Устройство для управления перемоткой длинномерного материала

(21) 3924 (22) 10,0 (46) 30. о-техкт зическои те ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ САНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 05,8, Бюл, (71) Специальное кон йологическое бюро ге ники(57) Иэовам управанием,ние технтем обесматериалчисла слПеред наДобрускин,053(088,8)орскае свидетельство СССР 0 кл С 05 Э 13/00 в 1982 РОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА бретение относится к средствления переметочным оборудоЦель изобретения - расширеологических воэможностей пупечения намотки и размотки а с произвольно заданного оев материала на барабанечалом перемотки задатчиками исходного числа слоев материала 12 искорости перемотки 17, а также переключателем 13 направления перемоткиустанавливаются начальное число слоевматериала 9 на барабане 4, направление перемотки и требуемая скоростьперемотки, В процессе работы с помощью датчика 10 крайних положенийнитераскладчика, сумматора 11 числаслоев материала и программного задатчика 14 частоты вращения барабана наоснове сигнала датчика 3 частоты вра"щения электродвигателя 1 в сумматоре15 осуществляется вычисление линейнойскорости перемотки, Блок 16 управления осуществляет управление частотойвращения электродвигателя 1 так, чтопри изменении радиуса намотки барабана 4 линейная скорость перемоткиостается постоянной, 2 ил,Изобретение относится к средствам управления перемоточным оборудованием, конкретнее к устройствам для управления перемоткой кабелеЙ в геоФизических каротажных подъемниках.Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения намотки и размотки материала с произвольно заданного числа слоев материала на барабане. 10На Фиг 1 представлена блок-схема устройства; на Фиг.2 - конструкция сумматора регулятора скорости,Электродвигателькинематически связан своими выходами с входами редуктора 2 барабана и датчика 3 частоты вращения электродвигателя 1 перемотки, Выходи редуктора 2 барабана подсоединены соответственно к барабану 4 и к редуктору 5 раскладки, со(1 единенному с валом механизма 6 раскладки, имеющим проФилированные пазы 7 для передвижения подвижного основания 8, предназначенного для раскладки перематываемого материалао 2 э Датчики 10 крайних положений нитераскладчика объединенными выходамисоединены с первым входом сумматора11 числа слоев материала, второй итретий входы которого подключены квыходам задатчика 12 исходного числа слоев материала на барабане и переключателе 13 направления перемоткиматериала Программный эадатчик 14частоты вращения барабана своим входом подсоединен к выходу сумматора11, а выходом - к первсму входу сумматора 15, связанного своим вторьпвходом с датчиком 3 частоты вращенияэлектродвигателя 1, а выходом - спервым входог блока 16 управления,Второй и третий входь: блока 16 управления подключены к выходам задатчика 17 линейной скорости перемоткии переключателя 13, а его выход связан с электроцвигателем 1,11 лок 16 управления совместно с сумматором 15 образуют регулятор скорости электродвигателяСумматор 15 может быть выполнен в виде цепного делителя напряжения, содержащего последовательно включенные резисторы, связанные с инверторами (транзисторами) задатчика 14,1Рассмотрим работу устройства при использовании электропривода постоянного тока,Электродвигатель 1 постоянного тока независимого возбуждения управляется регулятором скорости, осуществ-ляющим в зависимости от соотношениязаданной и Фактической скоростей итребуемого направления врашения работу с постоянной частотой вращения,Задание скорости перемотки осуществляется задатчиком 17, представляющимсобой потенциометр. Переключатель 13направгения перемотки является трехполюснгг тумблером с двумя парамиперекидных контактов, Применяемые вэлектроприводе в качестве датчика 3частоты вращения тахогенератора постоянного тока с максимальным выходным напряжением 30 В требует использования в качестве сумматора 15 скорости цепного делителя напряжения,который должен колмутироваться задатчиком 14, Перед началом процесса перемотки заранее известное количествослоев материала, содержащего на барабане 4, набирается в задатчике 12,Задатчик 12 представляет собой наборключей (тумблеров), позволяющий вдвоичном коде на установочных входах сумматора 11 задавать исходноечисло. слоев, Тумблеры (ключи) переключателя 13 направления перемотки устанавливаются в требуемое положение,Потенциометр задат члкаПотенциометр задатчика 17 выставляется в соответствии с требуемой скоростью перемотки,При подаче питания на устройствов сумматоре 11, представляющем собой двоичный реверсивньпл счетчик,после подачи на вход синхронизации"1" записывается исходное количество слоев на барабане 4 (в начале намотки оно может быггь равным нулю),Датчики 10 являются концевыми выключателями, Формирующими "О" (замкнутое состояние) в крайних положениях подвижного основания 8 механизма раскладки кабеля, Они Формируют сигнал об окончании на барабане 4 очередного слоя, который надо добавить (или вычесть) к общему количеству слоев, заФиксированных в сумматоре 11, Сигнал об окончании слоя перемотки через трехполюсный тумблер переключателя 13 поступает либо на вход "+1", либо на вход "-1" счетчика сумматора 11, позволяя сФормировать на выходе двоичного реверсивного счетчика сигнал в двоич 313792ном коде о фактически намотанном набарабане 4 количестве слоев. Например, четырехраэрядный счетчик(К 155 ИЕ 5) позволяет считать до шестнадцати слоев намотки на барабане 4,Для большего количества слоев необходимо применить два четырехразрядных счетчика, включенных по стандартной схеме 8-разрядного двоичного реверсивного счетчика, 1 ОИтак, сумматор 11 подает на входпрограммного задатчика 14 число слоев барабана 4 в двоичном коде, Программный задатчик 14 представляет собой, например, дешифратор-мультиплек сор "4 линии на 16", При четырехразрядном входном сигнале дешифраторраспределяет его по шестнадцати выходным цепям (например, элементК 155 ИДЗ), осуществляя с помощью инверторов (например, микросхемаК 55 ЛИ 5 с открытым коллектором)коммутацию элементов цепного делителянапряжения тахогенератора (датчика3) в схеме сумматора 15. С увеличением числа слоев сверх шестнадцатив программном задатчике 14 стандартным путем увеличивается разрядностьвключением двух элементов (например,К 155 ИДЗ) с соответствующим увеличением количества инверторов на выходедешифратора-мультиплексора, Так каклинейная скорость перемотки зависитот частоты вращения барабана или двигателя и диаметра намотки материала(числа слоев намотки), то сумматор15 преобразует аналоговый сигналскорости вращения двигателя 1 в аналоговый сигнал линейной скорости перемотки. Преобразование осуществля ется с помощью цепного делителя напряжения, количество резисторов которого равно максимально возможномучислу слоев материала на барабане 4,При нулевом количестве слоев на барабане 4 программный задатчик 14подключает к входу блока 16 управления точку "а" (фиг.2) сумматора 15,что соответствует наибольшему коэффициенту пропорциональности междучастотой вращения и линейной скоростью перемотки, После намотки 1-гослоя программный задатчик 14 отключает точку "а" сумматора от входаблока 16 и подключает,на вход еготочку "б" сумматора 15, Частота вращения двигателя снижается, а линейная скорость перемотки остается прежней,Если, например, в исходном состоянии на барабане 4 находятся двенадцать слоев материала, то на задатчике 12 устанавливается в двоичном коде число "12" (сигналы "1", "1" "0" и 0 на соответствующих выходах задатчика 12). Код числа "12" оказывается на установочных входах сумматора 11, при подаче импульса установки, например, через пусковую кнопку (не показана), связанную с коммутатором сетевого питания, число двенадцать в двоичном коде оказывается записанным в сумматоре 11, При подаче команды на размотку, что соответствует замкнутому состоянию ключа переключателя 13 на входе "-1" сумматора 11, электродвигатель 1 начинает сматывать.материал с барабана 4, По мере уменьшения числа витков в сматываемом двенадцатом слое подвижное основание механизма раскладки 8 перемещается (например, в левое крайнее положение), Код числа "12" с выхода сумматора 11 числа слоев в виде сигствующих выходах двоичного реверсивного счетчика сумматора числа слоев поступает на вход программного задатчика 14, Дешифратор-мультиплексор программного задатчика 14 при наличии на входе кода "1", "1", "Е", "0" выдает сигнал на 12-м выходе, который после двоичного инвертирования на последовательно включенных инверторах с открытым коллектором осуществляет подключение точки "в" (фиг,2) сумматора 15 к входу блока 16 управленияБлок 16 управляет двигателем 1так, что скорость его вращения обеспечивает равенство сигнала эадатчика 17 скорости и сигнала на выходесумматора 15,Перемотка материала при сматывании 12-го слоя барабана 4 идет спостоянной (заданной задатчиком 17)линейной скоростью перемоткиПрисчитывании последнего витка слояосуществляется срабатывание соответствующего датчика 1 Е. В простейшемслучае датчик 1 Е представяет собойпараллельно включенные нормальноразомкнутые контакты, замыкаемые вкрайнем положении подвижного основания 8, Прн срабатывании указанногодатчика,(который вновь разомкнетсяпри продолжении вращения барабана 4и начале разматывания следующего, 5 131одиннадцатого, слоя) кратковременныйсигнал уровня "О" поступает на вход"-1" счетчика сумматора 11. Состояние счетчика изменяется на единицумладшего разряда.; наего выходах устанавливаются сигналы "1", "О", "1","1"; что соответствует коду числа"11", Поступление кода числа "11" навход задатчика 14 ведет к отключениюточки "в" и к подлючению точки "г"к входу блока 16 управления, Припрежней частоте вращения электроцвигателя 1 сумматор 15 подает на входблока 15 меньшее напряжение, и регулятор скорости увеличивает частотувращения электродвигателя 1 так, чтоэлектродвигатель 1 при большей частоте вращения обеспечивает прежнеезначение линейной скорости перемотки, компенсируя изменение диаметранамотки барабана 4, связанного суменьшением общей намотки материалана один слой. Резисторы цепного делителя сумматора 15 выбираются так,что при любом числе слоев намотки набарабане 4 линейная скорость перемотки сохраняется постоянной,При режиме намотки тумблер переключателя 13 устанавливается в противоположное положение, соответствующее подключению выхода датчиков квходу "+1" сумматора 11. В этом случае сумматор 11 в процессе намоткина барабан 4 осуществляет добавлениекаждого намотанного слоя к уже вычисленному количеству слоев. Последующая работа устройства в процессенамотки осуществляется аналогичнорассмотренному для режима смотки,Устройство после. задания исходногочисла слоев и установления направле 3792 6ния перемотки позволяет осуществлятьпроцесс перемотки в любую сторону,причем многократно,5 Формула изобретенияУстройство для управления перематкой длинномерного материала, преО имущественно кабеля, содержащее электродвигатель барабана, входом электрически связанный с выходом регулятора скорости барабана, датчики крайних положений нитеперекладчика, выхо 5 ды которых объединены, сумматор числа слоев материала и программный задатчик частоты вращения барабана,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью расширения технологических воз 20 можностей путем обеспечения намоткии размотки материала с произвольнозаданного числа слоев материала набарабане, оно снабжено задатчикомисходного числа слоев материала набарабане и переключателем направления перемотки материала, при этомобъединенный выход датчиков крайнихположений нитераскладчика связан синформационным входом сумматора чис 30 ла слоев материала, установочный входкоторого подключен к выходу задатчика исходного числа слоев материалана барабане, а управляющий вход - кпервому выходу переключателя направ 35 ления перемотки материала, вторымвыходом соединенного с управляющимвходом регулятора скорости барабана,информационный вход которого черезпрограммный задатчик частоты враще 40 ния барабана соединен с выходом сум-матора числа слоев материала,