УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАМАТЫВАНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАМАТЫВАНИЯ
ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относится к области текстильной техники, в частности к управлению процессом наматывания волокнистого материала на ровничных машинах, предназначенных для получения крученой ровницы, и может быть использовано в других областях промышленности, где находят применение крутильно-мотальные механизмы.
Известно устройство для управления процессом наматывания волокнистого материала на ровничных машинах, содержащее приводной электродвигатель, кинематически связанный через главный вал с вытяжными приборами и веретенами с установленными на них рогульками, имеющими лапки для заправки ровницы, и посредством дифференциала с катушками, частота вращения которых изменяется по мере увеличения диаметра паковки, вспомогательный регулируемый электропривод приемного вала с системой импульсно-фазового управления и блоком задания программы намотки, выход которого кинематически связан со входом дифференциала и валом каретки крутильно-мотального механизма 1.
Недостатком устройства является отсутствие коррекции частоты вращения катушек при изменении диаметра по мере наматывания слоев ровницы.
Технический результат - повыщение точности управления процессом наматывания ровницы на паковки. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для управления процессом наматывания волокнистого материала на ровничных мащинах содержащее регулируемый электропривод переменного тока, вход которого подключен к первому выходу микроЭВМ, и который состоит из последовательно соединенных буферного запоминающего устройства, регулятора напряжения, асинхронного короткозамкнутого двигателя, выходной вал которого кинематически через главный вал связан с первым входом дифференциала, вытяжными приборами и веретенами-рогульками, электропривод постоянного тока, вход которого подключен ко второму выходу микроэвм, на первый вход которой поступает программный задающий сигнал, при этом электропривод постоянного тока состоит из цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения главного вала, а выход - со входом последовательно соединенных усилителя мощности и двигателя постоянного тока, выходной вал которого кинематически через приемный вал связан со вторым входом дифференциала и валом каретки крутильно-мотального механизма, которая механически связана с механизмом управления ровничной мащины, состоящим из механизма замка с храповиком, измерительного преобразователя и преобразователя перемещение-код, выход которого соединен со вторым входом микроэвм, блок токоограничения, состоящий из последовательно соединенных датчика тока двигателя постоянного тока, преобразователя напряжение-частота и таймера, выход которого подключен к третьему входу микроэвм, блок контроля технологических параметров, содержащий фотоэлектрическую измерительную систему диаметра намотки и датчик натяжения ровницы, входы которого связаны с выходами вытяжных приборов и веретен-рогулек, выход блока соединен с четвертым входом микроЭВМ, выполненной с возможностью реализации управления процессом наматывания волокнистого материала, обеспечивающего синхронизацию частот вращения крутильно-мотального механизма и равенство линейных скоростей выпуска волокнистого продукта из вытяжных приборов и наматывания его на паковки.
На фигуре приведена структурная схема устройства для управления процессом наматывания волокнистого материала.
Устройство содержит дифференциальный двухдвигательный электропривод крутильно-мотального механизма, один из которых - регулируемый электропривод переменного тока (1), на вход которого поступает сигнал задания режима пуска с первого выхода микроЭВМ (2) и через буферное запоминающее устройство (3) и регулятор напряжения (4) формирует скоростные режимы асинхронного короткозамкнутого двигателя (5), вал которого кинематически соединен через главный вал (6) крутильно-мотального механизма с веретенами-рогульками (7), вытяжными приборами (8) и первым входом дифференциала (9), выход которого соединен с катушками (10).
Второй выход микроэвм (2) подключен ко входу электропривода постоянного тока (11). На первый вход мироЭВМ поступает сигнал, соответствующий заданной программе наматывания волокнистого материала. Электропривод постоянного тока содержит цифро-аналоговый преобразователь (12) и суммирующее устройство (13), формирующее сигнал управления с учетом импульсов обратной связи, снимаемых с датчика частоты вращения (14), установленного на главном валу (6) крутильно-мотального механизма. Сигнал поступает на систему импульсно-фазового управления усилителя мощности (15), изменяющего частоту вращения двигателя постоянного тока (16), вал которого посредством редуктора через приемный вал (17) крутильно-мотального механизма кинематически связан с кареткой (18) и вторым входом дифференциала (9).
Механизм управления (19) ровничной машины состоит из механизма замка (20) с храповиком (21), который механически связан с измерительным преобразователем (22), передающим электрический сигнал срабатывания через преобразователь перемещение-код (23) на второй вход микроЭВМ (2).
Блок токоограничения (24) состоит из электрически связанных датчика тока (25) двигателя постоянного тока, преобразователя напряжение-частота (26) и таймера (27), в котором информация о силе тока преобразуется в напряжение с заданной частотой импульсов и поступает на третий вход микроЭВМ (2).
Блок контроля технологических параметров (28) содержит фотоэлектрическую измерительную систему диаметра намотки (29) и датчик натяжения ровницы (30), аналоговые сигналы с которых кодируются в многоканальном аналого-цифровом преобразователе (31), подключенном к четвертому входу микроэвм.
Авторами создан лабораторный стенд, моделирующий работу устройства для управления процессом наматывания волокнистого материала, основу которого составили: микропроцессорный комплект серии К1806; много dff 9fV
функциональный регулятор напряжения МРН 000, управляющий асинхронным короткозамкнутым двигателем типа 4A90L4 мощностью 2,2 ьсВт; комплектный регулируемый электропривод постоянного тока типа ЭПУ2-1Е с двигателем постоянного тока ПБСТ-23 мощностью 1Д кВт; фотоэлектрическая измерительная система диаметра намотки 2.
Устройство работает следующим образом.
Перед пуском ровничной машины напряжение от сети подается на блоки питания микроЭВМ, многоканального аналого-цифрового преобразователя, усилителя мощности, блок множительного устройства, технологические датчики диаметра наматывания и натяжения. Двигатель постоянного тока при этом остается неподвижным, так как при неподвижном состоянии асинхронного короткозамкнутого двигателя на выходе датчика частоты вращения главного вала и множительного устройства напряжение будет равно нулю. Код задания программы намотки ANa и соответствующий ему сигнал управления усилителя мощности будут соответствовать исходному радиусу намотки и при пуске не будут изменяться.
При включении асинхронного короткозамкнутого двигателя частота вращения главного вала будет расти, на выходе датчика частоты вращения и множительного устройства появится напряжение, которое поступит в систему импульсно-фазового управления усилителя мощности, двигатель постоянного тока начнет разгоняться, причем частота вращения его будет согласованно изменяться в соответствии с изменением частоты вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя.
После пуска происходит наработка слоя ровницы на паковку при постоянной частоте вращения главного вала и частоте вращения двигателя постоянного тока, соответствующей исходному радиусу намотки, каретка будет подниматься или опускаться.
При изменении направления движения каретки механизм замка через храповик сообщит дискретное угловое перемещение измерительному преобразователю, при этом преобразователь перемещение-код формирует сигналы Мф, являющиеся функциями углового положения оси ротора измерительного
(oicmn
преобразователя. Код угла, формируемый преобразователем перемещениекод, считывается микроЭВМ через параллельный порт ввода данных.
Код управляющего воздействия, поступающий от микроЭВМ через порт вывода данных, определяется следующим выражением:
По мере намотки слоев ровницы на паковки (увеличения радиуса намотки) Нф увеличивается на одну и ту же величину, ANj снижается в соответствии с заданной программой. Сигнал управления в системе импульснофазового управления усилителем мощности уменьщается, снижается частота вращения двигателя постоянного тока на столько, чтобы соотношение линейных скоростей выпуска ровницы из вытяжных приборов и намотки ее на паковки оставалось неизменным.
Далее аналогичные процессы изменения скорости каретки и частоты вращения катушек будут повторяться в соответствии с заданной программой намотки, записанной в микроЭВМ. При останове машины предусмотрено динамическое торможение.
При изменении ассортимента ровницы или параметров заправки машины меняется программа намотки, определяемая по результатам обработки экспериментальных данных физико-механических свойств волокнистого продукта.
Источники информации
1.Сапронов М.И., Поляков А.Е. Устройство для управления крутильномотальным механизмом ровничной машины. А.С. № 1513045, 1989. Б.И. №37. Д01Н1/26.
2.Поляков К.А., Поляков А.Е. Устройство для управления электроприводом. Свидетельство на полезную модель № 5896, 1998. Бюл. № 1. 6Н02 Р5/06.
Ny  АЫз - Мф.