Устройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу

1 и) 570923 Сеав Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,2 Н 01 В 13/10 Гасударственных комитет Совета Министров СССР пе делам изобретенийн открытий(72) Авторыпзобрстснпя А, А. Абросимов, Б. К. Чостковский, В. А. Тюмкин и В. И, Попов Куйбышевский политехнический институт им, В, В. Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ НАЛОЖЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА КАБЕЛЬНУЮ ЖИЛУИзобретение относится к области кабельной техники и может применяться при изготовлении жилы коаксиального кабеля с пенопластовой изоляцией.При наложении пенопластовой изоляции на кабельную жилу применяют системы автоматического регулирования диаметра изоляции и погонной емкости жилы, стабилизирующие данные два параметра для повышения однородности кабельной жилы.Известна двухконтурная система автоматического управления технологическим процессом наложения пенопластовой изоляции на жилу телефонного кабеля, содержащая датчик диаметра, регулятор и тяговое устройство, а также датчик погонной емкости, регулятор и устройство предварительного подогрева жилы.Стабилизацию погонной емкости осуществляют изменением предварительного подогрева медной жилы, на которую накладывают изоляцию. Такое управляющее воздействие является быстродействующим, но оказывает сильное влияние на изменение погонной емкости жилы при условии малых радиальных толщин изоляции, что выполняется лишь для жил телефонного кабеля. При больших радиальных толщинах изоляции (например, для жилы коаксиального кабеля) это воздействие оказывает малое влияние на погонную емкость жилы и недостаточно для ее стабилизации, что обусловливает наличие больших неоднородных участков у жилы.В известном устройстве для автоматическо го управления процессом наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу контур регулирования диаметра содержит датчик диаметра, регулятор и тяговое устройство. В контур регулирования погонной емкости вхо дят датчик погонной емкости, регулятор, устройство подогрева головки пресса и устройство изменения расстояния между головкой пресса и охлаждающей ванной.Регулирование погонной емкости осущест вляют изменением температуры расплава вголовке пресса, которое характеризуется высоким быстродействием и изменением расстояния между головкой пресса и охлаждающей ванной, характеризующимся более высо ким быстродействием и позволяющим повысить общее быстродействие системы автоматического регулирования погонной емкости.Недостаток такого технического решения -в малой эффективности его применения при 25 изготовлении кабельной жилы с большой радиальной толщиной пенопластовой изоляции (например, жилы коаксиального кабеля) изза слабого влияния быстродействующего воздействия на погонную емкость жилы. Вслед ствие этого быстродействие системы автоматнческого регулирования погонной емкости, определяемое скоростью прогрева расплава в цилиндре экструдера и головке пресса, много меньше быстродействия контура регулирования диаметра.Общее быстродействие обоих контуров регулирования при этом определяется быстродействием контура стабилизации погонной емкости, т. е. оно очень мало, что приводит к появлению у жилы неоднородных участков большой протяженности, которым в коаксиальном кабеле соответствуют неоднородности волнового сопротивления большой протяженности, резко ухудшающие его качество.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции.Это достигается тем, что предлагаемое устройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу содеркит линейно-корректирующий элемент, связывающий выход датчика погонной емкости с входом регулятора диаметра жилы.Введение дополнительной связи между контурами регулирования диаметра и погонной емкости кабельной жилы делает взаимозависимой работу обоих контуров автоматического регулирования, что позволяет во время переходного процесса медленнодействующего контура регулирования погонной емкости осуществить компенсацию отклонения величины диэлектрической проницаемости изоляции от номинального значения посредством соответствующего отклонения диаметра жилы и поддержать между приращениями диаметра и погонной емкости соотношение, при котором волновое сопротивление коаксиального кабеля, полученного после наложения на изготовленную таким образом жилу внешнего проводника, остается равным номинальному значению.Таким образом, участки жилы, соответствующие переходным процессам в медленнодействующей системе регулирования погонной емкости, не вызывают появления неоднородностей волнового сопротивления в коаксиальном кабеле, и общее быстродействие двухконтурной системы определяется временем переходного процесса в быстродействующем контуре регулирования диаметра.На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство для автоматического управления технологической установкой 1 наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу содержит датчик 2 диаметра жилы, регулятор 3 диаметра жилы, датчик 4 погонной емкости жилы, регулятор 5 погонной емкости жилы и линейно-корректирующий элемент 6.Технологическая установка 1 служит для протяжки медного проводника, наложения пенопластовой изоляции на проводник, охлаждения изолированной жилы и ее приема на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 барабан. Она преобразует входные параметры - обороты тяги и температуру О расплава в соответствующие выходные парамстры - диаметр 0 жилы и погонную емкость С килы.Датчик 2 служит для преобразования отклонения диаметра ЛО от номинального значения Рв напряжение ЛУ. Регулятор 3 осуществляет пропорционально-интегральный закон регулирования. Входной величиной регулятора 3 является напрякение ЛК поступающее с выхода сумматора, выходной величиной - обороты и тяги. Датчик 4 преобразует отклонение погонной емкости ЛС от номинального значения С в напряжение ЛУс, пропорциональное отклонение ЛС.Регулятор 5 выполняет пропорционально- интегральный закон регулирования. Входной величиной регулятора 5 является напряжение ЛПс, поступающее с выхода датчика 4, выходной - температура О расплава, Элемент б служит для введения взаимозависимости в работу обоих контуров автоматического регулирования. Его входной величиной является напряжение ЛУ, поступающее с выхода датчика 4, а выходной величиной - напряжение ЛК пропорциональное напрякение ЛУс.При воздействии внешних возмущений на технологическую установку 1 происходит изменение как диаметра жилы по изоляции, так и диэлектрической проницаемости изоляции. Датчик 2 преобразует отклонение диаметра от номинального значения в пропорциональное ему напряжение, которое, проходя через сумматор, поступает на вход регулятора 3. Регулятор 3, изменяя обороты и тяги, возвращает величину диаметра к номинальному значению. Изменение оборотов тяги происходит до тех пор, пока напряжение ЛУ на выходе регулятора 3 не станет равным нулю.Изменение диэлектрической проницаемости изоляции приводит к отклонению погонной емкости от номинального значения. Датчик 4 преобразует отклонение погонной емкости в пропорциональное ему напряжение, которое поступает на выход регулятора 5, Регулятор 5, изменяя температуру О расплава в цилиндре экструдера, воздействует на диэлектрическую проницаемость накладываемой изоляции и возвращает величину погонной емкости к номинальному значению.Однако изменение температуры расплава характеризуется большим временем переходного процесса (порядка 10 - 15 мин), в течение которого на жилу накладывается изоля ция, имеющая неноминальное значение диэлектрической проницаемости и соответственно погонной емкости, Для того, чтобы отклонение величины диэлектрической проницаемости от номинального значения в течение переходного процесса в контуре регулирования погонной емкости не вызвало отклонения величины волнового сопротивления коаксиального кабеля, введена дополнительная связь между контрами чепез элемент 6, который подает через сумматор на вход регулятора 3Ю: Ыр+ ЬУ: О,где 15 ЬУр=-Кр ь 3 (2) - (3) здесь К - коэффициент передачи датчика 2;К, - коэффициент передачи элемента 6; 20 (с - коэффициент передачи датчика 4.Подставив выражения (2) и (3) в формулу (1), получаем, что введенная связь между контурами ооеспечцвает изготовление 5 килы, у которой В течение переходного процесса в 25 коцтурс рсГулироваци 51 пог 05 ц 1 ОЙ смОстп под держицается определенное соотношение между приращениями погонной емкости ц диаметра,Кс39ЬО=- - К, -с С, (4)Кр Коэффициент К выбран таким образом, чтобы между прираще,иямц погонной емкости ц диаметра поддерживалось соотнощепие, при котором волновое сопротивление коаксиальцого кабеля, изготовленного из этой жилы, сохраняет постояццос значение, равное поминальному. Для того, чтобы волновое сопротивление У цс получило отклопсцц 51 от поминального значения, необходимо выполне- ЦЦС УСЛОВИ 51 35 40 Ь 2= ЬО+ ЬС = О. (5)д 1.1 дС45Р(з уравненя (5) определяется соотношение между приращсцця 5 и ЬС ц Ь 1, которое необходимо поддерживать:д 2 Ь 0 =- -- . ЬС.(6) Сопоставляя выражения (1) и (6), находим, что коэффициент передачи элемента 6должен бьть выбран равным диаметра напряжение , , п р опор ццоц аль нос напряжению на выходе; а:.к;Поступление напряжения ЬУна вход регулятора 3 быстродействующего контура рсгулировацця диаметра приводит к измецецшо оборотов тя ги и стабилизации диаметра жилы на неноминальном уровне.В установившемся ре 5 киме работы контура регулирования диаметра с учетом пропорционально-интегрального закона регулирования 10 напряжение на входе регулятора 3 равно ну- лю д 2К= Р(7)К,дО1 астцыс производные, входящие в зависимость (7). берут от выражения для волнового сопротивления коаксцального кабеля как фу;кции диаметра жилы ц ее погонной емкости.По окончании переходного процесса в контуре регулирования погонной емкости погонная емкость жилы становится равной номинальному значению, при этом ЬС=О; Ь(с=О; С=.О и контур регулирования диаметра стабилизирует диаметр жилы ца уровне его но.;1:Иаль 5 Ого зцачеция.В качестье выходной величины системы автоматического регулирования может рассматриваться величинаЬЛ . д О+ -,ЬСдй дСкото уО система стабилизирует на нулевом уровц" прц быстродействии, определяемом ко.;туром регулирования диаметра и являющцмся достаточно боль 1 цим.Фупкццоц:рова цце предлагаемого устройства для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции ца жилу коаксиального кабеля В О Гли Ис От Ооычьых систем реГулироВания дцаметра и погонной емкости жилы обусловливает стабилизацгпо основного параметра качества коаксиального кабеля - волнового сопротивления. При этом общее быстродействие сцсте.ль 1 повышается,Высокое быстродействие обеспечивает повышение однородности волнового сопротивления кабеля без увеличения его материалоем- КОСТИ Ц УСЛОКЦСЦЦЯ ТЕХЦОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕС- са, что позволяет изготавливать дешевый коаксцальцый кабель с пенопластовой изоляцией, пригодный для передачи сигналов широкого спектра частот.Формула изобретенияУстройство для автоматического управления технологической установкой наложения пенопластовой изоляции на кабельную жилу, содср 5 кацее регулятор диаметра жилы с датчиком диаметра жилы и регулятор погонной емкости с датчиком погонной емкости, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит линейнокорректпрующий элемент, связывающий выход датчика погонной емкости с входом регулятора диаметра жилы.ПодписиСР ография, пр, Сапунова, 2 аказ 19341 Изд,699 ЦНИИПИ Государственного комит по делам изобретен 113035, Москва, Ж.35, РТираж 995 та Совета Министров й и открытий ушская паб., д. 4/5