Система автоматизированного управления массой и влажностью листового материала

, 12 75 В 21 Р 7/ОО Фс.,- ==Д,;. ТЕНИЯ производствензно-бумажной п ыход ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЭОД ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Всесоюзное научноное объединение целлюлопромышленности(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАССОЙ И ВЛАЖНОСТЫ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащая сканирующие датчики массы и влажности листового материала, связанные с механизмом сканирования, блок управлениясканированием, первый выход которогосоединен с механизмом сканирования,датчик давления пара, регулятор давления пара, выход которого связан сисполнительным механизмом, блок формирования поперечного профиля, блокпереключения режима, блоки расчетаустановленных значений массы и влажности, первые входы которых соединены с задатчиками массы и влажности,блоки вычитания, выходы которых связаны через регуляторы влажности имассы с первыми входами сумматоров,блоки коррекции, выходы которых соединены с вторыми входами сумматоров, исполнительный механизм расхода волокнистой суспензии, связанныйс выходом первого сумматора, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения быстродействия и точности управления массой и влажностью в нее введены блоки формирования значений массы и влажности при сканировании и при неподвижных датчиках,блок определения готовности профиля,блок обработки профиля, второй блокпереключения режима, блоки согласования управляющих сигналов, блокизадержки, блоки упреждения, причемвыходы датчиков массы и влажностисоединены с первыми входами соответствующих блоков переключения режима,вторые входы которых связаны с вторым выходом блока управления сканированием и первым входом блока обработки профиля, при этом первые выходы блоков переключения режима соединены с соответствующими входами блока формирования поперечного профиля,два выхода которого связаны с входами блоков формирования значений массы и влажности при сканировании, причем третий выход блока формированияпоперечного профиля соединен с первым входом блока определения готовностипрофиля, второй вход которого язан с третьим выходом бло равления сканированием, а его всоединены с вторым входом блока обработки профиля, при этом выходыблока обработки профиля связаны свторыми входами соответствующих блков расчета, установленных значениймассы и влажности, выходы которыхсоединены с входами блоков задержккоррекции и упреждения, причем выхды блоков задержки связаны черезблоки согласования с первыми входами блоков вычитания, вторые входыкоторых соединены с выходами блокоФормирования значений массы и влаж1227755 10 20 ности при сканировании и при неподвижных датчиках, при этом входыблоков Формирования значений массыи влажности при неподвижных датчиках связаны с вторыми выходами блоков переключателя режима, причем Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для автоматического управления массой и влажностью листового материала.Целью изобретении является повышение быстродействия и точности управления массой и влажностью.На чертеже представлена Функциональная схема системы автоматического управления массой и влажностью листового материала. Система содержит датчики 1 и 2 массы и влажности листового материала, соединенные с соответствующими блоками 3 и 4 переключения режима. Датчики 1 и 2 связаны с механизмом 5 сканирования по ширине полотна 6. Блокуправления сканированием соединен с входами блоков 3, 4 и 5 и с входами блоков 8 и 9 определения готовности профиля и обработки проФиля соответственно, Выходы блоков 3 и 4 переключения режимов связанычерез блок 10 Формирования поперечного профиля с входами блоков 11 и 12 Формирования значений массы и Формирования значений влажности при сканировании, с блоком 8, связанным через блок 9 с блоками 13 и 14 расчета установленных значений массы и влажности, Входы блоков 13 и 14 соединены с входами соответственно блоков 15 и 16 упреждения, 17 и 18 задержки, 19 и 20 коррекции, а их входы связаны с эадатчиком 21 и 22, Блоки 17 и 18 соединены через бпоки 23 й 24 согласования с первыми входами блоков 25 и 26 вычитания,:вторые входы которых связаны с выходами блоков 11 и 12 и блоков 27 и 28 формирования значений массы и влажнос-" ти при неподвижных датчиках 1 и 2,25 30 35 40 выходы блоков упреждения соединеныс третьими входами сумматоров, авыход второго сумматора связан спервым входом регулятора давления,второй вход которого соединен сдатчиком давления пара. а их выходы соединены через регуляторы 29 и 30 с сумматорами 31 и 32.Блоки 27 и 28 связаны с соответствующими блоками 3 и 4 переключения режима. Выходы блоков 15, 1 б, 19 и 20 соединены соответственно с сумматорами 31 и 32. Выход сумматора 31 соединен с исполнительным механизмом 33 расхода волокнистой суспензии, связанным через насос 34 с напорным ящиком 35 бумагоделательнои машины, которая содержит сеточную 36, прессовую 37 и сушильную 38 части и каландр 39. Выход сумматора 32 соединен с входом регулятора 40 давления пара выход которого связан с исполнительным механизмом 41, а второй вход - с датчиком 42 давления пара в цилиндрах сушильной части 38,Система работает следующим образом. Волокнистая суспензия через смеси- тельный насос 34 подается в напорный ящик 35, откуда она поступает на сетку 36 бумагоделательной машины. Бумажное полотно б проходит через прессовую часть 37, сушильные цилиндры 38 и каландр 39. Датчики и 2 массы и влажности, установленные на сканере, перемещаются поперек полотна с помощью электропривода 5. Режим работы датчика "Сканирование" или "Останов в точке по ширине полотна";реализуется блоком 7 управления сканирования. Давление пара в сушильных цилиндрах 38 измеряется датчиком 42 и используется для регулирования расхода пара регулятором 40. Васход волокнистой суспензии регулируется с помощью исполнительного механизма 33. Сигналы с датчиков 1 и 2 массы и влажности поступают на блоки 3 и 4 переключения режима,755 1227 4 10 35 где у(с) Рх,ДР РР хх зкоторые управляются блоком 7. В режиме "Останов в точке по ширине полотна" сигналы массы и влажности. с датчиков 1 и 2 через блоки 3 и 4 поступают на соответствующие блоки 27 и 28 формирования значений массы влажности в .точке. В блоках 27 и 28 осуществляется цифровая фильтрация показаний датчика по формулеу(е) =ау(Т)+(1-а)Х(й), где ХИ) - показания датчика массы(влажности) в момент й; уИ)у(С) - текущие значения массы(влажности), сформированные в блоке 27 (28)в моменты й, С. В момент работы датчиков 1 и 2 в режиме "Сканирование" сигналы с них 20 через блоки 3 и.4 поступают в блок 10 формирования профиля, в котором формируются поперечные профили массы и влажности. В блоке 10 хранится информация о поперечном профиле массы и 25 влажности, которая обновляется при поступлении каждого нового измерения с датчиков. Это позволяет на каждом шаге управления иметь информацию обо всем поперечном профиле. В блоках 11 З 0 и 12 формируются текущие значения массы и влажности по формулеР 1у(С) = - х.1=1- текущее значение массы(влажности) в моментвремени ;- массив поперечногопрофиля массы (влажности), накопленныйк текущему моменту вблоке 10,Блок 8 работает только в режиме "Сканирование". Он определяет координату датчика по ширине полотна и выявляет момент окончания цикла сканирования. В этот момент он передает сформированные профили массы50 и влажности нз блока 10 в блок 9 обработки профиля, В блоке 9 определяется наименьшая по ширине полотна масса и наибольшая влажность, а также вычисляется среднеквадратическое отклонение каждого профиля. Эти вели- чины поступают для вычисления установленных значений по массе и влажности в блоки 13 и 14, где осуществ. ляется расчет по формулех = Х 9 +Ь5 Чгде Х - установленное значение поадд,массе (влажности);Х - минимально (максимально)допустимая масса (влажность), взятая из задатчика 21 массы (22 влажности).Величина Ь определяется в блоке 9 в зависимости от режимаработы датчика, В режиме "Останов в точке по ширине полотна"Л= Х, - Х,где Х, - значение массы (влажнос 1ти) в точке останова датчика, взятое иэ поперечного профиля;Х - минимальное (максимальное)значение массы (влажности) по ширине полотна. В режиме сканирования Ь =36, где6 - среднеквадратическое отклонениемассы (влажности) .Сигналы с блоков 13 и 14 поступают на соответствующие блоки 15 - 20.Блоки 17 и 18 задержки организуютзадержку установленных значений, т.е.(Й) - х д (С-),где у (й) - вйход блока задержки1 а ддв момент времени С;х (С-) - установленное значе 1 аддние по массе (влажности) в момент С-.Время запаздыванияравно транспортному запаздыванию в объекте посоответствующему каналу управления.С блоков 17 и 18 сигнал поступает наблоки 23 и 24 согласования, которыеосуществляют преобразование установленных значений по формуле2 ( с) =Ь 2 ( с)+ (1-.Ь)у И),где 2(С), 2(е) - выходы блока согласования в текущий и предыдущиймоменты;у(е) - выход блока задер.жки в предыдущиймомент;Ь = ехр (-Тз/Т)Ргде Т - интервал дискретности уп 9равления;Т - постоянная времени объектапри управлении массой (влажностью).Сигналы,с блоков 23 и 24 поступают на соответствующие блоки 25 и1227755 1-с1 Ьх, И),а ф ВНИИПИ Заказ 2270/32 Т одписное оизв.-полигр. пр-тие, г, Уж Проектная 26 вычитания, Разность, представляющая собой сигнал ошибки, подаетсяна регуляторы 29 и 30, которые вырабатывают управляющее воздействиепо обратной связи. Блоки 15 и 16 упреждения вырабатывают управляющеевоздействие по прямой связи, которое обеспечивает ускоренную отработку установленных значений, Управляющее воздействие рассчитывается позависимости ОИ)=ЬцИ)+1К- с х,(с)где ПИ),0(г,-1) - управляющие воздействия по прямой связи на текущем и предыдущем шагах;- установленные значенияна текущем и предыдущем шагах;Ь - коэффициент,Ь = ехр (-Т /Т)- коэффициент передачиобъекта управления по соответствующему каналу;с - настроечный коэффици ент, при начальнойнастройке равный Ь;Т - интервал дискретностиуправления;Т - постоянная времени объекта при управлениимассой (влажностью),Блоки 19 и 20 коррекции вырабатывают сигналы, компенсирующие взаимноевлияние каналов управления массой ивлажностью, Управляющие воздействия помассе с выхода блоков 15 и 29 посту-пают на сумматор 31, где к ним прибавляется сигнал коррекции по влаж-.ности с выхода блока 20, Суммарныйуправляющий сигнал подается на исполнительный механизм 33 расхода волокнистой суспенэии. Управляющие . воздействия по влажности с выходаблоков 16 и 30 поступают на сумматор32, где к ним прибавляется сигналкоррекции по массе с выхода блока 19.Суммарный управляющий сигнал подаетсяна второй вход регулятора 40 давленияпара.