Система управления процессом термообработки синтетического волокна

О П И С А Н И Е (и)866007ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтсимкСоцмалмстмчвсимнРвспубттми(53) УДК 677 .51(088.8) ва делам изобретений н атнрытнйОпубликовано 23098. Бюллетень 46 35Дата опубликования описания 250981 М.И. Сапронов, А.И. Самута, Б.п. "Ерофеев"иЛ .А, ПакшверМосковский ордена Трудового Красного Знамени текстильныйинститут и Могилевское произво)тственное объединентс(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕРМООБРАБОТКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ВОЛОКНАИзобретение относится к области производства химических волокон, преимущественно синтетических, и мо-жет быть использовано при получений полиамидных, полиэфирных и других химических волокон, формируемых термо"5 пластичесим способом.По основному авт. св. 1 Р 731419 известна система управления процессом. термообработки синтетического волок 10 на, содержащая терморегулятор плавильного устройства с нагревательным элементом, регуляторы скорости электро- приводов доэирующих насосов и намоточных устройств с устоойствами вводазадания, связанными своими аналоговыми выходами с одними из входов соот" ветствующихрегуляторов скорости источник эталонной частоты, измерители фазового рассогласования частотт пре" образователи аналог-код, сумматоры и датчики частоты вращения приводов доэирующих насосов и намоточных устройств, каждЫй из которых своим аналоговым выходом связан с вторым вхо" дом соответствующего регулятора скорости, а своим дискретным входом - с одним иэ входов соответствующего делителя частоты, другие зходы каждого из которых соединены с выходами соответствующих сумматоров, одни из входов которых связаны с соответствующими устройствами ввода задания, а другие входы посредством соответствующих преобразователей аналог-код соединены с выходом терморегулятора, причем, входы источника эталонной частоты соединены с одним из входов соответствующих измерителей фазового рассогласования частот, вторые входыкаждого иэ которых связаны с выходами соответствутттщих депителей частоты, а выходы - с третьими управляющими входами соответствующих регуляторов скорости электроприводов доэирующих насосов и намоточных устройств.В процессе формования синтетического волокна и наработки паковок впроизводственных условиях по тем илииным причинам возникает необходимость в изменении скоростных режимовдоэирующих насосов. Сделать это беэзаметного нарушения технологическогопроцесса получения синтетическоговолокна можно путем одновременногоизмвнения с сохранением прежнего соотношения кодов в устройствах вводазадания и соответствующем выборе па- ,10раметрон настройки регуляторов скорости и других элементов электроприводов дозирукнцих насосов и намоточныхустройств. Выполнить это при использовании системы управления процессомтермообработки синтетического волокна практически невозможно, так какпри ручном изменении кодов в устройствах ввода задания достаточно трудно сохранить согласованность работыдозирующих насосов и намоточных устрбйств и получить в переходных режимах этих устройств высококачественное волокно.Цель изобретения - повышение эффективности управления,Поставленная цель достигается тем,что система управления термообработкой синтетического волокна дополнительно имеет два преобразователя код-,напряжение, два регистра. памяти, двесхемы совпадения и блок управления,причем выход последнего соединен суправляющими входами схем совпадения,а выход каждой иэ которых соединен содним иэ входов соответствующего сум 35матора посредством соответствующегоблока памяти, причем выход каждогоиз сумматоров соединен со входомсоответствующего преобразователя кодо 40напряжение, а выход каждого из нихсоединен с аналоговым входом соответствующего измерителя фазового рассогласования частот и с аналогоным входом соответствующего регулятора ско 45рости.На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы:управления.Основными элементами ее являютсятерморегулятор 1 плавильного устройства с нагревательным элементом 2,электропрнводы 3 доэирующих насосов4 и намоточных устройств 5 с регуляторами 6 частоты вращения (скорости) и устройствами 7 ввода задания, 55источник 8 эталонной частоты, управляемые делители 9 частоты, измерители 10 фазового рассогласования частот, преобразователи аналог-код 11, сумматоры 2, регистры 13 памяти,схемы 14 совпадения, блок 15 управления, преобразователи код-напряжение 16 и тахометрические датчики 17 электроприводов дозирующнх насосов и намоточных устройств с аналогоными и дискретными выходами.Перечисленные элементы соединены между собой следующим образом. Тахо- метрические датчики 17 связаны своими дискретными выходами с одними иэ входов соответствующих делителей частоты 9, другие входы которых соединены с выходами соответствующих сумматоров 12, одни из входов которых соединены через последовательно соединенные регистры памяти 13 и схемы совпадения 14 с выходами соответствующих устройств 7 ввода задания, а другие входы посредством соответствующих преобразователей аналог-код, 11 соединены с выходом терморегулятора 1, причем ныходы источника эта" лонной частоты 8 соединены с одним из дискретных входов соответствующих измерителей 10 фазового рассогласования частот, вторые дискретные входы каждого из которых связаны с выходами соответствующих делителей 9 частоты, третьи аналоговые входы - с преобразователями код-напряжение 6, а выходы через регуляторы Э частоты вращения, связанные своими еще двумя управляющими входами с аналоговыми выходами соответствующих преобразователей код-напряжение 6 и тахометри" ческими датчиками 17, с управляющими входами электропринодон 3, соединенных кннематически своими выходными валами соответственно с доэирующими насосами 4 и намоточными устройствами 5, а также с входами своих тахометрических датчиков 17. усовершенствованная система управления работает следующим образом,При подаче напряжения питания на все элементы системы управления производят задание температурного режима плавильного устройства и скоростных режимов доэирующих насосов и намоточных устройств. Первое осуществляется с помощью терморегулятора 1 и нагревательного элемента 2, а второе " с помощью электропринодов 3 и их элементов управления, Заданный уровень частот вращения электроприводов 3 без 1 учета коррекции по отклонению темпвЭ 5 5 8660 ратуры расплава полимера устанавливают с помощью устройств 7 ввода задания путем набора на них соответст" вующих кодов, которые затем преобра" зуются в электрические кодовые сигФналы на их выходах, готовящие схемы 14 совпадения для передачи информации с устройств 7 ввода задания на регистры 13 памяти. Последнее достигается путем подачи содного из выходов 1 Е блока 15 управления на управляющие входы схем 14 совпадения стробирующего (разрешающего передачу) сигнала, Переданные на регистры 13 памяти кодовые сигналы с их выходов подаются на одни из входов сумматоров 12, а на другие их входы поступают кодовые сигналы с соответствующих выходов преобразователей аналог-код, связанных своими входами с одними из выходов терморегулятора 1, В результате этого на выходе каядого сумматора 12 появляется кодовый сигнал , равный 1 алгебраической сумме входных сигналов. Они устанавливают делители2 У частоты 9 при отсутствии отклонения температуры расплава полимера относительно своего заданного значения и наличии вследствие этого нулевых сигналов на выходе преобразователей аналог"код 11 в состояния, соответствующие заданным с помощью устройств 7 ввода задания уровня частоты вращения электроприводов 3 дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5. При наличии отклонения температуры расплава полимера относительно своего заданного значения на выходе терморегулятора 1 и входах преобразователей аналог-код 11 появятся электрические сигналы, которые преобразуются в дискретные электрические сигналы, пропорциональные как указанному от- . клонению температуры, так и частоты вращения электроприводов 3, задаваемым с помощью устройств 7 ввода задания и это приводит к появлению на, выходах сумматоров 12 и входах делителей частоты 9 новых по сравнению с предыдущим случаем значений задающих . сигналов для частот вращения электро- приводов 3. Последние, оставаясь в прежнем отношении друг к другу (необходимом для сохранения на прежнем уровне величины линейной плотности -55 титра формируемых нитей) компенсируют влияние изменения температуры плавильного устройства на качественные 07 6показатели (напримерна коэффициент двойного лучепреломления) волокна.Перед включением электроприводов 3 в работу. измерители 10 фазового рассогласования частот и преобразователи код-напряжение 16 не подключаются к регуляторам 6 скорости. На выходах последних поэтому напряжения равны . нулю и электроприводы 3 неподвижны, На выходах тахометрических датчиков 17, при этом, отсутствуют аналоговые и дискретные сигналы, а источник 8 эталонной частоты генерирует их. В результате указанного состояния частотных датчиков 17 и источника 8 эталонной частоты между последовательностями их импульсов напряжения, поступающих на входы измерителей 1 О фазового рассогласования частот возникает фазовое рассогласование час,тот, превышающее допустимое значение, и поэтому на выходах измерителей 10 фазового рассогласования частот устанавливаются (выделенные схемами ограничения Фазового рассогласования частот, входящими в измерители фазового рассогласования частот) постоянные электрические напряжения.При подключении измерителей 10 фазового рассогласования частот и преобразователей код-напряженйе 16 к соответствующим регуляторам скорости 6на выходах их появляется напряжение,отличное от нуля, и электроприводы 3начнут разгоняться, При этом, аналоговые и дискретные сигналы напряженияна выходах тахометрических датчиков 1 больше нуля. Это приведет к появлению соответствующих сигналов на управляющих входах регуляторов скорости 6 и измерителей 10 фазового рассогласования частот. Однако напряжение на выходах измерителей 1 О фазового рассогласования частот останется неизменньщ до тех пор, пока частоты вращения электроприводов 3 не достигнут своих заданных значений, соответствующих числовым кодам, установленным на выходах сумматоров 12 и входах делителей частоты 9, а сигналы на выходах измерителей 10 фазово- го рассогласования частот, поступающие от частотных датчиков 17 через делители 9 частоты, не .имеют частоту следования импульсов, равную частоте импульсов, поступающих от источника 8 эталонной частоты, После достижения каждым из электроприводов заданного уровня скорости в измерителях 1 О86 6007 фазового рассогласования частот снимаются ограничения по максимально допустимому фазовому рассогласованию входных частотно-импульсных сигналов и на их выходах начинает изменяться электрическое напряжение в прямо пропорциональной зависимости от текущего фазового рассогласования укаэанных выше входных сигналов. Это приводит к втягиванию электроприводов 3 .в синхронный режим работы с источником 8 эталонной частоты и между собой и к стабилизации заданных уравнений их частот вращения с высокой точностью, обусловленной в основном точностью стабилизации работы источника 8 эталонной частоты.Если в процессе формирования и намотки синтетических нитей возникает необходимость в изменении частоты вращения дозирующих насосов 4 при сохранении их синхронной (согласованной работы с намоточными устройствами 5, это достигается тем, что в устройствах 7 ввода задания устанавливают новые значения кодов. соответствующие новым желаемым скоростным режимам ука занных механизмов, при сохранении между ними прежнего соотношения, затем подают с помощью блока 15 1 управления стробирующий сигнал на схемы 14 совпадения и изменяют тем самым значения потенциальных кодов на соответствующих регистрах 13 памяти, вькодах сумматоров 12 и входах делителей 9 частоты. Последнее происходит практически одновременно на всех перечисленньк элементах и приводит к изменению напряжений на выходах преобразователей код-напряжение 16 и частот следования импульсов обратной свя зи на вькодах частотных датчиков 17 и соответствующих входах измерителей 1 О фазового рассогласования частот. В результате происходит изменение управляющих напряжений на входах регуля торов 6 скорости, за счет которьк про исходит изменение частот вращения электроприводов 3 и соответственно дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5, Указанный процесс продолжается до тех пор, пока частоты вращения электроприводов 3 ве станут равными своим новым заданным значением, соответствующим выходным кодам, установленным в сумматорах 12. При надлежащем выборе параметров настройки регуляторов 6 скорости и других элементов 3 электроприводов (напри" 51 О 15 20 ) 25 30 35 0 45 50 55 8мер, регуляторов тока, работающих в системах подчиненного регулирования тиристорного электропривода постоян- . ного тока) можно добиться того, чтобы динамические свойства электроприводов 3 дозирующих насосов 4 и намоточных устройств 5 были бы одинаковыми. В этом случае при одновременном изменении задающих сигналов на входах их (с сохранением прежнего соотношения) они будут в переходных режимах работать также согласованно (синхронно 1 друг с другом, как и в установившихся режимах, и качественные показатели волокна при этом не изменяются, Вследствие этого исключается появление скрытого брака в вырабаты- . ваемой на прядильных машинах продук- . цииНеобходимость введения в усовершенствованную систему управления процессом термообработки синтетического волокна таких новых элементов как преобразователи код-напряжение 16, схемы 14 совпадения, регистры 13 памяти и блок 15 управления, можно объяс- . нить следующим образом.Линейная плотность свежесформированной на прядильных машках синтетического волокна нитей, как известно, зависит от соотношения частот вращения электроприводов дозирующих насосов и намоточных устройств. Поэтому при переходе в процессе формирования синтетического волокна на новые ско"ростные режимы дозирующих насосов и намоточных устройств при сохранении линейной плотности формуемых нитей необходимо изменять частоты вращения их таким образом, чтобы соотношение их осталось йеизмеиным. При этом чтобы в переходных режимах не получался скрытый брак у нитей, это делать нужно так, чтобы сохранялся режим согласованного вращения указанных механизмов.В известной системе управления достичь этого оперативно достаточно- сложно, так как для этого нужно изменять коды в первом и во втором устройствах ввода задания при сохранении между ними прежнего соотношения, затрачивая иа то и другое определенное время, В предлагаемой системе управления это достигается легко, так как в этом случае можно получить новые значения кодов на соответствующих входах регистров памяти, сумматоров, делителей частоты и преобразователейкод-напряжение с сохранением их прежнего соотношения, относящихся к электроприводам дозирующих насосов и намоточных устройств практически одновременно. Последнее позволяет приФсоответствующеи настройке элементов управления электроприводов 3 это соотношение соблюсти с достаточной точностью не только в установившихся режимах, но и в переходных режимах, О и тем самым исключить воэможность появления скрытого брака нитей при изменении скоростных режимов дозирующих насосов и намоточных устройств во время их формования. 15Введение в систему управления цифроаналоговых преобразователей код-напряжение (а точнее выделение в явном виде их из устройств ввода задания, исходной системы управления) обусловлено тем, что с их помощью можно формировать пропорциональные составляющие сигналов рассогласования по частбре вращения электроприводов дозирующих насосов и намоточных устройств соответственно на входах и выходах регуляторов скорости одновременно с изменением кодов на входах сумматоров с учетом действия преобразователей аналог-код и показать, что напряжение на выходах измерителей О фазового рассогласования частот должно изменяться не только отффазового рассогласования частотно-импульсных сигналов на их дискретных входах, но и от соответствующих заданных с помощью сумматоров 12 соответственно частот вращения,так как только в этом случае на выходе измерителей 10 фазового рассогласования частот будут формироваться интегральные составляющие сигналов рассогласования по частоте вращения соответствующих электроприводов.формула изобретенияСистема управления процессом термообработки синтетического волокна по авт. св. У 731419, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности управления, она дополнительно имеет два преобразователя код-напряжение, два регистра памяти, две схемы совпадения и блок управления, причем выход последнего соединен с управляющими входами схем совпадения, а выход каждой из которых соединен с одним из входов соответствующего сумматора посредством соответствующего блока памяти, причем выход Чсаждого из сумматоров соединен со входом соответствующего преобразователя код-напряжение, а выход каждого из них соединен.с аналоговым входом соотватствующего измерителя фазового рассогласования частот и с аналоговым входом соответствующего регулятора скорости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 731419, кл, О 01 О 5/00, 1976.866007 Составитель М. СапроновРедактор Н. Пушненкова . Техред М,Рейвес .Коррек Пож 13/4 Подписно ак Патент" огород, ул. Проектная,иал Тирах 485 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раувс