УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ УРОВНЯ ТКАНИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЕ
STABILISATION DEVICE OF FABRIC LEVEL IN TECHNOLOGICAL MACHINE

Изобретение относится к отделочному производству текстильной промышленности и может быть использовано для поддержания в технологической машине заданного количества транспортируемого в процессе обработки текстильного материала.
Известна промывная машина для промывки ткани в жгуте с петлевой заправкой (авторское свидетельство СССР №146275, МПК В05С 3/15, 1962 г.), содержащая ванну сапожкового типа и смонтированные на ванной отжимные валы, ванна разделена на четыре секции, позволяющие осуществить противоток, а для поддержания заданного количества ткани в секциях последние снабжены радиоактивным регулятором уровня.
Недостатком указанного технического решения является его малая точность в связи с использованием одного радиоактивного датчика уровня ткани.
Известно устройство для стабилизации количества текстильного материала в технологической машине (авторское свидетельство СССР №956403, МПК В65Н 51/20, 1982 г.), содержащее подающие и выбирающие материал валки, кинематически связанные с соответствующими приводами, блоки управления приводами и смонтированный в технологической машине датчик количества текстильного материал, электрически подсоединенный к формирователю импульсов, к выходу которого подключены логический элемент НЕ и первый фильтр, а второй фильтр входом связан с выходом логического элемента НЕ, блок сравнения, входы которого соединены с выходами первого и второго фильтров, и интегратор, входом подключенный к выходу блока сравнения, а выходом - к первому входу блока управления приводом подающих валков, второй вход которого связан с выходом формирователя импульсов.
Недостатком устройства является его малая надежность в связи с большой частотой колебаний системы регулирования уровня ткани.
За прототип принято устройство для стабилизации количества текстильного материала в технологической машине (авторское свидетельство СССР №1265129, МПК В65Н 51/20, 1986 г.), содержащее подающие и выбирающие материал валки, кинематически связанные с соответствующими приводами, блоки управления приводами, смонтированный в технологической машине датчик количества материала и интегратор, выходом подключенный к первому входу управления первого привода, а также снабжено вторым датчиком количества материала, логическим блоком, ключами и регулируемым источником напряжения, причем датчики количества материала размещены для контроля соответственно максимального и минимального допустимых уровней материала в технологической машине и подключены соответственно к первому и второму входам логического блока, первый выход которого соединен со вторым входом блока управления первым приводом и управляющим входом первого ключа, а второй выход подключен к управляющему входу второго ключа, при этом выход регулируемого источника напряжения соединен с входами ключей, выходы которых связаны с входами соответственно сложения и вычитания интегратора.
Недостатком устройства является его малая точность при значительных отклонениях действующих возмущений.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности стабилизации уровня ткани.
Указанный результат достигается тем, что устройство стабилизации уровня ткани в технологической машине, содержащее подающие и выбирающие материал валки, кинематически связанные с соответствующими приводами, датчик линейной скорости ткани на входе машины, датчик линейной скорости ткани на выходе машины, релейный блок и подключенные к его входам два датчика уровня, дополнительно содержит блок задания скорости машины, блок задания линейной скорости выбирающих валков, первый и второй усилители и четыре сумматора, причем выход релейного блока связан с первым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход первого сумматора подключен к входу электропривода подающих валков, второй вход первого сумматора связан с блоком задания скорости машины, с электроприводом выбирающих валков и с третьим входом второго сумматора, третий вход первого сумматора через первый усилитель подключен к выходу второго сумматора, второй вход которого связан с выходом второго усилителя, а вход второго усилителя соединен с выходом третьего сумматора, входы которого подключены к датчику линейной скорости ткани на входе машины и к выходу четвертого сумматора, соединенного своими входами с датчиком линейной скорости ткани на выходе машины и с блоком задания линейной скорости выбирающих валков.
На чертеже представлена структурная схема устройства, где цифрами обозначены: ткань 1, подающие валки 2 и выбирающие валки 3, расположенные на входе и выходе технологической машины, электропривод 4, кинематически связанный с подающими валками 2 и электропривод 5, кинематически связанный с выбирающими валками 3, датчик линейной скорости ткани на входе машины 6 и датчик линейной скорости ткани на выходе машины 7, релейный блок 8 и подключенные к его входам первый датчик уровня 9 и второй датчик уровня 10, первый сумматор 11, первый усилитель 12, второй сумматор 13, второй усилитель 14, третий сумматор 15, блок задания скорости машины 16, блок задания линейной скорости выбирающих валков 17 и четвертый сумматор 18.
Причем выход релейного блока 8 связан с первым входом первого сумматора 11 и с первым входом второго сумматора 13, выход первого сумматора 11 подключен к входу электропривода 4 подающих валков 2, второй вход первого сумматора 11 связан с блоком задания скорости машины 16, с электроприводом 5 выбирающих валков 3 и с третьим входом второго сумматора 13, третий вход первого сумматора 11 через первый усилитель 12 подключен к выходу второго сумматора 13, второй вход второго сумматора 13 связан с выходом второго усилителя 14, а вход второго усилителя 14 соединен с выходом третьего сумматора 15, входы третьего сумматора 15 подключены к датчику линейной скорости ткани на входе машины 6 и к выходу четвертого сумматора 18, соединенного своими входами с датчиком линейной скорости ткани на выходе машины 7 и с блоком задания линейной скорости выбирающих валков 17.
Устройство работает следующим образом.
1
2
Ткань 1 подается с линейной скоростью ν в технологическую машину подающими валками 2 и электроприводом 4, а выбирается из нее со скоростью ν выбирающими валками 3 и электроприводом 5.
з
Заданный уровень Н ткани 1 в технологической машине контролируется первым датчиком уровня 9 и вторым датчиком уровня 10, установленными с расстоянием между ними ΔН, определяющим зону нечувствительности системы регулирования уровня.
з
1min
При этом если Н≥Н+0,5 ΔН, с выхода первого сумматора 11 при нулевом сигнале на выходе первого усилителя 12 подается сигнал управления электроприводом 4, уменьшающий скорость подачи ткани контролируемой датчиком линейной скорости ткани на входе машины 6 до значения ν, соответствующего верхнему ее уровню в машине.
3
1max
Если Н≤Н-0,5 ΔH, то с выхода первого сумматора 11 при нулевом сигнале на выходе первого усилителя 12 подается сигнал управления электроприводом 4, увеличивающий скорость подачи ткани в машину до значения ν, соответствующего нижнему ее уровню.
2
1
Таким образом, при заданной настройке разности скоростей ν-ν релейный блок 8 обеспечивает установившиеся симметричные автоколебания уровня ткани с амплитудой А=0,5 ΔН.
При действии в системе возмущений в виде износа валов валковых пар, изменения статических нагрузок электродвигателей, неконтролируемого перемещения загруженного в машину материала указанная симметрия колебаний нарушается и система может оказаться неработоспособной.
Обеспечение работоспособности системы достигается введением корректирующей связи с выхода первого усилителя 12 на третий вход первого сумматора 11, выходной сигнал которого задает скорость вращения электропривода 4.
Блок задания скорости машины 16 задает величину рабочей скорости вращения электропривода 5 выбирающих валков 3 и электропривода 4 подающих валков 2.
Контроль верхнего и нижнего уровней ткани в машине осуществляется первым датчиком уровня 9 и вторым датчиком уровня 10, подключенными к релейному блоку 8.
2
2
2уст
2уст
2
1
1
1
1
1
<mrow><msub><mi>K</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>ν</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac></mrow>
При действии возмущений, изменяющих, например, значение скорости ν, на выходе четвертого сумматора 18 появляется ошибка, получившаяся из сложения нового значения скорости ν с датчика линейной скорости 7 на выходе машины и значения ν блока задания линейной скорости 17 (ν-ν)=±Δν, которая подается на сумматор 15 и суммируется со значением линейной скорости ν датчика линейной скорости ткани на входе машины 6, что изменяет входной сигнал второго усилителя 14 до значения (ν=Δν), а выходная величина становится равной (ν±Δν)/K, где
, a U - сигнал управления, снимаемого с выхода первого сумматора 11.
Это приводит к изменению сигнала на выходе второго сумматора 13, который становится равным
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>ν</mi><mn>1</mn></msub><mo>±</mo><mi>Δ</mi><mi>ν</mi></mrow><mrow><msub><mi>K</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>−</mo><msub><mi>U</mi><mi>c</mi></msub><mo>±</mo><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub></mrow>
,
2
где U - выходной сигнал релейного блока 8.
На выходе первого усилителя 12 формируется корректирующий сигнал обратной связи
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>ν</mi><mn>1</mn></msub><mo>±</mo><mi>Δ</mi><mi>ν</mi></mrow><mrow><msub><mi>K</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>−</mo><msub><mi>U</mi><mi>c</mi></msub><mo>±</mo><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><msub><mi>K</mi><mn>2</mn></msub></mrow>
,
2
где K - коэффициент усиления первого усилителя 12.
Тогда с выхода первого сумматора 11 на вход электропривода 4 подается напряжение управления:
<mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>ν</mi><mn>1</mn></msub><mo>±</mo><mi>Δ</mi><mi>ν</mi></mrow><mrow><msub><mi>K</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>−</mo><msub><mi>U</mi><mi>c</mi></msub><mo>±</mo><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><msub><mi>K</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>U</mi><mi>c</mi></msub><mo>±</mo><msub><mi>U</mi><mn>2</mn></msub></mrow>
,
1
2
1
составляющая (±Δν/K) которого формирует необходимое дополнительное напряжение на входе электропривода 4, обеспечивая установленную ранее разность скоростей ν и ν, что устраняет несимметрию колебаний уровня ткани и возвращает систему в работоспособное состояние.
Таким образом, устройство стабилизирует уровень ткани в технологической машине, обеспечивая его контроль установленными датчиками уровня.