DE4103477A1

DE4103477A1 - WEb payout reel regulator for printing machine - uses selective braking to maintain correct web tension

Info

Publication number: DE4103477A1
Application number: DE19914103477
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Liebold; Roland Dipl Ing Merz
Original assignee: PLAMAG PLAUENER MASCHINENBAU AG O-9900 PLAUEN DE; PLAMAG PLAUENER MASCHINENBAU A
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: DE4103477C2; DD295135A5

Abstract

The payout reel regulator is used for maintaining the required web tension, by selective braking of the payout reel (1). A measuring sensor (4), for the position of a pendulum roller (3) inserted in the path of the extracted web (2), is coupled via a multiplier (5) to the input of a proportional/differential regulator (6) controlling the braking device (10) for the payout reel (1). The other input of the multiplier (5) is supplied with the difference between the actual pendulum roller position signal, representing the web tension and a required value, via an integrator (9). USE - For preventing tearing of web.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung für Abwickeleinrich tungen für Bahnen, beispielsweise an Rollenrotationsdruckmaschi nen.The invention relates to a control arrangement for unwinding device for webs, for example on web-fed rotary printing presses nen.

Characteristic of the known prior art

An Abwickeleinrichtungen für Bahnen kommen Regelanordnungen zur Anwendung, die eine gewünschte Bahnspannung in der von der Wickelrolle abgezogenen Bahn realisieren. Hierzu fungiert eine von der Bahn teilweise umschlungene Pendelwalze als Meßwertgeber für die Bahnspannung. Je nach der Bewegung der Pendelwalze regelt ein Regelkreis das Bremsmoment einer am Umfang oder Zentrum der Wickelrolle angreifenden Bremse. Bei diesen in einfachster Form einschleifigen Regelungen stellen sich je nach eingesetztem Reg lertyp Nachteile ein. Bei Regeleinrichtungen mit P-Verhalten muß mit unzumutbar hohen Regelabweichungen bzw. Instabilität infolge zu großer Kreisverstärkung gerechnet werden. Ein integraler An teil im Regler führt zur strukturellen Instabilität. Bei PD- Regelungen ist eine bleibende Regelabweichung zu verzeichnen, die auf Grund der sich ändernden Kreisverstärkung im Prozeß nicht konstant bleibt. Letztere wird von den sich ändernden Parametern der Abwickeleinrichtung, wie Durchmesser, Breite und spezifische Dichte der Abwickelrolle, geschwindigkeits- und temperaturabhän giger Reibwert der Bremse, beeinflußt. Eine sich verändernde bleibende Regelabweichung verschiebt die stationäre Lage der Pendelwalze und engt damit die Regelreserve ein. Dies führt zu unbefriedigenden Ausregelungen von Störgrößen bei großem Rollen schlag, bei einem Notstopp, beim automatischen Rollenwechsel u. a. Die Folge sind unzulässige Bahnspannungsschwankungen, die zu Qualitätsmängeln der Erzeugnisse der die Bahn verarbeitenden Maschine sowie zu Bahnrissen mit Maschinenstillstandszeiten und Makulatur führen.Control arrangements are used on unwinding devices for railways Application that a desired web tension in the of the Realize the winding roll of the removed web. To do this, a pendulum roller partially wrapped by the web as a sensor for web tension. Regulates depending on the movement of the pendulum roller a control loop the braking torque at the circumference or center of the Brake engaging reel. In the simplest form single loop regulations arise depending on the reg type disadvantages. For control devices with P behavior with unreasonably high control deviations or instability as a result too large loop gain are to be expected. An integral part part in the controller leads to structural instability. With PD Regulations there is a permanent deviation, which not due to the changing loop gain in the process remains constant. The latter is affected by the changing parameters the unwinder, such as diameter, width and specific Density of the unwinding roll, speed and temperature dependent The friction coefficient of the brake is affected. A changing one permanent control deviation shifts the stationary position of the Pendulum roller and thus narrows the control reserve. this leads to unsatisfactory regulation of disturbance variables for large roles impact, in an emergency stop, in the automatic roll change u. a. The result is impermissible web tension fluctuations that lead to Quality defects in the products of the railway processing companies Machine as well as to web breaks with machine downtimes and Waste.

Um die oben beschriebenen Mängel zu beseitigen bzw. zu minimie ren, betreiben andere Anordnungen, über das einfache Modell einer einschleifigen Regelung hinausgehend, einen erheblichen konstruk tiven Aufwand. So wird bei einer bekannten Abwickeleinrichtung (CH-PS 5 96 604) das Bremsmoment der Abwickelrolle nach derem momentanen Durchmesser und der Stellung der Pendelwalze geregelt. Dabei wird der momentane Durchmesser mit einer aufwendigen Schal tung ermittelt und das entsprechende Signal in einer weiteren Schaltung mit dem Signal der Stellung der Pendelwalze summiert. Das letztgenannte Signal wird nach einer progressiven Kennlinie bezüglich der Auslenkung aus der Nullage erzeugt. Dadurch wird bei niedriger Schleifenverstärkung in der Nähe der Mittelposition der Pendelwalze zwecks Verbesserung der Stabilität des Systems die Verstärkung reduziert. Die Anordnung ist infolge des erhöhten Schaltungsaufwandes kostenaufwendig. Außerdem wird die Kennlinie des Pendelwalzensignals von einer kostspieligen mechanischen Kurve verkörpert. Dabei ist weiterhin nachteilig, daß die Charak teristik der Kennlinie nicht verändert werden kann. Auch wird die Regelanordnung nicht an die variablen Prozeßbedingungen Rollen dichte und -breite sowie Reibwert der Bremse der Abwickelrolle angepaßt, womit die Regelgüte beeinträchtigt wird und sich die bereits genannten Mängel einstellen.In order to eliminate or minimize the defects described above ren, operate other arrangements, on the simple model of a single loop regulation going, a considerable construct tive effort. This is the case with a known unwinding device (CH-PS 5 96 604) the braking torque of the unwinding reel after that current diameter and the position of the pendulum roller. The current diameter with an elaborate scarf device determined and the corresponding signal in another Circuit summed with the signal of the position of the pendulum roller. The latter signal is based on a progressive characteristic generated with respect to the deflection from the zero position. This will with low loop gain near the middle position the pendulum roller to improve the stability of the system the gain is reduced. The arrangement is increased due to the Circuit expenditure is expensive. In addition, the characteristic of the pendulum roller signal from an expensive mechanical Curve embodied. Another disadvantage is that the Charak characteristic of the characteristic cannot be changed. Also the Control arrangement does not roll to the variable process conditions density and width as well as friction coefficient of the brake of the unwinding roll adjusted, which affects the control quality and the Stop the deficiencies already mentioned.

Bei wieder einer anderen Regelanordnung für einen Rollenträger (EP-Anm. 18 555) wird die optimale Reglerverstärkung mittels eines Rechners aus einem während des Hochlaufs der neuen Rolle bestimmten Anfangswert des Trägheitsmomentes und dem momentanen Radius des Wickels ermittelt. Diese Anordnung ist infolge ihres Schaltungsaufwandes, wie Einrichtungen für die Durchmesserermitt lung, Schaltung zur Trägheitsmomentbestimmung, Rechner und mehre re Regler, kostenaufwendig.With yet another control arrangement for a roller carrier (EP-Note 18 555) is the optimal controller gain by means of a computer from one during the start-up of the new role certain initial value of the moment of inertia and the current one Radius of the winding determined. This arrangement is due to their Circuit effort, such as devices for diameter determination development, circuit for determining the moment of inertia, computer and more re controller, expensive.

Aim of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine kostengünstige Regelanord nung zu erstellen, die Voraussetzungen schafft, die abgewickelte Bahn in der Verarbeitungsmaschine wirtschaftlich und unter Erzie lung einer guten Qualität zu verarbeiten.The invention pursues the goal of an inexpensive control arrangement to create the conditions that create the conditions Track in the processing machine economically and under education processing good quality.

State the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelanordnung für Abwickeleinrichtungen für Bahnen mit einem PD-Regler, der aus gangsseitig mit einer Bremseinrichtung der Abwickelrolle in Ver bindung steht, sowie mit einem Vergleichsglied, auf das ein Meßwertgeber für die Lage der Pendelwalze und ein Sollwertgeber geführt sind, zu schaffen, die kostengünstig erstellbar ist und ohne das Erfordernis von Anpaßmaßnahmen an variable, die Kreis verstärkung beeinflussende Parameter keine bleibende Regelabwei chung der Pendelwalze aufweist. Das wird erreicht, indem erfin dungsgemäß der Meßwertgeber für die Lage der Pendelwalze außerdem unter Zwischenschaltung eines Multipliziergliedes mit dem Eingang des PD-Reglers verbunden ist und auf das Multiplizierglied wei terhin der Ausgang eines Integrators geführt ist, auf dessen Eingang das Vergleichsglied geschaltet ist. Dabei bewirkt der Integrator nach einer linearen, in der Steilheit von der Größe der Abweichung abhängigen Funktion eine Änderung der Verstärkung des PD-Reglers, wodurch bei guter Regeldynamik eine bleibende Regelabweichung der Pendelwalze unterbunden wird. Hierzu braucht die Anordnung nicht an die Kreisverstärkung beeinflussende Para meter, wie Durchmesser und Breite der Abwickelrolle, Dichte der Bahn oder Veränderungen des Reibwertes der Bremse der Abwickel rolle angepaßt zu werden. Entsprechend erübrigen sich kostspieli ge Meßvorrichtungen für diese Parameter, abgesehen davon, daß z. B. eine Reibwertänderung schwierig erfaßbar ist. Schließlich ist die Regelanordnung selbst aus einfachen Bauelementen aufgebaut und dadurch kostengünstig erstellbar. The invention has for its object a control arrangement for Unwinding devices for webs with a PD controller that out on the aisle side with a braking device of the unwinding roller in Ver bond, as well as with a comparator, on the Sensor for the position of the pendulum roller and a setpoint device are led to create that is inexpensive to produce and without the need for adaptation to variable, the circle parameters influencing amplification no permanent rule deviation Chung the pendulum roller. This is achieved by inventing according to the sensor for the position of the pendulum roller also with the interposition of a multiplier with the input of the PD controller and is connected to the multiplier thereafter the output of an integrator is guided, on the Input the comparator is switched. Thereby the Integrator after a linear, in the slope of the size the function dependent on the deviation a change in the gain of the PD controller, which means that with good control dynamics, a permanent one Control deviation of the pendulum roller is prevented. This needs the arrangement does not affect the loop gain meters, such as diameter and width of the unwinding roll, density of the Path or changes in the coefficient of friction of the brake of the unwinder role to be adjusted. Accordingly, there is no need for expensive Ge measuring devices for these parameters, apart from the fact that z. B. a change in the coefficient of friction is difficult to detect. Finally is the control arrangement itself constructed from simple components and therefore inexpensive to produce.

Embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Abwickel einrichtung mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung im Blockschaltbild.The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment are explained. The accompanying drawing shows an unwind device with the control device according to the invention in a block diagram.

Die nicht im Detail dargestellte Abwickeleinrichtung enthält eine Wickelrolle 1, von der die Bahn 2 abgezogen wird. Letztere passiert anschließend eine Pendelwalze 3, die mit einem Meßwertgeber 4 für deren Lage gekoppelt ist. Der Meßwertgeber 4 steht einmal unter Zwischenschaltung eines Multipliziergliedes 5 mit dem Ein gang eines PD-Reglers 6 in Verbindung. Weiterhin ist der Meßwert geber 4 auf den Istwerteingang eines Vergleichsgliedes 7 geschal tet, dessen Sollwerteingang mit einem Sollwertgeber 8 und dessen Ausgang mit einem Integrator 9 verbunden ist. Letzterer steht ausgangsseitig mit einem weiteren Eingang des Multipliziergliedes 5 in Verbindung. Der Ausgang des PD-Reglers 6 ist auf eine Bremse 10 der Wickelrolle 1 geführt.The unwinding device, not shown in detail, contains a winding roll 1 , from which the web 2 is drawn off. The latter then passes through a dancer roller 3, which is coupled to a transducer 4 for the position. The transmitter 4 is once with the interposition of a multiplier 5 with the input of a PD controller 6 in connection. Furthermore, the measured value transmitter 4 is switched to the actual value input of a comparator 7 , whose setpoint input is connected to a setpoint generator 8 and whose output is connected to an integrator 9 . The latter is connected on the output side to a further input of the multiplier 5 . The output of the PD controller 6 is fed to a brake 10 of the winding roll 1 .

Beim Abwickeln der Bahn 2 von der Wickelrolle 1 wird die Bahn spannung mittels der Regelanordnung konstant gehalten. Die gewün schte Sollage der Pendelwalze 3 wird am Sollwertgeber 8 einge stellt. Auf die Kreisverstärkung beeinflussende Parameteränderun gen, wie z. B. die Abnahme des Durchmessers und damit die Abnahme des Massenträgheitsmomentes der Wickelrolle 1, reagiert die Pen delwalze 3 mit einer Auslenkung aus der Sollage. Das der Lage der Pendelwalze 2 entsprechende Signal wird vom Meßwertgeber 4 er zeugt und dem Multiplizierglied 5 zugeführt. Das Signal wird weiterhin im Vergleichsglied 7 mit dem Sollwert verglichen. Das dabei erhaltene Differenzsignal wird im Integrator 9 integriert. Das integrierte Signal wird dem Multiplizierglied 5 zugeführt und mit dem Signal für die Lage der Pendelwalze 3 multipliziert. Das Ausgangssignal des Multipliziergliedes 5 wird dem PD-Regler 6 zugeführt. Dieser steuert hierauf mit einem durch Änderung seiner Verstärkung entsprechend geregelten Ausgangssignal die Bremse 10 an, die daraufhin mit dem zugehörigen Bremsmoment an der Wickel rolle 1 die Sollagestellung der Pendelwalze 3 realisiert.When unwinding the web 2 from the winding roll 1 , the web tension is kept constant by means of the control arrangement. The desired target position of the pendulum roller 3 is set at the set point 8 . On the loop gain influencing parameter changes such. B. the decrease in diameter and thus the decrease in the moment of inertia of the winding roll 1 , the Pen delwalze 3 responds with a deflection from the target position. The signal corresponding to the position of the pendulum roller 2 is generated by the transducer 4 and supplied to the multiplier 5 . The signal is further compared in the comparator 7 with the target value. The difference signal obtained is integrated in the integrator 9 . The integrated signal is fed to the multiplier 5 and multiplied by the signal for the position of the pendulum roller 3 . The output signal of the multiplier 5 is fed to the PD controller 6 . This then controls the brake 10 with a correspondingly regulated output signal by changing its amplification, which roll 1 then implements the desired position of the pendulum roller 3 with the associated braking torque on the winding.

Im Ausführungsbeispiel greift die Bremse an der Spindel der Wickelrolle an. Die Erfindung ist ebenso anwendbar, wenn die Bremskraft am Umfang der Wickelrolle wirkt. Auch kann die Brems funktion z. B. in einem im Vierquadrantenbetrieb arbeitenden Antrieb der Wickelrolle integriert sein. Weiterhin ist die Erfin dung auch in einem Rechner realisierbar, was besonders vorteil haft ist, wenn die Abwickeleinrichtung an sich bereits mit einem solchen ausgestattet ist.In the exemplary embodiment, the brake engages the spindle of the Winding roll on. The invention is also applicable when the Braking force acts on the circumference of the winding roll. The brake can also function z. B. in a four-quadrant mode Drive of the winding roll to be integrated. Furthermore, the Erfin can also be implemented in a computer, which is a particular advantage is liable if the unwinding device itself with a is equipped.

Claims

Control arrangement for unwinding devices for webs with a PD controller, which is connected on the output side to a braking device of the unwinding reel, and with a comparison element, on which a sensor for the position of the pendulum roller and a setpoint sensor are guided, characterized in that the sensor ( 4 ) for the position of the pendulum roller ( 3 ) is also connected with the interposition of a multiplier ( 5 ) to the input of the PD controller ( 6 ) and on the multiplier ( 5 ) the output of an integrator ( 9 ) is guided, on the latter Input the comparator ( 7 ) is switched.