Система управления параметрами движения полосового и пленочного материала

(54) СИСТЕМА УПР ДВИЖЕНИЯ ПОЛОСОВ ТЕРИАЛА(57) Изобретение технике и может управления элект янного тока, Цел ется повьппение к ния. Система 4 р жения на раскате 8 натяжения, пер регулятор 10 нат 12 частоты враще юл,913 и политехн Ленина В,М. Ле.5.088(088.8)видетельство СССР02 Р 5/45, 1965.Регулируемые элекчных агрегатов.рис, 1.3. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ ССО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4086516/24- (22) 10.07.86 (46) 07.04.89, Б (71) Харьковски" ститут им. В,И, (72) В.А. Фурман и М,И. Наплеков (53) 621.3 16.718 (56) Авторское с В 310858, кл. НШестаков В М. роприводы отдело М,: 1982, с. 11,АВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИОГО И ППЕНОЧНОГО МАотносится к электро быть использовано дл родвигателями постоью изобретения являацества регулироваегулирования натявключает задатчик вую схему сравнения, яжения, регулятор ния, регулятор 101471237 тока, Система 6 регулирования натяжения на накатке включает задатчик20 натяжения, второй регулятор 22натяжения, регулятор 24 частоты вращения, регулятор 26 тока. Первые ивторые входы блоков 42, 43 параметрической коррекции соединены с.выходами соответственно задания скоростии ускорения программного задатчика Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.Целью изобретения является повышение качества регулирования.На чертеже приведена схема системы управления.Система управления содержит механизм 1 раската, главный приводной механизм 2, механизм 3 наката, автоматические системы 4-6 регулирования соответственно натяжения на раскате, скорости и натяжения на накате, програмюый задатчик 7.Система 4 регулирования натяжения на раскате включает последовательно соединенные первый задатчик 8 натяжения, первую схему 9 сравнения, первый регулятор 10 натяжения, вторую схему 11 сравнения, первый регулятор 12 частоты вращения, третью схему 13 сравнения, первый ре. - гулятор 14 тока, первый преобразователь 15, первый датчик 16 тока и первый электродвигатель 17, первый датчик 18 натяжения, первый датчик 19 частоты вращения, причем выходы датчиков 18, 19 и 16 натяжения, частоты вращения и тока подключены к вторым входам соответственнопервой 9, второй 11 и третьей 13 схем сравнения.Система 6 регулирования натяжения на накате включает последовательно-соединенные второй задатчик 20 натяжения, четвертую схему 21 сравнения, второй регулятор 22 натяжения, пятую схему 23 сравнения, второй регулятор 24 частоты вращения, шестую схему 25 сравнения, второй 10 15 20 25 ЗО 35 40 7, Третьи входы блоков 42, 43 подключены к выходам первого и второгосчетчиков 40, 41 слоев. В устройствезадание значений переменных координат Я и 1 осуществляется за счетспециальных сигналов параметрическойкоррекции, задаваемых во время цикла перемотки на входы контуров регулирования. 1 нл. регулятор 26 тока, второй преобразователь 27, второй датчик 28 токаи второй электродвигатель 29, второйдатчик 30 натяжения, второй датчик3 1 частоты вращения, причем выходыдатчиков 30, 31 и 28 подключены квходам схем 21, 23 и 25 сравнения,систему 5 регулирования скорости,включающую последовательно соединенные седьмую схему 32 сравнения, кпервому входу которой подключенвыход задания скорости программногозадатчика 7, регулятор 33 скорости,восьмую схему 34 сравнения, третийрегулятор 35 тока, третий 36 преобразователь, третий датчик 37 тока итретий электродвигатель 38, датчик39 скорости и датчик 37 тока, выходыкоторых подключены к вторым входамседьмой и восьмой схем 32 и 34 сравнения, первый и второй счетчики 40и 41 слоев, входы которых подключены к выходам соответственно первогои второго датчиков 19 и 31 частотывращения, первый и второй блоки 42 и43 параметрической коррекции, первые и вторые входы которых соединеныс выходами соответственно заданияскорости и ускорения программногозадатчика 7, а третьи входы подключены к выходам соответственно первогои второго счетчиков 40 и 41 слоев,первый и второй выходы первого блока 42 параметрической коррекции соединены с третьими входами соответственно второй и третьей схем 11 и 13сравнения, первый и второй выходы второго блока из параметрической коррек-.ции соединены с третьими входами соответственно пятой и вестой схем 23и 25 сравнения, причем блоки 42 и 43параметрической коррекции реализуютследующие функциональные зависимости: Ч Чпараметры задания скорости и ускорения; 25текущие значения числаслоев на раскате и накате;параметры задания токов,формируемые на вторых вы ходах соответственно первого и второго блоковпараметрической коррекции;текущие значения радиусов рулона; Н, Б ( 2 КК АИ С14, А 2, В, С,Пгф Р РгКя Кя зН - константы.При использовании блоков на базецифровой техники система управленияможет содержать преобразователи коданалог 44 и частота - код 45.Система управления работает следуощим образом.Процесс намотки или перемоткиматериала. носит циклический характер Длительность каждого технологического цикла определяется вреФменем намотки рулона ыа накате. Приэтом циклограмма скоростного режимасостоит из участка разгона, стабилизации скорости ч торможения, Значе-.ния ускорения на участках разгона иторможения, а также значение скорости на участке стабилизации определяется видом материала, как правило,40 50 55 где Ц И - параметры частот задания,формируемые на первых выходах соответственно20первого и второго блоков параметрической коррекции; выбираются из соображений максимальной производительности и являются заданными и повторяющимися от цикла к циклу параметрами. Основная задача электропривода - обеспечить при максимальной производительности стабилизацию натяжения материала на одном уровне на всех участках циклограммы процесса намотки или перемотки. При этом следует учесть, что в течение укаэанного цикла радиус рулона материала на раскате непрерывно уменьшается, а на накате - увеличивается. Последнее приводит к непрерывному изменению как частоты вращения рулонов, так и к изменению в широком диапазоне их моментов инерции, те. имеет место значительное изменение динамических параметров, а следовательно, и таких переменных координат как ток якоря и частота вращения двигателя частоты вращения двигателя на раскате:ЧЦ юф(1)к Фна накате У2 ГгК ф(2) где Ч - скорость перемотки материала (по главному приводу),и- константы,Текущие значения радиуса рулонов на раскате и на накате определяются какк= к,- ни,; (3) К 2 = К 2 я + НИ 2; (4)где К,и К я- начальные значения радиуса рулонов на раскате и на накате;Н - толщина материала;Ии М 2 - текущие значения числаоборотов (слоев) рулона на раскате и на накате.Динамический момент на валу двигателя определяется какды, йо4, 3 д ф Ам,г 2 д фгде 3, 32 - моменты инерции, приведенные к валу двигателя,Ускорение может быть выражено как йО й ЧдЧ РЧдКФормула изобретения 5 1471237 8 С учетом (5)-(8) и уравнения для эле- щего значения радиуса рулона при ктромагнитного момента электродвига- заданных значениях скорости и ускотеля при постоянных магнитном потоке рения.и статическом моменте нагрузки поду 5чаем(9)ВаА ( + С Яз) + ( - Я Я )12+ 10дд ка а +ИК . -(1 О)Текущие значения частоты вращения и тока якоря двигателей раската и наката связаны сложными функциональнь 15 ми зависимостями с текущими значениями скорости перемотки, ускорения и радиуса рулона. Константыв упомянутых соотношениях определяются видом материала, конструкцией механизмов и заданным значением натяжения движущегося материала.При отсутствии устройств параметрической коррекции значительное изменение частоты вращения двигателей 25 раската и наката в процессе перемотки материала (для реальных механизмов диапазон изменения частоты вращения достигнет 1:10) достигается за счет сигнала рассогласования, вырабатываемого в контуре регулирования натяжения, динамического изменения тока якоря, связанные с, разгоном, торможением, переменным характером инер ционных масс и момента создающегод 5 натяжение, создаются зе счет рассогласования, вырабатываемого в контуре регулирования частоты вращения. Оба обстоятельства затрудняют высококачественную стабилизацию натяжения материала. Применение больших значений коэффициентов усиления и интеграторов для уменьшения ошибки во внешнемконтуре регулирования натяжения ограничено условиями устойчивости с учетом большого диапазона изменения значений переменных коэффициентов и сложностью трехконтурной структуры.С целью повьппения точности регулирования натяжения материала задание значений переменных координат О и 1 осуществляется не за счет ошибки контура регулирования натяжения, а за счет специальных сигналов параметрической коррекции, задаваемых во время цикла перемотки на входы контуров регулирования частоты вращения и тока якоря в функции текуСистема управления параметрами движения полосового и пленочного материала, содержащая систему регулирования натяжения на раскате, включающую первый электродвигатель, якорная обмотка которого подключена х первому преобразователю, последовательно соециненные первый эадатчик натяжения, первую схему сравнения, первый регулятор натяжения, вторую схему сравнения, первый регулятор частоты вращения, третью схему срав-. нения, первый регулятор тока, выход которого подключен к входу первого преобразователя, а также первые датчик натяжения, датчик частоты вращения и датчик тока, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, систему регулирования натяжения на накате, включающую второй электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к второму преобразователю, последовательно .соединенные второй задатчик натяжения четвертую схему сравнения, второй ре:- гулятор натяжения пятую схему сравнения, второй регулятор частоты вращения, шестую схему сравнения, второй регулятор тока, выход которого подипочен к входу второго преобразователя а также вторые датчик натяжения, датчик частоты вращения и датчик тока, выходы которых подключены к вторым входам соответственно четвертой, пятой и шестой схем сравнения, систему регулирования скорости перемотки, включающую третий электродвигатель, якорная обмотка которого подключена к третьему преобразователю, последовательно соединенные программный эадатчик скорости и ускорения, седьмую схему сравнения, регулятор скорости перемотки, восьмую схему сравнения, третий регулятор тока, выход которого подключен к входу третьего преобразователя, а также датчик скорости перемотки и датчик тока, выходы. которых подключены к вторым вхоцам соответственно седьмой и восьмой схем сравнения, о т л и ч а - ю щ а я с я тем что, с целью пбвы1471237 К, =К-НИ к -к +ни,10 1 -парам.,тры задания тока, формируемые на вторых выходахсоответственно первого ивторого блоков параметрической коррекции; 15 щ ф Гс- параметры задания скоростии ускорения, формируемые на.выходах программного задатчика и первых и вторых входах блоков параметрической коррекции; 20 параметры числа слоев, сматываемых на раскате и наматываемых на накате;текущие значения радиусоврулона; 1 ф 1 а+ -+ С К)Ч+оЧ Пйд К 1 1- константы. Составитель А. ТрофименковТехред Л.Сердюкова Корректор О, Кравцова Редактор В, Бугренкова Заказ 1612/52 Тираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 шения качества регулирования, в неевведены первый и второй счетчики слоев, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго датчиков частоты вращения, первый и второй блоки параметрическойкоррекции, первые и вторые входы которых соединены с выходами заданиясоответственно скорости и ускоренияпрограммного задатчика, а третьивходы подключены к выходам соответственно первого и второго счетчиков,первый и второй выходы первого блокапараметрической коррекции соединеныс третьими входами соответственновторой и третьей схем сравнения, первый и второй выходы второго блокапараметрической коррекции соединеныс третьими входами соответственно пятой и шестой схем сравнения, причемблоки параметрической коррекции реализуют следующие функциональные зависимости гдето, у - параметры задания частотывращения, формируемые на 5первых выходах соответственно первого и второго блоков параметрической коррекции;