Система регулирования диаметра кабельных изделий

1118967 занного выходом с третьим входом регулятора скорости, второй выход преобразователя напряжения первого канала подключен к третьему входу регулятора тока и четвертому входу регулятора скорости данного канала, а второй выход преобразователя напряжения второго канала подключен к .третьему входу регулятора тока, четвертому входу регулятора скорости, третьему входу регулятора давления и третьему входу регулятора диаметра данного канала.2. Система по п.1, о т л и ч а в - щ а я с я тем, что эталонная модель экструдера содержит последовательно соединенные цифровой датчик скорости, цифроаналоговый преобразователь и первое апериодическое звено, выход которого связан с первым выходом модели, выход цифроаналогового преобИзобретение относится к автомати- ческому регулированию и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей.Известна система регулирования диаметра, работа которой основана на определенных заранее установленных законах управления, т.е. на априорной информации об объекте управления 1 .Однако характеристики этого объек та могут изменяться в очень широких пределах по не известному заранее закону управления. Так, например, износ инструмента и шнека экструдера, применение материалов с меняю щимся коэффициентом расплава, изготовление нескольких типоразмеров кабелей приводит к резкому снижению качества функционирования системы и снижению ее функциональных возмож- р 0 ностей. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система стабилизации диаметра прово-да, содержащая экструдер с двумя каналами управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регулятора скорости, регулятора тока, блока управления, преобразователя напряжения и электро" двигателя, а также датчиков тока и скорости электродвигателя, подключенных в каждом канале управления .к вторым входам регуляторов тока и первым входам регуляторов скорости З 5 соответственно, кабестан, включен.ный между электродвигателем первого разователя соединен с вторым выходом модели, а вход цифрового датчика скорости подключен к входу модели.3. Система по п.1, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что настраиваемая модель экструдера и ванны охлаждения содержит последовательно соединенные второе апериодическое звено, безынерционное звено, второй блок деления,и блок задержки, а также ,компаратор, первый вход которого подключен к первому входу модели, второй вход - к второму входу блока .задержки и третьему входу модели, а выход - к третьему входу блока задержки, выход которого подключен к выходу модели, второй вход второго блока деления соединен с вторым входом модели, а вход второго апериодического звена связан с четвертым входом модели. канала управления и первым входом экструдера, второй вход которого связан с электродвигателем второго канала управления, ванну охлаждения связанную с первым выходом экструдера, и два датчика диаметра, первый из которых установлен на первом выходе экструдера, а выходом связан с первым входом регулятора диаметра первого канала управления, а второй датчик диаметра установлен на выходе ванны охлаждения и подключен выходом к первому входу регулятора диаметра второго канала управления 2 .Данная система не характеризуется высоким быстродействием и предназначена в основном для изготовления провода одного размера при строго установленных технологических режимах.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширения области применения системы путем обеспечения воэможности изолирования кабельных изделий в широком диапазоне скоростей.Указанная цель достигается тем, что система снабжена последовательно соединенными датчиком давления в головке зкструдера и регулятором давления второго канала управления, последовательно соединенными в первом канале управления эталонной мо" делью экструдера, первым блоком деления и блоком умножения, последовательно соединенными во втором канале управления настраиваемой моделью экструдера и ванной охлаждения, пер1118967 вым блоком деления и блоком умножения, а также блоком определения коэффициента передачи ванны охлажденияи блоком задатчиков, первый и второй выходы которого подключены квторым входам регуляторов диаметрапервого и второго каналов управления.соответственно, третий и четвертый выходы - к вторым входам регуляторовскорости первого и второго каналовуправления соответственно, пятый выход - к вторым входам преобразователей напряжения,а шестой выход - кпервому входу настраиваемой моделиэкструдера и ванны охлаждения, входыблока определения коэФфициента передачи ванны охлаждения соединены с выходами соответствующих датчиков диаметра и вторыми входами соответствующих первых блоков деления,а Вйходс вторым входом настраиваемой моделиэкструдера и ванны охлаждения, третий вход которой связан с вторым выходом эталонной модели экструдера,а четвертый вход - с выходом электродвигателя второго канала управления, .вход эталонной модели экструдера подключен к выходу кабестана,второй вход блока умножения в первомканале соединен с выходом регуляторадиаметра, а выход - с третьим входомрегулятора скорости, второй вход бло ка умножения во втором канале соединен с выходом регулятора диаметра,а выход - с вторым входом регулято"ра давления, связанного .выходом стретьим входом регулятора скорости, 35второй выход преобразователя напряжения первого канала подключен ктретьему входу регулятора тока ичетвертому входу регулятора скорости данного канала, а второй выход 40преобразователя напряжения второгоканала подключен к третьему входу .регулятора тока, четвертому входурегулятора скорости, третьему входурегулятора давления и третьему вхо. -ду регулятора диаметра данного канала. Эталонная модель экструдера содержит последовательно соединенные цифровой датчик скорости, цифроаналого" 50 вый преобразователь и первое апериодическое звено, выход которого связан с первым выходом модели, выход цифроаналогового преобразователя соединен с.вторым выходом модели, а 55 вход цифрового датчика скорости подключен к входу модели. Настраиваемая модель экструдера и ванны охлаждения содержит последова тельно соединенные второе апериодическое звено, безынерционное звено, второй блок деления и блок задержки, а также компаратор,первый вход которого подключен к первому входу модели 65 второй вход - к второму входу блоказадержки и третьему входу модели, авыход - к третьему входу блока задерж"ки, выход которого подключен к выходу модели, второй вход блока делениясоединен с вторым входом модели, авход второго апериодического звенасвязан с четвертым входом модели.На фиг. 1 представлена блок-схемасистемы регулирования диаметра кабельных иэделий; на фиг. 2 - блоксхема эталонной модели экструдера;на фиг. 3 - блок-схема настраиваемой модели экструдера,Система регулирования диаметракабельных изделий содержит регуляторы 1 и 2 диаметра, блоки 3 и 4умножения, регуляторы 5 и 6 скорости, регуляторы 7 и 8 тока, блоки 9и 10 управления, преобразователи 11и 12 напряжения, электродвигатель 13первого канала управления, электродвигатель 14 второго канала управления, датчики 15 и 16 тока, датчики 17 и 18 скорости электродвигателей, кабестан 19, эталонную модельэкструдера 20 первого канала управления, первые блоки 21 и 22 делениясоответственно первого и второгоканалов управления, датчики 23 и 24диаметра, регулятор 25 давления,экструдер 26, ванну 27 охлаждения,датчик 28 давления в головке экструдера, настраиваемую модель 29 экструдера и ванны охлаждения, блок 30 определения коэффициента передачи ванны охлаждения и блок 31 задатчиков.Блок-схема эталонной модели 20экструдера содержит цифровой датчик32 скорости, цифроаналоговый преобразователь 33 и первое апериодическое звено 34. Блок-схема настраиваемой модели29 экструдера и ванны охлаждениясодержит второе апериодическое звено35, безынерционное звено 36, второйблок .37 деления, блок 38 задержки икомпаратор 39. Эталонная модель зкструдера предназначена для выявления отклонения диаметра кабельного изделия во времени при отсутствии изменения скорости движения изделия через головку экструдера, т.е. она учитывает изменение внутренних свойств объекта регулирования - экструдера. Циф- . ровой датчик скорости эталонной модели экструдера измеряет линейную скорость кабельного изделия. Цифроаналоговый преобразователь преобразует импульсы с датчика в напряжение постоянного тока. На выходе преобразователя включено апериодическое звено, передаточная функция которого равна передаточной функции экструдера.Настраиваемая модель экструдера .и ванны охлаждения предназначена для выявления отклонения диаметра кабеляна выходе ванны охлаждения при от" сутствии изменений на входе экструдера. Модель представляет собой модель экструдера - апериодическое звено и ванны охлаждения - последовательно соединенные безынерционное звено с коэффициентом передачи, равным коэффициенту передачи ванны ох лаждения, и блок задержки сигнала с постоянной времени, равной постоянной времени ванны охлаждения. Эта модель внешними сигналами подстраивается нод объекты регулированияэкструдер .и ванну охлаждения. Сигналом от модели 20 подстраивается постоянная времени по третьему входу, а ат блока 30 подстраивается коэффициент передачи модели 29 по второму входу. Коэффициент передачи модели 29 подстраивается с помощью блока 37 деления, постоянная времени - с помощью блока 38 задержки. Компаратор 39 модели 29 предназначен для включения блока задержки 38 в работу . при равенстве заданного значения скорости изолирования кабельного изделия установившемуся Фактическому значению скорости кабестана.Блок 30 предназначен для определения коэффициента передачи ванны охлаждения, который может изменяться в значительных пределах в зависимости от изменения, температуры охлаждающей среды, марок применяеваях мате риалов, температуры расплава массы, давления воды и т.д. Этот блок вы" полнен на последовательно соединенных элементе деления и масштабном усилителе, 40Блоки 21 и 22 деления предназначены для выявления несоответствия между эталонной моделью экструдера в первом канале управления.и экструдером между настраиваемой моделью 45 экструдера и ванны охлаждения во втором канале управления и экструдером и ванной охлаждения. При этом производится корректировка коэффициентов передачи регуляторов 1 и 2 с помощью блоков 3 и 4 умножения,Система регулирования диаметра кабельных изделий работает следую" щим образомаНа блоке задатчиков устанавливают тумблером требуемый режим работы, например автоматический, а также задания по скорости изолирования и оборотам экструдера и выбирают требуемые диаметры на выходах экструдера и ванны охлаждения. Кнопкой60 Пуск в автоматическом режиме запускают систему в работу. При этом включаются контакторы в преобразователях 11 и 12 напряжения, которые включают промежуточное реле, размы кающие своими размыкающимися контак-тами конденсаторы 2, 5, 7, 25, б и8. Одновременно в блоке задатчиковглавный моторизированный потенциометр подключется к сети и начинает-ся разгон системы. При этом сигналс этого потенциометра поступает навходы регуляторов скорости черезпредварительно установленные в требуемые положения два других потенциометра. Поэтому разгон системыидет при выбранном соотношении оборотов экструдера и скорости кабестана при.почти одинаковых диаметрахна выходах системы. Одновременно изблока задатчиков на регуляторы 1и 2 диаметра подаются сигналы задания по диаметрам первого и второгоканалов управления. Процесс установ-,.ления диаметров кабельного изделияна входе и выходе ванны охлажденияпрактически является апериодическимиз-за совместного разгона двух контуров с наперед установленным соотношением числа оборотов экструдераи скорости кабестана. В экструдерепроисходит наложение изоляции сустановленными диаметрами, В ваннеохлаждения изоляция охлаждается.Замер диаметров изоляции до ванныохлаждения и после нее производитсяс помощью датчиков диаметра. Напряжения, пропорциональные диаметрамизоляции, подаются на входы регуляторов 1 и 2 диаметра где происходит их сравнение с заданными значениями в блоке задатчиков. Возмущения, возникающие на входах экструдера, отрабатываются с помощью регуляторов 1 и 2, причем по первомуконтуру отработки ведется значительно быстрее,так как он имеет большеебыстродействие, Если коэффициент передачи экструдера изменяется, например, изнашивается шнек экструдераили его инструмент, то одновременночерез блоки 21 и 22 деления отрабатываются возникшие возмущения, чтозначительно повышает быстродействиесистемы. Кроме того, если изменяется коэффициент передачи ванны охлаждения, то его оценивает блок .30,.который подстраивает коэффициентпередачи модели 29 под истинное значение. При работе на разных скоростях ванна охлаждения имеет различное время транспортного запаздывания. Чтобы компенсировать его изменение в эталонной модели, измеряютскорость движения кабельного изделия. Сигнал подается в блок задержки сигнала модели 29. Тем самим модель 29 подстраивается под истинноевремя запаздывания, что также повышает качество регулирования при работе систеьы на различных скоростяхизолирования. Датчик 28 и регулятор25 давления стабилизируют давлениярасплава в головке экструдера и огТираж 841Государственного комиелам изобретений и оМосква,.Ж-.35, Раушскаюь е юь ееювавеев ее ака о о ета СССРрытийнаб д,4/5.Ужго ил раничивают давление в экструдере прифорсированных режимах управления,предохраняя экструдер от возникновения неисправностей. Эталонная модедь 20 экструдера производвт быструю отработку легких возмущений внутри экструдера через датчик диаметра,регулятор диаметра н бпок деления,что позволяЕт исключить возникнове"ние колебаний во втором менее быстро"действующем контуре. При работе на 10других скоростях изолирования с дру"1 гнми диаметрами кабельных изделий устанавливаются в блоке задатчиков нужные установки и система регулирования диаметра кабельных изделий запускается аналогичным образом.Таким образом, во-первых, расширяется область применения, так как предлагаемую систему можно применять на одном прессе в широком диапазоне скоростей изолирования; во-вторых, значительно повышается быстродействие систеж;