DE2749505A1

DE2749505A1 - Sollwertkaskade

Info

Publication number: DE2749505A1
Application number: DE19772749505
Authority: DE
Inventors: Erwin Ing Grad Emilius
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1979-05-10
Also published as: DE2749505C2; JPS5477265A

Description

Sollwertkaskade
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sollwertkaskade, bei der die in Reihe geschalteten Sollwertstufen aus Verstärkern mit zugeordnetem Potentiometer zur Spannungsteilung und Verstärkungsänderung bestehen und aus den einzelnen Stufen die Drehzahlsollwerte für Ziehtrommelantriebe einer Drahtziehmaschine ableitbar sind, bei der die einzelnen Antriebe über Getriebe mit den Ziehtrommeln gekuppelt sind und zwischen den Ziehtrommeln die Ziehsteine angeordnet sind.
Sollwertkaskaden mit in Reihe geschalteten Sollwertstufen aus Operationsverstärkern und zugeordneten Potentiometern sind beispielsweise aus der DT-AS 2 251 600 (VPA 72/3250) bekannt.
Beim Drahtziehen wird in jeder Ziehstufe der Drahtdurchmesser verringert. Einer Querschnittsabnahme von 20% entspricht eine Längung des Drahtes um 25%, d.h. eine um 25% höhere erforderliche Geschwindigkeit des Drahtes.
Bei z.B. sieben Ziehbldeken unterscheiden sich dann die Geschwindigkeiten zwischen dem ersten und dem letzten Ziehblock um den Faktor 1,256. Bei Verwendung gleicher Ziehtrommeln - was aus konstruktiven Gründen angestrebt wird - bedeutet dies, daß die Antriebsmotoren ohne Zwischengetriebe mit im Verhältnis 1:3,81 unterschiedlichen Drehzahlen laufen müßten. Da man aber auch hier in etwa gleiche Motoren mit annähernd gleicher Drehzahl verwenden will, schaltet man zwischen Motor und Ziehtrommeln noch Getriebe ein, die in etwa so bemessen sind, daß sie die durch die Ziehsteine geforderte Drehzahländerung der Ziehtrommeln - bei annähernd gleichen Motordrehzahlen - erbringen. Da man aus Kostengründen normalerweise auch keine Schaltgetriebe verwendet, sondern konstante Getriebeübersetzungen, ist man damit auf einen Ziehsteintyp, der z.B. 20% Querschnittsminderung bringt, beschränkt und muß dann bei der Verwendung von Ziehsteinen mit abweichender Querschnittsänderung, von z.B. 15%, die Drehzahlen der betreffenden Motoren entsprechend korrigieren.
Dies geschieht bisher von Hand durch entsprechende Veränderung der Einstellung des Sollwertpotentiometers und ist relativ zeitaufwendig und kompliziert, da Ja ggf. die ganze Kette korrigiert werden muß.
Die eingangs erwähnte bekannte Sollwertkaskade hat sich relativ gut zum Einsatz bei Papier- und Textilmaschinen bewährt, bringt Jedoch in der Verwendung für Drahtziehmaschinen noch nicht die wesentliche Bedienungsvereinfachung, da die Potentiometereinstellung weiterhin erst vollständig gefunden werden muß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltung der eingangs genannten Art auf einfache Weise so auszubilden, daß die Ziehstein- und Getriebeverhältnisse auf einfache Weise an linear zwischen Null und 100% geeichten Potentiometern einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Jeder Sollwertstufe ein Eingangspotentiometer zur Berücksichtigung der Querschnittsänderung in dem der betreffenden Ziehtrommel folgenden Ziehstein und ein Potentiometer in der Rückfüurung des Verstärkers zur Berücksichtigung des Getriebeverhältnisses des Getriebes der Ziehtrommel vorgesehen sind und daß das Ausgangssignal des Verstärkers Jeweils den Drehzahlsollwert der betreffenden Sollwertstufe und das Eingangssignal der vorhergehenden Sollwertstufe bildet. Auf diese Weise erhält man eine Rechenschaltung, in der Linearpotentiometer mit handelsüblichen Skalen 0...1OO=O...100% verwendbar sind. Der Prozentwert entspricht der Querschnittsminderung, die Jedem Drahtzieher geläufig ist.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Der zu ziehende Draht Dr läuft in Richtung des Pfeiles L huber Ziehtrommeln Rn-2, Rn-1, Rn usw. Zwischen den einzelnen Ziehtrommeln sind Ziehsteine Zn-2, Zn-1, Zn usw. angeordnet. Die einzelnen Ziehtrommeln werden Uber Getriebe Gn 2' Gn-1, Gn mit Übersetzungen Un tt Ü usw. von Motoren M 2 Mn-1, Mn usw. angetrieben. Den Motoren sind Thyristorschaltunen St zugeordnet, denen zur Drehzahlregelung jeweils die erforderlichen Drehzahlsollwerte Nun 2 Nun 1 Nn usw. zugeführt werden.
Der letzte Block mit der Ziehtrommel Rn läuft mit konstanter Geschwindigkeit, vorgegeben mit Hauptsollwert Nn aus dem Geschwindigkeitspotentiometer Po, wobei zweckmäßigerweise noch ein Hochlauf integrator, der nicht dargestellt ist, für den langsamen Hoch- und Rücklauf zwischengeschaltet wird. Die Sollwerte Nn-1, Nun 2 usw. werden aus einer Sollwertkaskade entnommen, die aus hintereinandergeschalteten Sollwertgebern Sn 1 Sn 2 usw. besteht, wobei diese Kette der Sollwertstufen in entgegengesetzter Richtung zur Laufrichtung des Drahtes geschaltet ist, d.h. aus der Sollwertstufe Sn 1 wird dann der Sollwert für die Stufe Sn 2 gebildet usf. Der Aufbau der einzelnen gleichartigen Sollwertstufen sei späterhin erörtert.
Aus Gründen der Volumenkonstanz muß gelten, daß das Volumen vor und hinter Jedem Ziehstein konstant bleibt, dies bedeutet z.B.
für den Ziehstein Zn' daß das Produkt aus Drahtgeschwindigkeit Vn-1 und Drahtquerschnitt An 1 vor dem Ziehstein gleich dem Produkt aus Drahtgeschwindigkeit vn nach dem Ziehstein mal Querschnitt An sein muß usf. Hieraus ergibt sich, daß das Verhältnis der Geschwindigkeiten umgekehrt proportional dem Verhältnis der Querschnitte sein muß. Sei beispielsweise das Verhältnis des Drahtquerschnittes An nach dem Ziehstein zum Drahtquerschnitt An 1 vor dem Ziehstein mit oX1 bezeichnet, d.h.
α 1 = ####, so ist ersichtlich, daß sich dieser Faktor nur zwischen Null und 1 bzw. 100% bewegen kann.
Läßt man als weitere Definition gelten, daß das Verhältnis der Getriebeubersetzungen zwischen den zwei zugeordneten Motoren also Ün-1 mit α 2 bezeichnet wird, so ist ersichtlich, daß Ün sich auch dieser Faktor α 2 nur von Null bis 1 ändern kann, man gleiche Drehzahlen der Motoren voraussetzt. Aus der vorausgegangenen Definition ergibt sich dann, daß die Drehzahl Nun 1 des Motors Mn-1 gleich sein muß dem Verhältnis von Y 1 zu ¢v 2 mal der Drehzahl Nn des folgenden Motors Mn. Die Gleichung lautet somit: Der dem Motor E 1 zugeordnete Sollwertgeber Sn-1 muß daher so aufgebaut sein, daß er aus dem Sollwert Nn des Motors Mn den Sollwert Nn-1 entsprechend der vorstehend genannten Gleichung bildet.
Hierzu ist folgende Schaltung der Sollwertstufe Sn 1 usw. vorgesehen: Die am Eingang dieser Sollwertstufe anliegende, der Drehzahl des Motors Mn proportionale Spannung Un wird einem Potentiometer P1 zugeführt, an dessen Abgriff das Verhältnis oc 1 einstellbar ist. Die so gewonnene Teilspannung wird über einen Widerstand Ro einem Operationsverstärker V zugeführt, in dessen Rückführung ein Widerstand R1 und ein Potentiometer P2 liegen.
An diesem als Spannungsteiler wirkenden Potentiometer P2 ist das Getriebeverhältnis « 2 einstellbar, so daß die Ausgangsspannung Un1 dieser Sollwertstufe Sn 1 die zur Drehzahlregelung des Motors Min 1 dient, folgender Gleichung gehorcht: Mit Vorteil kann man dabei das der Getriebeübersetzung zugeordnete Potentiometer P2 im Schaltschrank belassen, da Ja dieses nach Inbetriebnahme nicht mehr geändert zu werden braucht und das dem einzelnen Ziehstein zugeordnete Potentiometer leicht zugänglich anbringen. Mit Vorteil wird auch dieses dem Ziehstein zugeordnete Potentiomter nicht in Prozent Querschnittsänderung ( α 1) geeicht, sondern in Prozent Querschnittsminderung q, wobei diese Querschnittsminderung q gegeben ist: Das bedeutet, daß bei richtiger Anschluß von Anfang und Ende eines normalen Potentiometers mit einer handelsüblichen Skale 0...100 - 0...100% die Querschnittsminderung einstellbar ist, was dem Bediener der Maschine eine einfache Handhabung der Drehzahleinstellung entsprechend den tatsächlich verwendeten Ziehsteinen bietet.
2 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentan8prUche 1.)Sollwertkaskade, bei der die in Reihe geschalteten Sollwertstufen aus Verstärkern mit zugeordneten Potentiometern zur Spannungsteilung und Verstärkungsänderung bestehen und aus den einzelnen Stufen die Drehzahlsollwerte für Ziehtrommelantriebe einer Drahtziehmaschine ableitbar sind, bei der die einzelnen Antriebe über Getriebe mit den Ziehtrommeln gekuppelt sind und zwischen den Ziehtrommeln die Ziehsteine angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Jeder Sollwertstufe (Sn-1) ein Eingangspotentiometer (P1) zur Berücksichtigung der Querschnittsänderung (c 1) in dem der betreffenden Ziehtrommel folgenden Ziehstein (Zn) und ein Potentiomter (P2) in der Rückfüurung des Verstärkers (V) zur Berücksichtigung des Getriebeverhältnisses (os 2) des Getriebes (Ü) der Ziehtrommel (ru 1) vorgesehen sind und daß das Ausgangssignal des Verstärkers (V) Jeweils den Drehzahlsollwert der betreffenden Sollwertstufe (Sn-1) und das Eingangssignal der vorhergehenden Sollwertstufe (Sn-2) bildet.
2. Sollwertkaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ziehstein (Z) zugeordnete Potentiometer (P1) in Prozent Querschnittsminderung geeicht ist.