройства 16 остается постоянным и равным Ар ()=А (т ),т.е. запоминается. Режим запоминания сохраняется до нового возникновения равенства Ч4 Ч ñ в следующем цикле, кoräà намотка нового рулона будет снова идти на постоянной скорости.

Постоянный по величине выходной сигнал А (, ), соответствующий величине замедления A,„,„(t, ), подается на вход вычислителя 11 скорости.

Поэтому выходной сигнал Ve вычислителя 11 скорости, являющийся задающим для регулятора 3 скорости на этапе торможения, рассчитывается по формуле

1О

70

1 1 ЭОЯ <Рак 1

35

Следовательно, скорость намотки снижается по линейному закону от скорости V равной Ч1, до нуля с постоянной величиной замедления

Азо (с ) . Когда 1.ч.,1»,- сравняется с

1., скорость намотки станет равной нулю, т.е. станок остановится.

Величина А „® является максимально возможной величиной замедления, которую в момент времени t можно задать при снижении скорости намотки исходя из имеющихся условий торможения разматываемого рулона в данный момент.

В системе используется запоминаю- 40 щее устройство 16 для того, чтобы снижение скорости намотки происходило с постоянным замедлением, величина которого определяется на момент начало снижения скорости. 45

Величина замедления А, в частности величина A (t ), определяется с помощью вычислителя 15 замедления и соответствует его выходному сигналу А 1 и А а (tz) в момент 50 вр емени

Вычислитель 15 величины замедления с начала процесса намотки рулона все время путем измерения выходных сигналов датчика 7 скорости - Vqc 55 задатчика 12 момента торможения разматываемого рулона — M, датчика 13 его радиуса - R и датчика 14 натяжения полотна F и их обработки вырабатывает выходной сигнал А, подаваемый на вход запоминающего устройства.

В своей работе вычислитель 15 величины замедления реализует зависимость:

< Чье

А в —

-FR+MT Ч -(K(-KgR )

V ñ

-K

Зр2 где Z — момент инерции разматываемого рулона, кгм, он определяется вычислителем момента инерции, входящим в состав вычислителя 15 величины замедления, по формуле

= K4 KgR +YgR >

9 б. конструктивные постоянные вычислителя замедлений 15; скорость намотки полотна, ей соответствует выходной сигнал датчика 7 скорости; момент торможения раэматываемого рулона, ему соответствует выходной сигнал задатчика 12 момента тормоФ

К -К ь жения;

à — радиус paзматываемого рулона, ему соответствует выходной сигнал датчика 13 радиуса;

à — натяжение бумажного полотна, ему соотнетствует выходной сигнал датчика 14 натяжения.

Фар мула изобретения

Автоматическая система управления намоткой бумажного полотна, содержащая последовательно соединенные эадатчик скорости намотки, блок выбора задающего сигнала регулятора скорости, регулятор скорости намотки, регулятор тока, усилитель мощности и приводной электродвигатель, снабженный датчиком скорости, выходом соединенным с вторым входом регулятора скорости намотки, и датчиком тока, выходом подключе.иным к второму входу регулятора тока, задатчик и датчик длины полотна, намотанного в рулон, и.вычислитель скорости намотки при торможении, первый и второй входы которого соединены соответственно с задатчиком и датчиком длины, а выход подключен к второму входу блока выбора задающего сигнала, о т л и

1567709 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности процесса намотки за счет уменьшения времени торможения разматываемого рулона, в нее введены эадатчик момента торможения раэматываемого рулона, датчик его радиуса, датчик натяжения, вычислитель величичы замедления намотки, запоминающее у тройство, блок управления, при этом выходы эадатчнка момента торможения, датчика скорости, датчика радиуса и датчика натяжения подключены к входам вычислителя вели." чины замедления намотки, выход которого подключен к первому входу запоминающего устройства, выходом соединенного с третьим входом вычислителя скорости намотки при торможении, а второй вход запоминающего устройства подключен к выходу блока управления запоминающим устройством, первый вход которого соединен с выходом sa- датчика скорости намотки, а второй " с выходом датчика скорости.

l567709

Л гадалчику

У dnu ci

4 Юалчику

10 dnuffb

Л лиаюииающту устод абу Ф

- Фе ьм

М,, Pun. J

AГ Оычисливела 1Х беличины юалеб,леиия

Ю блоку 17 упрабл ния эаттинаю- лдюц щит успройоибы 15

Риг. Ф

9 Ь : с; -

) ц ц И

Рьян м Р/1яа

ЮГАМ пряже вора

156 7709

Ъе

Редактор И.Бандура

Заказ 1306 Тирам 327 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

Составитель H. Корева

Техред, lI.Îëèéèûê Корректор Э.Лончакова

М

С С ц.

1 ф ф ц

4 э въ Ф о