Устройство для регулирования толщины изоляции кабеля
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскккСоциалистическихРвспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетС 05 О 5/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 070782. Бюллетень Мо 25 Дата опубликования описания 07.07.82 1531 УДК 62-50(72) Авторыизобретения Г.М. Иванов и Б.К. Никитин Всесоюзный научно-исследовательский Ю проектноконструкторский институт по автоматизированномуэлектроприводу в промьваленности, сельском хозяйствеи на транспорте(,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ 10 Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и можетбыть использовано в производствепроводов и кабелей с пластмассовойизоляцией.Известно устройство управления вФункции толщины изоляции электроприводом кабельной линии, включающей всебя экструзионный, толкающий и тянущий механизмы и зону охлаждения, со -держащее измеритель толщины, установленный за зоной охлаждения, и регулятор с органом на входе электропривода тянущего механизма. Регулирование толщины наносимого изоляционного слоя осуществляется путем воз"действия на скорость тянущего механизма, причем увеличение ее приводитк уменьшению толщины изоляции 11.Недостатком такого устройства является низкая эФФективность вследствие наличия в контуре регулированиябольшого транспортного запаздывания,обусловленного прохождением изоляциичерез зону охлаждения,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления электроприводами кабельной линии с толкающим, экструзионным и тянущим механизмами и индивидуальными электроприводами каждого механизма, содержащее первый измеритель толщины перед зоной охлаждения и второй за зоной охлаждения, орган сравнения, выход которого связан с входом регулятора толщины, а выход последнего с входом электропривода экструзионного механизма. Неизолированная жила сматывается с отдающего барабана при помощи тянущего механизма и подается в экструзионный механизм экструдер). Толкающий механизм обеспечивает постоянное натяжение провода, сглаживая толчки и рывки, возникающие иэ-за неравномерного схода жилы с барабана; принимая эти рывки на себя, оно разгружает от них участок изолирования провода, проходящего через экстру дер. В экструдере происходит наложение на провод изоляции, представляющей собой расплавленную полимерную массу. После выхода из экструдера провод проходит через зону охлаждения, тянущий механизм и наматывается на приемный барабан. Отклонения толщины изоляции от заданного значения, возникающие на выходе из зкструдера, компенсируются внутренним контуромрегулирования с бесконтактным (в данном случае оптическим) измерителем.В зоне охлаждения происходит усадка и окончательное формирование толщины изоляции, которое вследствие неоднородности изоляционной массы также подвержено случайной флуктуации. Эта флуктуация комйенсируется наружным контуром регулирования, выполненным на базе более простого по конструкции контактного измерителя. 1 О Кроме центрированной случайной Флуктуации имеется также постоянная составляющая, обусловленная сжатием (усадкой) изоляции при охлаждении. Электроприводы всех механизмов выпол иены на постоянном токе по схеме тиристорный преобразователь - двигатель с контуром скорости, подчиненным контуром тока и последовательной коррекцией в каждом контуре (2).Недостатком Известного устройства является наличие большого транспорт" ного запаздывания в наружном контуре, вследствие чего снижается его эффективность, т.е, увеличивается случайная ошибка (остаточное отклонение толщины изоляции) и время переходных процессов. Второй недостаток заключается в том, что используется только один из двух возможных каналов регулирования, - в данном случае экструдер. Построение схемы с двумя каналами регулирования затруднено сложностью обеспечения устойчивости получающейся при этом двухсвязной системы иэ-за упругих колебаний жилы при воздействии на тянущее устройство. Особенно сильно эти колебания проявляются при изолировании тонкого провода, который при натяжении ведет себя подобно упругой нити. 40Цель изобретения - повышение точности регулирования при одновременном сокращении времени переходных процессов.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее толкающий, экструзионный и тянущий механизмы с соответствующими приводами, первый измеритель толщины, установленный перед зоной охлажденияу и 50 второй, установленный за зоной охлаждения, первый элемент сравнения, выход которого связан с входом первого регулятора толщины, выходом подключенного к входу привода экструзионного механизма, введены первый фильтр, последовательно соединенные второй элемент сравнения и второй регулятор толщины, а также последовательно соединенные потенциометр, блок запаздывания, второй Фильтр и 60 третий элемент сравнения, второй вход которого подключен к выходу потенциометра, а выход - к первым входам первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых связаны 65 Ф с выходом первого фильтра, входом подключенного к выходу второго иэмерителя толщины, выход второго регулятора толщины подключен к приводутолкающего механизма, а вход потенциометра соединен с выходом первогоизмерителя толщины.На Фиг. 1 изображена блок-схема устройства 1 на фиг, 2 - реакции наединичный скачок эаданияЬЮур пред" лагаемого устройства и известного, причем для .известного устройства графики построены для разных значений показателя колебательности (параметры регуляторов толщины в обоих случаях выбраны иэ условия минимума случайной ошибки); на Фиг. 3 - временные диаграммы сигналов в различных точках предлагаемого устройства при отработке ступенчатого возмущения по толщине изоляции.Устройство содержит первый и второй измерители 1 и 2 толщины изоляции, привод 3 толкающего механизма,привод 4 зкструэионного механизма,привод 5 тянущего механизма, второйб и первый 7 регуляторы толщины,второй 8 и первый 9 элементы сравнения, потенциометр 10, блок 11 запаэ" дывания, второй и первый Фильтры 12 и 13, третий элемент 14 сравнения, толкающий, экструзионный и тянущий механизмы 15-17.На фиг. 2 показаны реакция 18 на единичный скачок задания предлагаемой схемы, реакция 19 на единичный скачок задания известного устройстваКроме того, на чертежах приняты следующие обозначения: и ,п 1 заданные значения скорости толкающего и экструзионного механизмов, и и - текущее значение скоростй этйх механизмов, а в . толщина изоляции,Ь а - приращение толщины, аллода ком а - заданное, номинальное и уста- новившеесЯ значениЯ толщины, Ьаз, возмущение по толщине, 3 т - задание величины натяжения через ток (вращающий момент) двигателя тянущего механизма,Т,Сандр - запаздывание во внутреннем и наружном контурах. Толкающий механизм с приводом 3, регулятором б и элементом 8 сравнения образует первый канал регулирования толщины изоляции, экструдер с приводом 4, регулятором 7 и элементом 9сравнения - второй канал.Обратная связь, образованная иэвнутреннего контура регулированияпутем добавления к нему элемента 14 сравнения и соединенных последователь но блока 11 запаздывания и фильтра12, является общей для обоих каналов. Измеритель 1, потенцнометр 10,элементы 8,9 и 14 сравнения, регу"ляторы б и 7, а также толкающий иэкструзионный механизмы с приводами3 и 4 образуют внутренний контур регулирования. Сигнал измерителя 1, попадая на входы регуляторов б н 7, стабилизирует толщину изоляции перед охлаждающей ванной. В наружный контур регулирования входят измеритель 2, фильтр 13, элементы сравнения 8 и 9, регуляторы б и 7, толкающий и экструзионный механизмы с приводами 3 и 4. Наружный контур стабилизирует толщину изоляции на выходе из эоны охлаждения. Таким образом, исполнительными органами как для внутреннего так и для наружного контуров регулирования являются одни и те же механизмы - толкающий и экструзионкыйеИзмерители 1 и 2 отрегулированы так, что их выходной сигнал имеет одинаковое приращение на.единицу измерения толщины, т.е. одинаковый наклон характеристик (В/мм).На фиг. 1 приводы толкающего и экструзионного механизмов образуют два параллельных канала регулирования внутреннего контура. Такая схема позволяет всю область рабочих частот разделить на две части и выполнить раздельную настройку каналов. При 1 О 15 25 20 этом каждый канал с большей точностьюотрабатывает возмущения внутри своей узкой полосы частот, чем это сделал бы один общий канал регулирования, настроенный на всю область рабочих частот. Происходит это потому, что точно настроить регулятор можнотолько иа одну фиксированную частоту,при этом другие частоты, входящие 35 в эту область, отрабатываются с тем большей ошибкой, чем дальше они удалены от частоты настройки.В предлагаемой схеме привод 3 толкающего механизма работает в режиме 49 отработки заданий скорости, а привод 5 тянущего механизма обеспечивает создание постоянного натяжения провода в зоне изолирования за счет введения регулируемого ограничения тока , якоря электродвигателя. Изменение скорости движения провода в зоне изолирования осуществлено путем воздействия на привод толкающего механизма, благодаря чему участок изолирования разгружен от динамических усилий, возникающих при работе системы регулирования толщины. Такое сочетание ,толкающего механизма, работающегорежиме раб заданий скор с тянущим, работавшим в режиме поддержания постоянства натяжения, обеспечивает более высокую управляемость канала и отсутствие упругих колебаний изолируемого провода в отличие от варианта, когда система регулиро вания толщины воздействует на электропривод тяги. Последнее существенно для обеспечения устойчивости системы с двумя взаимно связанными каналами регулирования. 65 При работе схемы выходной сигнал измерителей толщины центрирован относительно среднего значения, т.е. равен нулю, если толщина изоляции соответствует заданаей. Входные и выходные сигналы регуляторов б и 7 при этом также равны нулю.При отклонении тааяины изоляции от заданного значения на выходе измерителей появляеъгя сигнал с полярностью, соответствующей знаку отклонения. Если отклевение возникает на выходе экструдеае., то оно воспринимается измеритеееав,1, и попадая через элемент 14 яреаненея на первые входы элементов 8.и 9 суавненияприводит. к увеличению (уменьшению) скорости движения провода и уменьшению (увеличеено) подачи ноламера на экструдере, в результате чего первоначальная толщина восстанавливается. Процесс в этом случае замыкается во внутреннем контуре регулирования, наружный контур в отработке отклонения не участвует.Если ступенчатое отклонение (для определенности положительное) возникает в зоне охлаждения, например, в точке В, то оно воспринимается измерителем 2, выходной сигнал которого через фильтр 3 попадает на вторые входы элементов 8 и 9 сравнения, скорость движения провода увеличивается, подача полимера уменьшается и, как следствие, уменьшается толщина изоляции. уменьшение толщины изоляции воспринимается измерителем 1 и происходит до тех пор, пока положительный сигнал с выхода измерителя 2 не будет полностью скомпенсирован отрицательным сигналом измерителя 1, т.е. не будет восстановлено равенство нулю результирующих сигналов на входах элементов 8 и 9 сравнения. Потенцнометр 10 служит для компенсации избытка сигнала измерителя 1 по сравнению с измерителем 2 из-за умень. шения средней толщины изоляции при охлаждении. Провод с измененным до прежнего уровня значением толщины изоляции идет через зону охлаждения (физическое звено запаздывания), а соответствующий ему сигнал с измерителя 1 через блок 11 запаздывания. По истечении времени запаздывания измененное значение толщины воспринимается измерителем 2, и его сиг" нал на вторых входах элементов 8 и 9 сравнения начинает уменьшаться, Одновременно на первых входах 8 и 9 уменьшается сигнал 04 с элемента 14 сравнения, и схема приходит в исходное состояние. В отработке отклонения принимают участие оба контура.Фильтр 13 служит для подавления в сигнале измерителя 2 высокочастотных составляющих с полупериодом меньшим времени запаздывания. Попа 941944файфВ-ЕнЕщ1-46 где ЙрдщчФ - средненнадрагнчнна отклонения при базовом (известном) и новом (предлагаемом) вариантах устройства. 25 30 формула изобретения устройствО для регулирОвания тОЛ 35 щины изоляции кабеля, содержащее толкающий, экструзионный и тянущий ме,ханизмы с соответствующими приводадание их на входы регуляторов 6 и 7 заставило бы приводы совераать компенсирующие движения поЪже,возникновения зтих отклонений на время запаздывания и, таким образом, привело бы к увеличению ошибки. Поскольку реально время заПаздывания достигает единиц и даже десятков секунд, наруж" ный контур обладает значительно меньшим быстродействием, чем внутренний.Инерционность фильтра 13, выбираемо го из условия его работы в эквивалентной разомкнутой структуре, значительно меньше инерционности регулятора И(Р) в .звестном так как последнийдолжен также обеспечить демпфирова ние колебаний в замкнутой системе с запаздыванием.Повыаеиие точности в предлагаемом устройстве означает, что, по сравнению е известным, Оно сужает зону разброса по толщине изоляции в п раз, причем Ми, первый измеритель толщины, установленный перед зоной охлаждения, н второй, установленный за зоной ох" лаждения, первый элемент сравнения, выход которого связан с входом первого регулятора толщины, выходом подключенного к входу привода экструзионного механизма, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит первый фильтр, последовательно соединенные второй элемент сравнения и второй. регулятор толщины, а также последовательно соединенные потенциометр, блок запаздывания, второй фильтр и третий элемент сравнения, второй вход которого подключен к выходу потенциометра, а выход - к первым входам первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых связаны с выходом первого фильтра, входом подключенного к выходу второ"го измерителя, выход второго регулятора толщины подключен к приводу толкающего механизма, а вход потенциометра со)цинен с выходом первого измерителя толщины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Иванов Г.М., Онищенко Г.Б.Автоматизированный электропривод вхимической цромьвщенности. М., Машиностроениер, 1975, с. 267.2. Никитин Б.К. Применение оптического датчика в системе стабилизации толщины изоляции проводд."Электротехническая промьааленность,сер. фЭлектроприводф, 1979, вып.6.филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проект ВНИИПИ Тирал аФ Заказ 4837/364 Подписное
СмотретьЗаявка
2888788, 29.02.1980
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ПО АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ, СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И НА ТРАНСПОРТЕ
ИВАНОВ ГЕЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, НИКИТИН БОРИС КУЗЬМИЧ
МПК / Метки
МПК: G05D 5/02
Метки: изоляции, кабеля, толщины
Опубликовано: 07.07.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-941944-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-tolshhiny-izolyacii-kabelya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования толщины изоляции кабеля</a>
Предыдущий патент: Устройство для управления движением самоходных агрегатов
Следующий патент: Регулятор расхода
Случайный патент: Преобразователь активной мощностив количество импульсов