Система управления влажностью жил на бумагомассной машине

) С 05 Э 22/02 ДЕТВЗЬ зобрет носится к автомат анию и может быть изготовлении провагомассной изол е от и 8 и 9 усили 10 и 11 отжи2 и 13 влажнос отжима датчикуляторьтели 1ор 14 я отжима влагти жил лиро скому р пользов ма, ре вычисл регуля 15 сред вычисли датчики п в абел с бум него ель17,иекта оде о л и ассы изма 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ(54) ГИСТЕМА УЛРАВЛЕНИЯ ВЛАЖБОСТЫОЖИЛ НА БУИАГОМАССНОЙ ИА 1 ИНГ(57) Изобретение относится к автоматическому регулированию и можетбыть испогьзовано при изготовлениипроводов и кабелей с бумагомассной циеи.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия системы,На фиг, 1 представлена функциональная схема системы управления влажностью жил на бумагомассной машине; на фиг. 2 - схема вычислителя влажности жил; на фиг, 3 схема вычислителя влажности изоляции; на фиг, 4 - схема вычислителя среднего значения влажности жил; на фиг, 5 - схема регулятора положения механизма. отжима влагиСистема управления влажностью жил (фиг, 1) содержит объект 1 управ ленни, механизмы 2 и 3 отжима влаги, регуляторы 4 и 5 положения механизмов отжима, регуляторы б иусилия 2изоляцией. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия системы, Для достижения цели в сис тему, содержащую в каждом канале управления механизм отжима влаги, связанный с объектом управления - прессом, введены вычислитель влажности изоляции, датчики влажности жил, вычислитель среднего значения влажности жил, регулятор влажности жил, а в каждый канал управления датчик усилия отжима, вычислитель влажности жил, регулятор отжима вла ги, регулятор усилия и регулятор положения 2 з,п, ф-лы, 5 ил влажности, вычислител ачения влажности жил влажности изоляции, влажности жил на выуправления. Вычислитель 13 (12) влажности(фиг. 2) содержит датчик 19 напряния двигателя механизма отжима влумножители 20 и 21, делитель 22,ножитель 24, датчик 23 концентраццеллюлозно-бумажной массы, датчик25 расхода целлюлозно-бумажной ми датчик 26 тока двигателя механотжима влаги,Вычислитель 16 (фиг 3) содержидатчик 27 температуры печи, усилитель 28, делитель 29, умножительи датчик 31 скорости движения жилНа фиг. 2 и 3 условно не показан блокпитания с резисторами установки коэффидиентов в множителях 21 и 30,Вычислитель среднего значения влаж 5ности жил (Фиг. 4) содержит сумматор32 и делитель 33 на два.Регулятор положения механизма отжима влаги (фиг. 5) содержит сервопривод 34, сельсин 35, знакочувствительный усилитель 36, усилитель 37мощности, исполнительный двигатель38, понижающий редуктор 39, тахогене-.ратор 40 обратной связи, сельсин 41обратной связи и узел 42 управления.Объект 1 управления - пресс предназначен для протягивания жил с нанесенной на них влажной изоляцией избумагомассных волокон и для одновременного отжатия из них влаги, Жилыпоступают в объект управления с начальной влажностью О , после прессования влагосодержание в жилах не должно превышать 30 , Объект 1 состоитиз набора транспортирующих валов, 25обтянутых шерстяными сукнами дляисключения повреждения изоляции жил,сукномоек, сукнонаправляющих и сукнорегулирующих валиков, главного при"вода, осуществляющего через редуктор вращение транспортирующих валовс сукнами, между которыми движутсяжилы. Каждый из трех верхних транспортирующих валов может перемещаться по отношению к нижнему, осуществляя отжим влаги из движущихся междуними жил, В первой паре валов осуществляется отжим 5 . влаги, во второй - 10 влаги, а в третьей - до25 .40Механизмы 2 и 3 отжима влаги предназначены для преобразования вращательного движения двигателя регулятора положения механизмов отжима впоступательное перемещение верхнеговала третьей пары валов, что позволяет производить точный отжим влагииз изоляции жил, Конструктивно этимеханизмы представляют собой нажимные винты,.расположенные с разных50сторон вала, аналогичные винтамметаллургических станов,Регуляторы 4 и 5 положения механизмов отжима предназначены для управ,ления механизмами 2 и 3, автоматически по командам соответствующих датчиков и вручную через узел 42 управления. Эти регуляторы представляютсобой следящие системы, выполненные на базе задающих сельсинов 35, сель"синов 41 обратноМ связи, исполнительных электродвигателей 38, которыеработают в режиме отработки угла, Задающий сельсин 35 приводится в движение сервоприводом 34 постоянного тока по второму входу вручную от узла42 управления. Этот узел содержитреверсивное .реле, которое подаетпостоянное напряжение (от источникапостоянного тока) на электродвигательсервопривода 34, заставляя его изменять напряжение на выходе сельсина35, что позволяет изменять усилиеприжима валов, Реверсивное реле управляется с помощью кнопок "Больше","Меньше", "Стоп" в период вывода регулятора на начальный режим работы,Рассогласование по углу поворота пре;образуется в знакочувтвительном усилителе 36 в пропорциональный релейный сигнал, который управляет усилителем 37 мощности, питающим исполнительный двигатель 38. Точностьотработки по скорости обеспечиваетсяобратной связью, выполненной на базетахогенератора 40, Отработка возмущений, контролируемых датчиками 17и 18 влажности, вычислителями 16 и12, датчиками 8 и 9 усилий, производится автоматически через вход сервопривода 34.Регуляторы 6 и 7 предназначены для стабилизации усилия отжима влаги и управления величиной усилия по сигналам от регуляторов 10 и 11, Они преобразуют аналоговые сигналы рассогласования в релейные с воздействием по входу регуляторов 4 и 5 на сервоприводы 34 задающих сельсинов 35. Эти регуляторы выполнены на базе стандартных регуляторов и состоят каждый из фазочувствительного и фазоселективного усилителей постоянного тока, на первые входы которых подается задающий сигнал от датчика усилия отжима, Усилитель выполнен на двух транзисторах, получающих питание от раздельных обмоток силового трансформатора. Усиленное напряжение поступает на вход усилителя мощности, который выполнен по схеме баланса токов на двух парах составных транзисторов. Транзисторы питаются постоянным током от третьей обмотки трансФорматора через вынряьятель. Нагрузкой этого усилителя являются два реле,Регуляторы 10 и 11 отжимавлаги предназначены для стабилизации заданного значения отжима влаги (от регулятора 14) в результате действия возмущений по мощности двигателей механизмов отжима по концентрации и расходу целлюлозно-бумажной массы, из которой формируется изоляция жил. Они представляют собой стандартные операционные ПИ-регуляторыНапряжение на выходах регуляторов.10 и 11 изменяется по следующему закону: 35 40 16441Селективность срабатывания реле взависимости от направления тока обеспечивается соответствующим включениемпоследовательно с их обмотками выпря.5мителей. Регулирование зоны нечувствительности осуществляется потенциометром. Эти регуляторы осуществляют ПИ-закон регулирования,Напряжение на выходах регуляторов6 и 7 изменяется по следующему законУ 1П (й) = Б 1= Кр П 1 ВХП ВХЙ) ++ 8 ., (.) -П,1 ЕХ гвхрбивгде К 6 - коэффициент передачи регулятора 6 (7);У 1 (С) - напряжение на первом входерегуляторов 6 и 7;П(й) - напряжение на втором входерегуляторов;Т И 5 - время изодрома регулятора6 (7),25Датчики усилия отжима предназначены для измерения усилий отжима воды из изоляции жил в валах объекта1 управления и преобразования их вэлектрический сигналЗО 056Датчики 12 и 13 отжнмаемой влаги предназначены для вычисления отжимаемой влаги в объекте 1 по следующей зависимости:К Р тф К Б 1 И =07- - "=07 ----1С 11СОгде У - влажность жил после отжима;гК - коэффициент пропорциональности,Р ото Уф- мощность электродвигателеймеханизма отжима;Б - напряжение на электродвигателе;Т ток электродвигателя;С - концентрация целлюлознобумажной массы в сетчатомбарабане (установлен допресса, не показан);- расход целлюлозно-бумажноймассы через сетчатый барабан,Регулятор 14 влажности предназначен для стабилизации заданного значения влажности изоляции на выходе объекта 1 управления при измерении возмущений датчиками 17 и 18 влажности, а также для отработки возмущений из-за изменения температуры в печи сущки изоляции жил (не показана) или скорости движения жил. Регулятор 14 выполнен с ПИД-законом управления.Напряжение на выходе регулятора 14 определяется выражением"10 "11 (") К 1 о "1 вХ -П + -- -8 П й)- 1СвХ т,вх - цр,И,50 коэффициент передачи регуляторов 10 и 11;напряжение на первом входе регуляторов;55 напряжение на втором входе регуляторов;1 время изодрома регуляторов 10 и 11. гДе Кр 1 о"СЕХт Р 1 о 11 01 ВХ(Б4,Х(С).,Т Х - напряжения на входах регулятора;Т р 14 И, - время изодрома регулятора; Т 14 П - время упреждения регулятора.Датчики 17 и 18 влажности предназначены для измерения влажности жил на выходе, объекта 1 управления и преобразования ее в электрический сигнал. Чувствительная часть каждого датчика представляет собой последо 1644105вательно (по ходу движения) установленный набор из Ь/2 роликов, изолированных от вала и расположенных наподшипниках качения, и набор изи/2 роликов, изолированных от вала итакже расположенных на подшипниках,между которыми перемещаются п/2жил. От изолированных и неизолированных роликов через щетку иметаллическое кольцо. сопротив"ление изоляции, пропорциональноевлажности, выводится в измерительную схему моста преобразования, навыходе которого образуется сигнал,пропорциональный величине влажностижил,. Вычислитель 16 предназначен дляизмерения влаги, высушиваемой в печирасположенной за объектом 1 управления),и работает на основании зависимости0 К Т У Яу10 20 35 25где И - влажность изоляции на выходеиз печи;йК - коэфАициент пропорциональности;Т - температура в печи сушки.Система управления влажностью запускается в работу следующим образом,Вначале через объект 1 управленияпропускаются и жил с начальной влажностью, Затем оператором через узелуправления 24 по входам регуляторов4 и 5 задается требуемое положениемеханизмам 2 и 3 отжима. Это положение определяется по индикаторам датчиков 8 и 9 усилий отжима влаги. Затем по индикатору, подключенному квыходу делителя 33, в момент, при котором показания индикатора совпадаютс требуемым заданием по влажности,подключают задание по влажности к вхо ду регулятора 14 влажности, в результате чего система оказывается включенной в работу практически без неререгулирования. Возмущения по изменению усилий прижима (из-за измененияизноса валов или подшипников) отраба 50бываются внутри контуров: регуляторы 6и 7 усилия, регуляторы 4 и 5 положения, механизмы 2 и 3 отжима влагии объект 1 управления, Возмущения поотжимаемой влаге отрабатываются внут 55ри контуров: регуляторы 10 и 11,регуляторы 6 и 7, регуляторы 4 и 5положения, механизмы 2 и 3 отжима и объект 1 управления, Эти возмущения возникают из-за колебания напряжения и тока двигателей механизмов отжима, колебаний концентрации и расхода целлюлозно-бумажной массы на входе в объект 1 управления, Возмущения из-за изменения скорости движения жил через объект 1 управления и температуры печи сушки отрабатываются через регулятор 14 влажности, регуляторы 10 и 11, регуляторы 6 и 7, регуляторы 4 и 5 положения и механизмы 2 и 3 отжима, При изменении температуры сушки необходимо изменить усилия отжима влаги, чтобы влажность жил на выходе .из печи при этом не изменялась, т.е, была стабилизирована, Введение компенсирующей связи по скорости от вычислителя 16 приводит к быстрой отработке этого возмущения через регулятор 14 влажности без запаздывания, Ранее возмущениепо скорости отрабатывалось только через датчики влажности на выходе объекта 1 управления, что приводило к большому запаздыванию в регулировании, Возмущения из-за изменения влажности отрабатываются также через регулятор 14 влажности, регуляторы 10 и 11 отжима влаги, регуляторы 6 и 7 усилия отжима, регуляторы 4 и 5 положения, механизмы 2 и 3 отжима и объект 1 управления. Эти возмущения возникают из-за износа транспортирующих сукон, изменения расхода воды, забивания транспортирующих сукон целлюлознобумажной массой, а также из-за возмущений, не полностью отработанных в регуляторах 4-7 и 10, 11.Формула изобретения1, Система управления влажностью жил на бумагомассной машине, содержащая объект управления " пресс и два канала управления, каждый из которых включат механизм отжима влаги, кинематически связанный с соответствующим входом пресса, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы, она содержит в каждом канале управления датчик усилия отжима и последовательно соединенные вычислитель влажности жил, регулятор отжима влаги, регулятор усилия и ре" гулятор положения а также вычислитель влажности изоляции, датчики1 О 15 20 влажности жил, последовательно соединенные вычислитель среднего значения влажности жил и регулятор влажности, выход которого подключен к второму входу регулятора отжима влаги каждого канала управления, выход датчика усилия отжима в каждом канале управления соединен с вторым входом регулятора усилия своего канала управления, выходы датчиков влажности жил подключены к соответствующим входам вычислителя среднего значения влажности жил, а выход вычислителя влажности изоляции соединен с вторым входом регулятора влажности.2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что вычислитель влажности жил содержит последователЬно, соединенные датчик напряжения двигателя механизма отжима влаги, первый умножитель, второй умножитель и делитель, выход которого подключен к выходу вычислителя, последовательно соединенные датчик концентрации целлюлозно-бумажной массы и третий умножитель, а также датчик тока двигателя механизма отжима влаги и датчик расхода целлюлозно-бумажной массы, выход котороГо подключен к второму входу. третьего умножителя, связанного выходом с вторым входом делителя, причем выход датчика тока двигателя механизма отжима влаги подключен к второму входу первого умножителя.3. Система по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что вычислитель влажности изоляции содержит последовательно соединенные датчик температуры печи, усилитель, делитель и умножитель, выход которого подключен к выходу вычислителя, а также датчик скорости движения жил, выход которого соединен с вторым входом делителя.1644105 Составитель Л. ЦаллаговаТехред Л,Сердюкоав Корректор М.Демчи цкая Редакто иаб зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 124ВНИИПИ Го Тираж 463 рственого комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск