Устройство для автоматической опти-мизации процесса напуска бумажноймассы

Сфеэ Севетсних Социапистичесних РвспублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 15101,lс присоединением заявки Ио О 21 Е 1/06 Гоеударстоеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА НАПУСКА БУМАЖНОЙ МАССЫИзобретение относится к производству бумаги и картона и предназначено для использования в напорных ящиках с воздушной и безвоздушной подушкой, осуществляющих напуск массы на сетку бумаго- и картоноделательных машин,Известно устройство для автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы, содержащее датчик уровня, связанный с регулятором уровня, датчик скорости сетки, резистор суммарного напора, регулирующие органы на воздухопроводах и массопроводе к напорному ящику и датчйк суммарного напора 1). 15Недостаток указанного устройства автоматического регулирования соотношения "скорость массы - скорость сетки" заключается в принципе работы, предполагающем такой процесс напуска 20 массы на сетку, при котором скорость истечения массы через напускную щель постоянна, а изменяется только скорость сетки. Однако известно, что скорость истечения массы практически не остается постоянной в процессе напуска массы, а более того, изменяется значительно чаще и на большую величину, чем скорость сетки, что не обеспечивает однородность полотна. 30 Цель изобретения - повышение однородности бумажного полотна.Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет регулятор скорости сетки, блок извлечения корня, подключенный к датчику суммарного напора, элементов сравнения и задатчик коэффициента отставания скорости массы от скорости сетки, сумматоры и вы" числительный блок, входы которого соединены с датчиком скорости сетки, блоком извлечения корня, выходами элементов сравнения и задатчиком коэффициента отставания, а выходы соединены с регуляторами суммарного напора и скорости. сетки соответственно через еумматоры, ко входам которых подключены входы элементов сравнения.На чертеже представлена схема устройства автоматической оптимизации процесса напуска бумажноймассы.Схема включает напорный ящик 1, смесительный насос 2, компрессор 3, регулирующий орган 4 длямассы, регулирующие органы 5 н 6 для воздуха, датчик 7 уровня массы, датчик 8 суммарного напора, датчик 9 скорости сетки, электродвигатель 10 с регулируемым числом оборотов, корнеизвлекающий прибор 11, регулятор 12 уров 8151013 4.элемент 20 сравнения, ключи 21 и 22множительный блок 23 и делительныйблок 24, задатчик 25 соотношения "скорость истечения массы - скорость сет".ки", задатчик 2 б скорости истечениямассы и задатчик 27 скорости сетки. ц)Стабилизация напора массы осуществляется при помощи систем автоматического регулирования (САР), состоящей из датчика 8 суммарного напора,корнеиэвлекающего прибора 11, элемента 1 б сравнения, суммирующего элемента 15, регулятора 13 -скорости истечения массы и регулирующего органа 4для массы стабилизация скорости сетки осуществляется САР, состоящей издатчика 9 скорости сетки, элемента 11 3)сравнении, суммирующего элемента 18,регулятора 14 скорости сетки и элект"родвигателя 10 с регулируемым числомоборотов,Для пояснения принципа действияпредлагаемого устройства автоматической оптимизации процесса напуска массы рассмотрим математические зависимости, лежащие в основе его построения.Для изменения либо скорости истечения массы в зависимости от измене. ния скорости сетки, либо скорости сетки в зависимости от изменения скорости истечения массы служит логическийблок, срабатывающий в зависимостиот величины и знака отклонения указанных регулируемых величин. Причемввод сигнала, характеризующего скорость сетки, в автоматическую систему регулирования скорости истечения 40массы осуществляется тогда, .когдаскорость сетки больше или меньшечемскорость истечения массы, а отклонение текущей скорости истечения массыот заданного значения меньше или 45больше отклонения текущей скоростисетки от заданного значенияЧЧ, но Ь ЧщЧс (1)Ввод сигнала, характеризующий скорость истечения массы, в автоматичес- экую систему, регулирования скоростисетки осуществляется тогда, когдаскорость истечения массы больше илименьше скорости сетки, но отклонениескорости сетки от заданного значенияменьше или больше отклонения скорости истечения массы от заданного значения.Чр с Чсно Ь ЧоЬЧм (2)где Ч и Ч - соответственно, текущаяскорость истечения мас- Осы и скорость сетки;ВЧ и ОЧм - отклонение текущей скорости сетки и текущейскорости истечения массы от заданных значений.65 В силу этого логический блок, уп 1 равляющий двумя системами, не равнозначен элементу сравнения текущей и заданной величин, что имеет место при Построении систем автоматического регулирования (САР) и сигнал, исходя" щий иэ логического блока, поступает в укаэанные системы минуя соответствующие элементы сравнения - САР скорости истечения массы и САР скорости сетки,Заданный коэФФициент отставания Ф скоРости истечениЯ массы Чом от скорости сетки Чо выражается формулойоЧо/Ч," (3) ,В приращениях выражение (3) имеет вид или ак ф Ж э6 Чв 6 Чс(5)Так как цепь оптимизации состоитв том, чтобы ЬК = О,то ЬЧщ щВ дЧо при Чм Сопят (6)ЬЧ щ - ЬЧм при фщ Сопи (7)Следовательно, при изменении скорости сетки иа величину ЬЧо скоростьистечения массы должна изменитьсяна величину Ф ьЧ . Наоборот, при изменении скорости истечения массы навеличину а Ч величина скорости сетки изменяется на величину у А ЧмДля вычисления указанных в выражениях (б) и (7) приращений служатмножительный блок 23 и делительныйблок 24. Сигналы на эти блоки поступают от элементов 1 б и 17 сравнения,а выходы из иих, проходя соответствующие ключи 21 и 22 управления поступают в суммирующие элементы 15и 18. Закон срабатывания ключа 21определяется выражением (2), а законсрабатывания ключа 22 - выражением (1).В процессе работы устройства, когда в элемент 20 сравнения поступаюттекущие значения скорости истечениямасси и скорости сетки, а также отклонения их от заданных значений,возможно несколько вариантов работыустройства.Пусть скорость сетки уменьшаетсяпо сравнению с ее заданным значением,а скорость истечения массы соответствует заданному значению, т.е.о. о,Ч с Ч; Ч, Ч,; ЬЧ аЧмгаЧ 0.В этом случае САР скорости сетки будет отрабатывать величину рассогласования в сторону увеличения скоростисетки. В то же время этот же сигналрассогласования с элемента сравненияпоступает в множительный блок 23, гдев соответствии с выражением (б) происходит вычисление того значения скорости истечения массы, которое должносоответствовать изменившейся скоростисетки. Для подачи вычисленного значения скорости истечения массы черезключ 21 необходимо, чтобы он был открыт. Так как Ь Ч имеет отрицательноезначение, согласйо условия задачи,а д Чц О, то согласно формулы (2)Ч 2 с Ч, а дЧ )ЬЧедовательно, ключ 21 открйт. В силутого сигнал от множительного блока ЯЗпоступает в суммирующий элемент 15,а затем и на регулятор суммарного напора 13, который уменьшает подачумассы, а значит и скорость ее исте-чения через напускную щель. Следуетотметить, что положение ключа 22 в "этот момент времени не имеет значения, так как выходной сигнал в делительном блоке 24 отсутствует, ввидуотсутствия выходного сигнала на еговходе.Пусть скорость сетки уменьшаетсяпо сравнению с ее заданным значением,а скорость истечения массы соответсто,нует заданному значению, т.е. Ч У; 20Ч е Ч; д Ч ЫЧМО. В этом случае САР .скорости сетки отрабатываетвеличину рассогласования в сторонууменьшения скорости сетки, В то жевремя этот сигнал рассогласования 25с элемента 17 сравнения поступает вмножительный блок 23. Так как по условию задачи У ъ Чн, а а Ч ЬУ Ъ О,то согласно формул (1) и (2) ключи 21 и 22 будут открыты. Следователь-Зно, сигнал с элемента 17 сравненияпоступает в множительный блок 23,где в соответствии с выражением (6)вычисляется то значение приращенияскорости истечения массы Ь Чр, которое необходимо подать на регуляторсуммарного напора 18 через суммирующий элемент 15 с целью увеличенияскорости истечения массы, равной повеличине изменившейся скорости сетки.Хотя ключ 22 тоже открыт, но ввиду 40отсутствия выходного сигнала в делительном блоке 24 (отсутствует выходной сигнал на элементе 16 сравнения)в суммирующий элемент 18 ничего непоступает. 45Пусть скорость истечения массыпо сравнению с ее заданным значениемуменьшается, а скорость сетки способствует ее заданному значению., В этомслучае Ч (Ч,д 1 Чс = Чс, а ЬЧвЬУоО. Следовательно, ключи 21 и 22 открыты. Сигнал рассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24, где в соответствиивыражением (7) вычисляется соответтвующее приращение скорости сетки.з делительного блока 24 выходнойсигнал через. ключ 22 поступает в суммирующий элемент 18, а из него - нарегулятор 14 скорости сетки, которыйсвоим регулирующим воздействием умень шает скорость сетки таким образом,чтобы она соответствовала изменившейся скорости истечения массы. Хотяключ 21 тоже открыт, но ввиду отсутствия выходного сигнала на злемен те 17 сравнения, выходной сигнал вмножительном блоке 23 отсутствует.Пусть скорость истечения массыпо сравнению с ее заданным значениемувеличивается, а скорость сетки равнаЬе заданному значению. Согласно условий (1) и (2) ключи 21 и 22 открывао,ются. В этом случае Уа 1 Чд, Че Чс 1ЬЧмаУс О, Следовательно, сигналрассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24,где в соответствии с выражением (,7)вычисляется соответствующее приращение скорости сетки, равное по величине изменившейся скорости истечениямассы. Из делительного блока 24 выходной сигнал через ключ 22 поступаетв суммирующий элемент 18, а из него -на регулятор 14 скорости сетки, который своим регулирующим воздействиемувеличивает скорость сетки таким образом, чтобы она соответствовала изменившейся скорости истечения массы.Выходной сигнал множительного блока 23не может оказать соответствующего воздействия на регулятор 13 суммарногонапора ввиду отсутствия сигнала навыходе элемента 17 сравнения.Пусть скорость истечения массыи скорость сетки равны заданным значениям т.е. Чф Чщ ЧС Ус Ь Чч =о, о,=ЬфЧс = О, В этом случае выходныесигналы в множительном блоке 23 и делительном блоке 24 отсутствуют ввидуотсутствия выходных сигналов на элементах.16 и 17 сравнения. Однако такое состояние предлагаемого устройст. -ва возможно только,в случае идентичности динамических характеристик составляющих его систем, что маловероятно.Пусть скорость сетки и скоростьистечения массы уменьшаются одновременно на равные величины, т.е. пустьЬЧс6 Ч Ь Ч, где Ь Ч. - некотораявеличина, характеризующая либо увеличение, либо уменьшение скорости. Изменение коэффициента отставания (опережения) скорости истечения массы отскорости сетки может быть в общемслучае записана какЬЧм -ОЬЧсЬ 01ЧОсЕсли 6 Ч ЬЧм = ЬУ4- о 1.Ьо 1. , дУ. (8)чАнализируя выражение 1,8) замечаем,что если коэффициент 06 = 1, то любыеизменения скорости сетки, равные изменениям скорости истечения массы,не могут отразиться на изменении заданного значения коэффициента о. Например, если Ч = 100 и Ус = 100,то о = 1. Если Ь УЬ 9ЬУ = 10,то У +ЬЧщ 110.и Ус+ Ь Чс = 110,следовательно тоже ос = 1. Аналогичный вывод можно сделать исходя изФормулы (8); 1 . - о = 1 - 1 = О, следовательно, любые изменения Ь Ч не815101 то оказывают влияния на заданное значение коэффициента о в силу того, что ЬМ= О.Таким образом, если указанный ко.эффициент близок к единице, то равные по величине изменения скорости сетки и скорости истечения массы не могут нарушить заданное соотношение скоростей, По этой причине устройство не вступает в работу.Качество работы предлагаемого устройства определяется тем, насколько аЖ отличается от нуля, если Ж = 0,94- "0,98.Если о 6 = 0,4; Чс = 100; Ьа ЬЧ= =10, то+ 0,002 = 0,942.Анализируя выражения 3) и 4) замечаем, что даже в случае неравен" ства Ж, единице, и в случае одинакового отклонения скорости сетки и скорости массы, что маловероятно, качество работы предлагаемого устройства довольно высокое,Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить качество бумаги., например однородность бумаги по толщине и массе 1 м , структуруполотна и др. Формула изобретения 5Устройство для автоматической оптимизации процесса напуска бумажноймассы, содержащее датчик уровня,связанный регулятором уровня, датчикскорости сетки, регулятор суммарногонапора, регулирующие органы на воздухопроводах и массопроводе к напорному ящику и датчик суьвюарного напора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения однородности5 бумажного полотна, оно имеет регулятор скорости сетки, блок извлечениякорня, подключенный к датчику суммарного напора, элементов сравнения, задатчик коэффициента отставания ско;Я рости массы от скорости сетки, сумматоры и вычислительный блок, входыкоторого соединены с датчиком скорости сетки, блоком извлечения корня,выходами элементов сравнения и задатчиком коэффициента отставания, а выходы соединены с регулятором суммарного напора и скорости сетки соответственно через суматоры,ко входамкоторых подключены входы элементовсравнения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 422812, кл. О 21 Г 1/06, 1974. ВНИИПИ Заказ 977/45 Тираж 407 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4