Устройство управления диаметром стекловолокна

,Костыл М.Д,Х,о ок олой аковсТрудовог ый институ учно-исслектроваку с едо- умно 1(088,8)кое свидеСОЗВ 37е свидетелСОЗВ 37 ельство ССС00, 1982ьство СССР00, 1981 РАВЛЕНИЯ Д содержащее окна, печь, ление с эле метра, прво лемент сраве с я те ости управ ИА- дат м, что, леУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(71) Московский орденаного Знамени текстильним, А.НКосыгина, и Навательский институт элго стекла(54)(57) УСТРОЙСТВО УПМЕТРОМ СТЕКЛОВОЛОКНА,чик диаметра стекловолвытягивающее приспособприводом, .задатчик диаразователь и первый. эния, о т л и ч а ю щ ес целью повышения точн ния, в него введены датчик частоты вращения, .регулятор, сумматор, инвертор, элемент задержки, модель объекта, усилитель и второй элемент сра нения, причем датчик диаметра стекло волокна через преобразователь соединен с одним входом первого элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком диаметра, выход элемента сравнения соединен с одним входом сумматора, другой входкоторо го через последовательно соединенные инвертор и элемент задержки соединен с выходом модели объекта, который соединен с соответствующим вхрдом сумматора,выход которого через усилитель соединен с одним входом второго элемента сравнения и входом модели объекта, датчик частоты вращения соединен с другим входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора, выход которого соединен с электроприводом вытягиваю- щего приспособления, а датчик диаметра стекловолокна выполнен в виде лазера и Фотодетектора,Изобретение относится к производ=ству стекловолокна, конкретнее кустройствам управления диаметромстекловолокна.Известно устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее 5электропечь, датчик диаметра стекловолокна, регулятор напряжения, двасумматора, элементы сравнения и задержки и регулятор, причем датчик диаметра стекловолокна подключен к одним входам элемента сравнения и первого,сумматора, задатчик подключенк другому входу элемента сравненияи через элемент задержки - к другомувходу первого сумматора, выход которого подключен к одному входу регулятора, другой вход которого соединенс выходом элемента сравнения, выходырегулятора соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с регуляторомнапряжения 13,Недостатком указанного устройстваявляется низкая динамическая точностЬуправления диаметром стекловолокна,обусловленная высокой инерционностьюканала воздействия на диаметр волокна путем изменения температуры стекломассы,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее датчик диаметрастекловолокна, печь, вытягивающее при.способление с электроприводом, задатчик диаметра, преобразователь ипервый элемент сравнения 2 1.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность управлениядиаметром волокна, обусловленнаявысокой инерционностью канала управ 40лений греющий ток - диаметр волокнаф, наличием в устройстве управления зоны нечувствительности и возникновением автоколебаний, вызванныхтранспортным запаздыванием, определяемым расстоянием от печи до датчика диаметра стекловолокна,Цель изобретения - повыщение точности управления.Поставленная цель достигается тем,что в устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее датчикдиаметра стекловолокна, печь, вытягивающее приспособление с электроприводом, задатчик диаметра, преобразователь и первый элемент сравнения, введены датчик частоты вращения,регулятор, сумматор, инвертор, элемент задержки, модель объекта, уси"литель и второй элемент сравнения, 60причем датчик диаметра стекловолокначерез преобразователь соединен с одним входом первого элемента сравнения,другой вход которого соединен с задатчиком диаметра, выход элемента 65 сравнения соединен с одним входом сумматора, другой вход которого черезпоследовательно соединенные инвертори элемент задержки соединен с выходом модели объекта, который соединенс соответствующим входом сумматора,выход которого через усилитель соединен с одним входом второго элемента сравнения и входом модели объекта,датчик частоты вращения соединен сдругим входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора; выход которого соединен с электроприводом вытягивающегоприспособления, а датчик диаметрастекловолокна выполнен в виде лазераи Фотодетектора.На чертеже изображена функциональная схема устройства управления диаметром стекловолокна.Устройство содержит регулятор 1,электропривод 2, вытягивающее приспособление 3, волокно 4, вытягиваемое из печи 5, датчик диаметра стекловолокна, включающий лазер б и Фотодетектор 7, преобразователь 8, задатчик 9 диаметра, первый элемент10 сравнения, сумматор 11, усилитель 12, модель 13 объекта, элемент14 задержки, инвертор 15, второйэлемент 16 сравнения и датчик 17 частоты вращения.Датчик диаметра стекловолокна через преобразователь 8 соединен с одним входом первого элемента 10 сравнения, другой вход которого соединенс задатчиком 9 диаметра, Выход первого элемента 10 сравнения соединенс одним вхожом сумматора 11, другойвход которого через последовательносоединенные инвертор 15 и элемент 14задержки соединен с выходом модели13 объекта, который соединен с соответствующим входом сумматора 11. Выход сумматора 11 через усилитель 12соединен с одним входом второго элемента 16 сравнения и входом модели13 объекта, Датчик 17 частоты вращения соединен с другим входом второгоэлемента 16 сравнения, выход которого соединен с входом регулятора 1, авыход последнего соединен с электроприводом 2,Устройство работает следующим образом.Время транспортного запаздывания,в течение которого волокно проходитот печи 5 до датчика диаметра, равно ф 13Ргде Ь " расстояние от печи до датчика диаметра волокна; Ч " скорость вытягивания волокна,Световые импульсы, возникающие при пересечении лучом лазера б движу11014294б- портного 3 апаздывани я , з и, иэ менив сы, знак в инверторе 15, поступает надругой вход сумматора 11. Этот сигнал изменяется аналогично сигналуБ, с преобразователя 8, но противо 5 положен ему по знаку. Эти два сигналакомпенсируют один другого в сумматоа- ре 11, так что выходной сигнал сум Матора равен Пм ) декад щегося волокна 4, преобразуются фотдетектором 7 в электрические импульпо которым в преобразователе 8 рассчитывается текущее значение диаметра волокна 4, В .элементе 10 сравнения сравниваются заданное значениедиаметра 0,с задатчика 9 и текущее значение диаметра П,) с преобразвателя 8, Разностный сигнал О у подается на один вход сумматора 11.В связи с тем, что информация о . 10значении диаметра поступает с.,преобразователя 8 с задержкой на время з,непосредственное управление диаметромстекловолокна по сигналу 0 ,) = Оц -Бимеет ограниченную точность. 15усйлитель 12 осуществляет функциюпропорционального регулятора, иа еговыходе формируется управляющее воздай"ствие - задание на частоту вращениеэлектропривода 2 согласно выражеииюПл= К,0, где К- коэффициент К)лейия усйлйтеля 12,Модель 13 объекта представляет собой электронную схему, в которой эаВисимОсть между ВхОдным и выхОдным 25электрическими сигналами соответству"ет зависимости между физическими па-,раметрами реального объекта управлеиия. В данном случае объектом управления является установка но выработкестекловолокна, входным параметромявляется частота вращения электропривода 2, а выходным параметромдиаметр (й) волокна,На выход модели 13 объекта поступает Сигнал 11., пропорциональный 35требуемой в данный момент частотевращения электропривода 2. На выходемодели 13 объекта сигнал Пщ изменяется точно,так же, как диаметр волокна 4 иа выходе из печи 5, Сигнал 4)с модели 13 объекта задерживается в .элементе 14 задержки на время транс-,Учитывая, что сигнал Бм с модели 13 объекта изменяется аналогично изменению диаметра волокна на выходе из печи, можно устранить неблагоприятное влияйие транспортного запаздывания между печью 5 и датчиком диа" метра волокна и осуществлять регулирование диаметра волокна по его отклонению от э.аданного значения непосредственно в месте формирования волокна.В блоке 16 сравнения сигнал заданной частоты вращения электропривода 0сравнивается с сигналом текущего значения частоты вращения 1 с датчика 17 частоты вращения, сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 1, выходной сигнал которого 11 Р изменяет частоту вращения / электропривода 2 и вытягивающего приспособления 3 таким образом, чтобы уменьшить отклонение диаметра волокна от заданного значения.Предлагаемое устройство позволяет уменьшить инерционность электропривода 2, уменьшить влияние транспортного запаздывания и тем самым повысить динамическую точность управления диаметром стекловолокна.Экономический эффект от использования изобретения определяется снижением разнотолщинности стекловолокна.