Система автоматического управления листоформовочной машиной

(19) (гг) 49 яг 4 В 28 В 21 САНИЕ ЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ масволяет пСистемашибер 2сы в ван с з од6 гулиолнит и т сетчатыеный барабформатный СР971. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Липецкое специализированное проектно-конструкторское технологическое бюро Всесоюзного научно-произ водственного объединения "Союзавтомат стром"(56) Автоматизированные системы управления технологическим комплексом производства листовых асбестоцементнык изделий. Обзор ВНИИЭСМ, М., 1976 с. 22, 23, 32 и 33.Авторское свидетельство СС 1 391938, кл. В 28 В 21/00, 1(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАЛЕНИЯ ЛИСТОФОРМОВОЧНОЙ МАШИНОЙ(57) Изобретение относится к авттическому управлению работой асбтоцементных листоформовочных машиможет найти применение в промышп ности строительных материалов и вьсить точность управлен одержит ковшовую мешалку одачи асбестоцементной м у, исполнительный механи ующего органа 4 подачи в ельный механизм 5, ванну, цилиндры 7, сукно 8, фор ан 9, цилиндры 7, сукно барабан 9, нож 10 среза1308 наката, свежесформованный лист 11,отводящий транспбртер 12, датчик 13толщины листа, датчик 14 толщиныпленки на форматном барабане, датчик15 числа оборотов форматного барабана, регулируемый привод 16 скоростисукна, датчик 17 скорости сукна, задатчик 18 толщины листа, элемент 19сравнения, сумматор 20, задатчик 21толщины листа с нижним значением допуска, задатчик 22 толщины листа сверхним значением допуска, блоки23-25 деления, коммутаторы 26-28,блок 29 умножения, эадатчик 30 нижне 499го граничного значения скорости, блок 3 1 умножения, эадатчик 32 верхнего граничного значения скорости, нуль- органы 33 и 34, регистр 35, дешифратор 36, блок 37 умножения, блок 38 деления, элемент 39 сравнения, регулятор 40 толщины пленки, элементы 4 1 и 42 сравнения, задатчик 43 скорости сукна, сумматор 44, ограничители 45 и 46 нижнего и верхнего значений скорости соответственно, счетчик 4 чис-, ла оборотов форматного барабана, нуль- орган 48, блок 49 управления среза наката, 1 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению работой асбестоцементных листоформовочных машин и может найти применение в промышленности строительных материалов. 5Целью изобретения является повышение точности управления.На чертеже изображена схема системы автоматического управления листоформовочной машиной, 10Система автоматического управления состоит из ковшовой мешалки. 1, шибера 2 подачи асбестоцементной массы в ваину и связанного с ним исполнительного механизма 3, регулирующего орга на 4 подачи воды и связанного с ним исполнительного механизма 5, ванн 6, сетчатых цилиндров 7, сукна 8, фор- . матного барабана 9, ножа 10 среза наката, свежесформованного листа 11, отводящего транспортера 12, датчика 13 толщины листа на отводящем транспортере, датчика 14 толщины пленки на форматном барабане, датчика 15 числа оборотов форматного барабана, регулируемого привода 16 скорости сукна, датчика 17 скорости сукна, задатчика 18 толщины листа, элемента 19 сравнения, сумматора 20, задатчика 21 толщины листа с нижним значением допуска, задатчика 22 толщины листа с верхним значением допуска, блоков 23-25 деления, коммутаторов 26-28, блока 29 умножения, задатчнка 30 ниж него граничного значения скорости, 35 блока 31 умножения, задатчика 32 верхнего граничного значения скорости, нуль-органов 33 и 34, Регистра 35, дешифратора 36, блока 37 умножения, блока 38 деления, элемента 39 сравнения, регулятора 40 толщины пленки, элементов 41 и 42 сравнения, задатчика 43 скорости сукна, сумматора 44, ограничителя 45 и 46.нижнего и верхне. го значений скорости соответственно, счетчика 47 числа оборотов форматного барабана, нуль-органа 48, блока 49 управления среза наката.Система автоматического управления работает следующим образом.Асбестоцементная масса из ковшовой мешалки 1 подается в ванны 6. Количество подаваемой суспензии зависит от положения шибера 2, связанного с исполнительным механизмом 3, Для получения необходимой концентрации в ваннах асбестоцементная масса разбавляется водой, поступающей через регулирующий орган 4, связанный с исполнительным механизмом 5. (Подачей воды управляет свой контур управления, не указанный на чертеже). Отфильтрованная на сетчатых цилиндрахпленка передается на сукно 8 и навивается на форматный барабан 9. Сформованный накат срезается ножом 10 и лист 11 поступает на отводящий транспортер 12.Величина толщины пленки на формат- ном барабане измеряется датчиком 14 и поступает на элементы 39 и 41 сравнения, где сравнивается с заданнымиК 1 фт Кс3 т 4 с Я1 ОИ 45 где Б он Б 1 С 9 н 313084 значениями толщины пленки. При поступлении в ванны асбестоцементной массы технологически заданной концент рации заданные значения толщины плен ки совпадают. От элемента 41 сравнения сигнал рассогласования поступает в сумматор 44, в который подается также сигнал от элемента 42 сравнения, в котором сравниваются текущая величина скорости сукна, поступающая 1 О от датчика 17 скорости сукна, и заданная величина скорости, поступающая от задатчика 43. В сумматоре 44 формируется суммарная величина отклонений толщины пленки и скорости сук- (5 на от заданных значений, т.е. где Я - текущее заданное значение 20скорости сукна;К, и К 2 - масштабные коэффициенты,с - величина отклонения текущей толщины пленки от заданного значения,фс - величина бтклонения текущей скорости сукна от заданного значения.Сформированная величина в сумматоре 44 в качестве текущего заданно го значения скорости через ограничители 45 и 46 поступает на регулируемый привод 16, который в соответ-. ствии с этой величиной изменяет скорость сукна. В ограничителе 45 ниж него значения скорости текущая заданная величина скорости сукна сравнивается с нижним граничным значением скорости, поступающим от задатчика 30. Ограничитель 45 осуществляет следую щую операцию: Бс, если Б 1 сБьнБаме если Б 1 гБн- величина заданной скорости после ограничителя 45; - величина скорости послесумматора 44; 50 - нижнее граничное значениескорости, поступающее от задатчика 30. Далее текущая заданная величинаскорости в ограничителе 46 верхнегозначения скорости сравнивается сверхним граничным значением скорости,поступающим от задатчика 3299 4В ограничителе 46 осуществляется следующая операция: где Б, - величина заданной скорости после ограничителя 46;Б. - величина заданной скоросьнти после ограничителя 45нижнего значения скорости;Б - верхнее граничное значениескорости, поступающее отзадатчика 32.Верхнее и нижнее ограничения на скорость существуют конструктивного и технологического типа. Выбранные машинистом или те. налогом величины ограничений заносятся в задатчики 30 и 32.Величина отклонения текущей скорости сукна от заданного значения с элемента 42 сравнения одновременно с поступлением на сумматор 44 подается и на вход регулято 1.а 40, на другой вход которого поступает величина рассогласования текущей толщины пленки и заданного значения толщины пленки от элемента 39 сравнения.В зависимости от суммы сигналов где Ч - новое положение шибера подачи массы;К 9 и К - масштабные коэффициенты,Регулятор 40 через исполнительныймеханизм 3 воздействует на шибер 2подачи массы, компенсируя величинурассогласования текущей толщины пленки от заданного значения,Быстродействие контура регулирования по скорости сукна в 4-5 раз больше быстродействия контура по массе,поэтому возмущения по толщине пленкиотрабатываются контуром скорости. Одновременно в зависимости от отклонения скорости регулятор толщины пленкивоздействует на шибер и через 3-4среза происходит восстановление толщины пленки от изменения подачи массы и восстановление скорости сукна.При резких и длительных возмущениях по концентрации асбестоцементноймассы в ковшовой мешалке текущая толщина пленки также длительное времяможет занимать промежуто 1 ное значение между заданными значениями пленкина соседник числах оборотов Форматного барабана, за которые набирается накат, Заданная толщина наката регла ментируется ГОСТом и, например, для листов СВ-1750 составляет 5,7 мм, 5 С целью исключения перерасхода сырья для систем регулирования верхний допуск задают также 0,2 кч, т.е. толщина наката составляет 5,7 мм.1Допустим, что,листоформовочная ма шина работает на пяти оборотах форматного барабана и происходит резкое и длительное снижение концентрации массы в ковшовой мешалке. Контур регу 15 лирования скорости начинает отрабаты- вать это возмущение, скорость достигает нижнего ограничения и ее регулирующее воздействие на толщину пленки прекращается. При этих условиях толщина пленки может длительное время составлять 1,09-0,99 мм. Отсюда следует, что при пяти оборотах Фор " матного барабана толщина наката меньше нижнего допуска (5,45-4,95), а при шести оборотах срез производится при25 значениях наката выше верхнего допуска (б,54-5,94), что ведет к перерас" ходу сырья.Если в этом случае сменить заданное значение толщины пленж, соответствующее пяти оборотам форматного барабана, на заданное значение, соответствующее шести оборотам, то появляется регулирующий ресурс по скорости и система управления стабилизи рует толщину пленки ка новом заданном значении путем повышения скорости, т.е. в результате снижается перерасход сырья или выпуск брака.При восстановлении технологически заданной концентрации массы в ковшо-вой мешалке наобходимо заменять заданное значение толщины пленки, соответствующее большему числу оборотов на заданное значение, соответствующее меньшему числу оборотов. Таким образом, при резком и длительном изменении концентрации массы в ковшовой мешалке необходимо менять заданное значение толщины пленки для соседних чисел оборотов форматного барабана,Эта задача в предлагаемой системе решается следующим образом.Толщина листа ка отводящем транспортере измеряется датчиком 13 и сигнал от датчика поступает на элемент 19 сравнения, где сравнивается с гостированным заданным значением толщины листа, поступающим от задатчика18. Величина рассогласования алгебраически суммируется в сумматоре 20 сзаданным значением от задатчика 18.Этой операцией осуществляется корректировка эаданного значения толщиныпленки по фактической толщине листа.Далее полученная в сумматоре 20величина поступает на блок 24 деле"ния. Каждый делитель реализует величину, соответствующую целому числуоборотов Форматного барабана. Обычно рабочими числами оборотов являются пять-семь но при необходимостиможно увеличить набор чисел до и.После блока делителей по каждомуи-му каналу получается скорректированная заданная величина толщиныпленки. Выходы каналов подаются накоммутатор 27, который выцает на свойвыход заданную величину толщины пленки, соответс гвующую выбранному числуоборотов Форматного барабана. В элементе 41 сравнения текущая толщина .пленки, измеряемая датчиком 14, сравнивается с заданным значением, поступающим от коммутатора 27. Величинарассогласования поступает на сумматор44 и контур регулирования скоростистабилизирует толщину пленки на заданном значении,Для замены заданного значения толщины пленки, соответствующего выбранному числу оборотов, на заданное значение, соответствующее заданному значению на соседних числах оборотов,необходимо фиксировать условия перехода эСеточная производительность листоформовочной машины определяетсясоотношением где П - сеточная производительность; К в . коэффициент, учитывающий свойства сырья к режимныепараметры,В - полезная длина сетчатого ииЦли ядра;д" - толщина асбестоцементнойпленки на форматном барабаке,У; - скорость сукна.Иэ анализа формулы ясно, что определяющими переменныж, влияющими на сеточную производительность, являются скорость сукна к толщина ппенки, 1308499Толщина пленки и ее допуски являются гостированными величинами. Смена заданного значения толщины пленки иэза особенностей листоформовочцых машин может происходить только скачко образно, а скорость сукна изменяется плавно в зависимости от отклонения текущей толщины пленки от заданного значения.Моментом перехода с заданного зцачения толщины пленки, соответствующего выбранному числу оборотов форматного барабана, на заданное значение, соответствующее соседнему числу оборотов, является условие равенства величины текущей сеточной производительности величине граничной сеточнойпроизводительности на соседнем числе оборотов форматного барабана.Граничная сеточная производитель - ность вычисляется для перехода с заданного значения толщины пленки, соответствующего меньшему числу оборотов, на заданное значение, соответствующее большему числу, как произведение верхнего граничного значения скорости на заданное значение толщины пленки с верхним допуском, соответствующее большему числу оборотов,30 т.е, переход с одного заданного значения толщины пленки на другое осу - ществляется при выполнении условия(п 1П 7 П =7 К35где П - текущая сеточная производиттельность;П - граничная сеточная произвоГВдительность для замены заданного значения толщиныпленки;Ч - верхнее граничное значениескорости;д (" - заданное значение толщины36 45пленки с верхним допуском набольшем числе оборотов форматного барабана;и - текущее число оборотов форматного барабана.1 50При восстановлении нормальной концентрации массы в ковшовой мешалке система управления для компенсации этого возмущения начинает увеличивать скорость сукна для стабилизации заданного значения толщины пленки на текущем числе оборотов. По мере возрастания скорости сукна текущая величина сеточной производительности также возрастает и в определенный момент времени равна граничной сеточной производительности ца меньшем числе оборотов форматного барабана,Граничная сеточная производительность вычисляется в этом случае как произведение нижнего граничного значения скорости на заданное значениетолщины пленки с нижним допуском, соответствующим меньшему числу оборотов, т,е.(н ППгц = (ги зн где П, - граничная сеточная производит ел ь ност ь;- нижнее граничное значениескорости;Р( - заданное значение толщины1 Ипленки с нижним допускомца меньшем числе оборотов;и - текущее число оборотов форматного барабана.Фиксация условий перехода с одного заданного значения толщины пленки на другое и сам переход в предлагаемом изобретении осуществляется следующим образом.На задатчике 21 устанавливается заданное значение толщины листа с нижним допуском (5,5 мм), а на задатчике 22 - заданное значение толщины . листа с верхним допуском (5,9 мм). Выход задатчика 21 соединен с блоком 23 деления, а выход задатчика 22 с блоком 25 деления. Каждый блок 23 и 24 деления, также как блок 25 деления реализует величину, соответствующую целому числу оборотов форматного барабана, т.е, на выходе каждого делителя будет заданное значение толщины пленки с нижним или верхним допуском соответственно величинам задатчиков. Выходы блока 23 деления подключены на информационные входы коммутатора 26, а выходы блока 25 деления - на информациОнные входы коммутатора 28.1С выхода коммутатора 26 выбранная заданная величина толщины пленки с нижним допуском поступает на блок 29 умноженияна второй вход которого подается величина нижнего граничного значения скорости от задатчика 30. Величина произведения, получающаяся в блоке 29, является граничной сеточной производительностью для перехода с заданного значения толщины пленки,9 130849соответствующего текущему числу оборотов форматного барабана, на заданное значение, соответствующее меньшему числу оборотов. Вычисленная величина граничной сеточной производительности подается в качестве задания на первый вход нуль-органа 33.В блоке 3 1 умножения вычисляетсявеличина граничной сеточной производительности для перехода с заданного значения толщины пленки на текущем числе оборотов форматного барабана на заданное значение толщиныпленки при большем числе оборотовформатного барабана путем г 1 роизведения верхнего граничного значения скорости, поступающего от задатчика 32,на выходную величину, представляющуюсобой текущую величину заданной толщины пленки с верхним допуском ком Омутатора 28. С блока 31 умножения вычисленная граничная сеточная производительность подается в качестве задания на первый вход нуль-органа 34.В блоке 37 умножения вычисляетсятекущая сеточная производительностькак произведение величины текущей скорости сукна, поступающей ог датчика17, на величину текущей толщины пленки, поступающей от датчика 14. Величина текущей сеточной производительности в качестве переменной подаетсяна вторые входы нуль-органа 33 и 34.Если величина текущей сеточной производительности становится равной 35граничной сеточной производительности, подаваемой в качестве задания нануль-орган 33, на его выходе появляется логический сигнал "0", а еслитекущая сеточная производительность - 40становится равной заданному значениюнуль-органа 34, на его выходе появляется логический сигнал " 1".Перед началом работы в регистр 35заносят базовое число оборотов форматного барабана, соответствующеерациональному режиму работы при данных характеристиках сырья и состоя-ния оборудования.50По логическому сигналу "О" от нульоргана 33 содержимое регистра 35уменьшается на единицу, а по логическому сигналу " 1" от нуль-органа 34содержимое регистра 35 увеличиваетсяйа единицу, Новое содержимое регистра соответствует новому заданному эначению числа оборотов форматного барабана,9 0Дешифратор 36 в соответствии с содержимым регистра 35 (т.е. кодом) подает сигналы на управляющие входы коммутаторов 26-28, которые коммутируют свои выходы с соответствующим де. лителем, т.е. на выход коммутаторов поступают величины заданных значений толщины пленки, соответствующие текущему заданному числу оборотоВ на ре" гистре.Одновременно новое заданное значение числа оборотов форматного барабана с регистра 35 в качестве задания поступает на нуль-орган 48, на другой вход которого подается сигнал от счетчика 47, суммирующего импульсы от датчика 15 числа оборотов форматного барабана. Как только текущее число оборотов барабана становится равным заданному, на выходе нуль-органа 48 появляется логический сигнал "1", по которому блок 49, воздействуя на нож 10, срезает накат.В случае, если произопшо резкое и длительное изменение концентрации массы в ковшовой мешалке, для обеспечения возвращения к рациональному режиму работы листоформовочной машины, выбранному машинистом, в блоке 38 деления устанавливается базовое число оборотов Форматного барабана. Скор/ректированная величина толщины листа с выхода сумматора 20 поступает иа блок 38 деления, на выходе которого формируется заданное значение толщины пленки для базового числа оборотов форматного барабана.В элементе 39 сравнения текущая величина тапшины пленки от датчика 14 сравнивается с заданным значением и величина рассогласования отрабатывается регулятором 40, который изменяет подачу асбестоцементной массы путем воздействия на исполнительный механизм 3. При понижении концентрации массы в ковшовой мешалке величина рассогласования велика и регулятор 40 полностью открывает шибер, максимально увеличивая тем самым возможную концентра цию массы в ваннах. Как только концентрация массы в ковшовой мешалке вернется к технологически заданной4 контуры связанного регулирования скорости сукна и подачи массы выводят листоформовочную машину на рациональ. ный режи.Применение предлагаемой системы позволит уменьшить расход сырья на 1-1,5% и брак на 0,4-0,6%.В качестве датчика, толщины пленки и датчика толщины листа на отводящем транспортере применяются дифференциально-трансформаторные датчики, в качестве датчика скорости сукна и датчика числа оборотов форматного барабана используется бесконтактный датчик КВП, а в качестве блока управления срезом наката устройство типа УКН. 1 О Формула изобретения 15 Система автоматического управления листоформовочной машиной, содержащая датчик толщины пленки, выход которого подключен к первому входу 20 первого элемента сравнения, регулятор толщины пленки, выход которого соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа подачи асбестоцементной массы, первый сумматор, пер 25 вый вход которого подключен к выходу первого элемента сравнения, задатчик и датчик скорости сукна, вход датчика скорости сукна соединен с регулируемым приводом скорости, о т л и - ЗО ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления, она снабжена вторым, третьим и четвертым элементами сравнения, вторым сумматором, ограничителем верхнего значения 35 скорости, ограничителем нижнего значения скорости, задатчиком и датчиком толщины листа, задатчиком толщины листа с нижним значением допуска, задатчиком толщины листа с верхним значением допуска, тремя блоками умножения, тремя нуль-органами, регистром, дешифратором, датчиком числа оборотов форматного барабана, счетчиком числа оборотов форматного бараба 45 на, четырьмя блоками деления, тремя коммутаторами, задатчиком нижнего граничного значения скорости, задатчиком верхнего граничного значения скорости и блоком управления среза наката с регулирующим органом, причем датчик числа оборотов форматного барабана подключен через счетчик числа оборотов к первому входу первого нуль 55 органа, выход регистра подключен к второму входу первого нуль-органа и входу дешифратора,выход которого соединен с первыми входами коммутаторов,остальные вхслы которых соединены с соответствующими выходами первого, второго и третьего блоков деления, входы первого бл ока деления объедин ены и подключены к задатчику толщинылиста с нижним значением допуска, вход четвертого блока деления и объединенные входы второго блока деленияподключены к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого и второй вход второго сумматора соединены с выходом задатчика толщины листа, второй вход второго элемента сравнения подключен к датчику толщины листа, второй вход первого элемента сравнения соединен с выходом первого коммутатора, выход третьего элемента сравненияподключен к второму входу первого сумматора и к первому входу регулятора толщины пленки, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом четвертого блока деления, второй вход четвертого элемента сравнения и первый вход первого блока умножения соединены с выходом датчика толщины пленки, второй вход первого блока умножения соединен с первым выходом датчика скорости сукна, второй выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком скорости сукна, выход ограничителя верхнего значения скорости соединен с регулируемым приводом скорости, первый вход ограничителя верхнего значения скорости соединен с выходом ограничителя нижнего значения скорости, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход подключен к задатчику нижнего граничного значенияскорости, который соединен с первымвходом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходомвторого коммутатора, выход второгоблока умножения подключен к первомувходу второго нуль-органа,. второйвход которого подключен к выходу первого блока умножения и к первому входу третьего нуль-органа, второй вход,ограничителя верхнего значения скорости соединен с первым входом третьегоблока умножения, который подключенк задатчику верхнего граничного значения скорости, выход третьего коммуСоставитель Л.ШароваРедактор И.Шулла Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай Заказ 1668/15 Тираж 52", ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул, Проектная, 4 13 1308499 14татора соединен с вторым входом тре- тьего блока деления объединены и подтьего блока умножения, выход которого ключены к задатчику толщины лисподключен к второму входу третьего та с верхним значением допуска, нуль-органа, выходы второго и третье- а выход первого нуль-органа подго нуль-органов подключены к соответ ключен к блоку управления среза ствующим входам регистра, выходы тре- наката.