Устройство для регулирования натяжения длинномерного материала при перемотке

,1395579 65 Н 77/О ЕТ СССРОТКРЫТИЙ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТ А ВТОРСКОМУ вам ре- оточных(71) Ивановский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по автоматизированномуэлектроприводу в промышленности, сельскомхозяйстве и на транспорте(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ДЛИННОМЕРНОГОМАТЕРИАЛА ПРИ ПЕРЕМОТКЕ(57) Изобретение относится к средстгулирования натяжения на перем машинах. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Устройство содержит электродвигатель 1 подающего механизма 2 с блоком управления и электродвигатель 3 с блоком управления наматывающего механизма 4 паковки 5, блок 12 оценки скорости намотки и блок 16 оценки натяжения, реализующий динамическую систему с заданными коэффициентами обратной связи. При изменении входных непрерывных сигналов о скорости электродвигателя 3, диаметре паковки 5 и скорости подающего механизма 2 блок 16 оценки натяжения исключает динамическую ошибку регулирования, позволяя поддерживать постоянство натяжения перематываемого материала 6. 2 ил.Изобретение относится к средствам регу,пирования натяжения на перемоточных машинах,Цель изобретения - повышение точности регулирования.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема блока оценки натяжения. Устройство содержит электродвигатель 1 подающего механизма 2, электродвигатель 3 наматывающего механизма 4 с паковкой 5, образованной намотанным материалом 6, тиристо 1)ный преобразователь 7, подключенный к якорю электродвигателя 1, регулятор тока 8, выходом подключенный к тиристорному преобразователю 7, датчик тока 9, выход которого подключен к входу регулятора тока 8, Датчик 10 скорости подающего механизма 2, блок 11 управления приводом наматывающего механизма, блок 2 оценки скорости намотки, первым выходом подключенный к блоку управления 1, датчик радиуса паковки 13, связанный с блоком 12 оценки скорости намотки, задатчик натяжения 14, задатчик скорости намотки 5, последовательно включенные блок оценки натяжения 16, сумматор 17, компаратор 18 и интегратор 19. Выход интегратора 19 подключен к регулятору тока 8 и к первому входу блока оценки натяжения 16, вторым входом связанного с датчиком 10 подающего механизма 2, а третьим входом - со вторым выходом блока 12 оценки скорости намотки. Третий выход блска 12 оценки скорости намотки и выход задатчика 14 натяжения соединены с соответствующими входами сумматора 17, Регулятор тока 8 предназначен для компенсации инерционности скорной цепи электродвигателя 1 и нелинейности, обусловленной пульсациями тока якоря. Он может быть выполнен в виде пропорционально-интегрального регулятора. Интегратор 19 предназначен для формирования среднего значения сигнала компаратора 18,Датчиком скорости 10 служит тахогенератор постоянного тока. Блок управления 1 выполнен в виде двухконтурной системы подчиненного регулирования с обратными связями по току якоря и скорости электродвигателя 3. Задатчиком натяжения 14 и задатчиком скорости 15 служат потенциометры. Блок оценки скорости намотки 12 предназначен для получения информации о величине линейной скорости намотки и ее производной и обеспечивает достоверную информацию о линейной скорости намотки и ее производной по времени. Блок оценки скорости намотки 12 выполнен в виде последовательно включенных сумматора 20, вход которого подключен к задатчику скорости 15, компаратора 21 и интегратора 22, выход которого подключен к входу блока управления 11 Блок оценки 12 скорости намотки имеет два делителя 23 и 24 в виде переменных резисторов и электрический фильтр 25. Вход делителя 23 подключен к выходу компаратора 21, а скользящий контакт, являющийся выходом делителя 23 кинематически связан с датчиком диаметра 13, а электрически - с входом электрического фильтра 25. Вход делителя 24 подключен к выходу интегратора 22, а скользящий контакт делителя 24 кинематически связан с датчи Оком диаметра 13 и электрически - с входом сумматора 20. Блок оценки скорости намотки 12 представляет собой динамическую систему, функционирующую в скользящем режиме, что обеспечивает получение на выходе электрического фильтра 25 сигнала /г, пропорционального производной по времени от линейной скорости намотки, а на выходе делителя 24 - сигнала Чг, пропорционального линейной скорости намотки, Сигналы Рг и г являются выходными сигна лами блока оценки скорости намотки 12,Блок оценки натяжения 16 содержит последовательно включенные сумматор 26, интегратор 27, сумматор 28, интегратор 29, сумматор 30 и интегратор 31. Входными сигналами блока оценки натяжения 16 являются сигналы 71 г, Л/а и У, а выходными сигналы Я, Рг и г"г. Блок оценки натяжения 16 представляет собой систему с обратной связью, обладающую заданными динамическими свойствами.Блок оценки натяжения 16 реализует динамическую систему с заданными постоянны ми коэффициентами обратной связи, обеспечивающими желаемый темп затухания ошибки оценки Оп=:/ич - Гп на выходе второго сумматора 28. Эти коэффициенты выбирают таким образом, чтобы процессы в системе протекали быстрее, чем процессы в объекте и чтобы одновременно обеспечивалась фильтрация помех, содержащихся во входных сигналах блока оценки натяжения 16, Сумматор 17 предназначен для формирова ния входного сигнала компаратора 18.Для реализации алгоритма в предлагаемом устройстве вместо Рг, Рг и Рг, рые недоступны для непосредственного измерения, использованы соответствующие оценки Рг, Рг, полученные в блоке оценки на.тяжения 16.Блок оценки натяжения 16, сумматор 17и компаратор8 и интегратор 19 реализуется на основе операционных усилителей.Устройство работает следующимобразом.При изменении входных непрерывных сигналов 7 г, Ьп и Ут блока оценки натяжения 16 на выходе сумматора 28 возникает сигнал ошибки оценки Па=/п - Сап который, в качестве сигнала обратной связи поступает на входу сумматоров 26 и 30 и55 интегратора 29. В результате этого протекает процесс уменьшения Оп до нуля. При Од=0 выходные сигналы блока оценки натяжения 16 Рг, Рг, Я соответствуют (пропорциональны) переменным объектам. Поскольку динамические процессы в блоке оценки натяжения 16 протекает значительно быстрее, чем соответствующие процессы в объекте, то в первом приближении можно считать, что сигналы Р, Рг и Рг всегда соответствуют фактическом значению натяжения и его производным Рг и Рг. Предположим теперь, что начальное состояние регулятора натяжения соответствует некоторому установившемуся режиму, при котором Уг="г=Угг=опз 1, Р=сопз 1, Рт= =сопз 1, а на выходе интегратора 19 установилось такое начальное значение напряжения О, при котором Ба=О, Рг=Рг=Ргя и сигнал на выходе сумматора 17 равен О. При необходимости изменения, например, увеличения скорости намотки юг, задатчиком скорости 15 увеличивают сигнал. При этом, возрастает напряжение на выходе блока управления скоростью 11, соответственно значению радиуса паковки 5, возрастет линейная скорость 1 г и начнет возрастать натяжение Рг материала 6 и ошибка х= =Ем в . Одновременно с этим на выходе блока оценки скорости намотки 12. происходит формирование сигналов Рг и Гг, а с помощью блока оценки натяжения 16 и сумматора 17 - формирование сигнала оценки, ее производных и входного сигнала 5 компаратора 19. В зависимости от знака 5 выходное напряжение 1/у компаратора 19 принимает одной из двух возможных значений: +00 или - / 0 При этом, изменение переменных в цепи интегратор 19 - регулятор тока 8 - тиристорный преобразователь 7 - электродвигатель 1 наматываю- щего механизма 2 - датчик скорости 10 - блок оценки натяжения 16 происходит таким образом, что при 5 - +О 1 положительный сигнал уменьшается по абсолютной величине), а при 5( О 5 - + - О. При выборе такой величины модуля 1/0, при которой выполняется неравенство 55(О, являющееся условием существования скользящего режима, сигнал 5 на входе компаратора 19 близок к нулю. Тогда процесс уменьшения ошибки х(1) не зависит от Гг и зависит лишь откоэффициентов, которые могут быть заданы всоответствии с желаемым критерием качества регулирования. Изменение параметровобъекта приводит к появлению ошибки оцен 5 ки Ги на выходе сумматора 28 блокаоценки натяжения6. Эта ошибка компенсируется за счет интегральной обратной связис помощью интегратора 29, Таким образом,выходные сигналы блока оценки натяжения16 и составляющие сигнала 5 практически всегда соответствуют фактическим переменным объекта. Значит, качество регулирования натяжения не зависит от измененияпараметров объекта регулирования и возмущающих воздействий,15Формула изобретенияУстройство для регулирования натяжения длинномерного материала при перемотке, содержащее подающий и наматывающий механизмы с приводами, датчик скорости подающего механизма, регулятор тока, первым входом связанный с датчиком тока, а выходом - с тиристорным преобразователем привода подающего механизма, блок управления приводом наматывающего механизма, 25 задатчики скорости намотки и натяжения,датчик радиуса паковки, выходом связанный с первым входом блока оценки скорости намотки, второй вход которого соединен с задатчиком скорости намотки, а первый выход - с блоком управления приводом наЗ 0 матывающего механизма, отличающееся тем,что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено блоком оценки натяжения и последовательно соединенными сумматсром, компаратором и интегратором, причем второй выход блока оценки скорости 35 намотки соединен с первым входом блокаоценки натяжения, второй вход которого связан с датчиком скорости подающего механизма, третий вход - с выходом интегратора и вторым входом регулятора тока, а 40 выход блока оценки натяжения соединен спервым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом задатчика натяжения, третий вход - с третьим выходом блока оценки скорости намотки.Редактор И.Заказ 19642 ВНИИПИ Го роизвод Составитель Б. ВыхСегляник Техред И. ВересТираж 585сударственного комитета СССР по дел113035, Москва, Ж - 35. Раушск а яенно-полиграфиче кое предприятие, г вс кии Корректор С. Черн Подписноеам изобретении и открытии наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4