FI80432B - Foerfarande foer att styra en rullningsmaskin. - Google Patents

Description

1 80432

MENETELMÄ RULLAIMEN TOIMINNAN OHJAAMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR ATT STYRA EN RULLNINGSMASKIN

Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään rullaimen toiminnan 5 ohjaamiseksi.

Paperitehtaitten asiakkaat ostavat tavallisesti valmiita paperirullia, joiden arkinpituus tai halkaisija taataan. Kaupallisesti on saatavana ohjauslaitteita, jotka pysäyttävät rullaimen ennalta-asetetun arkinpituuden , mutta ei 10 jonkin nimenomaisen rullanhalkaisijan kohdalla. Tavanomai sissa pituuteen perustuvissa ohjauslaitteissa ei myöskään ole rullaimen hidastumisen suljetun silmukan ohjausta ja niissä käytetään sen sijaan kaksiasentopysäyttämistapaa. Rullaimen hidastuminen alkaa alussa asetetusta pisteestä 15 käytöstä riippuvalla nopeudella ja jatkuu johonkin ennalta- asetettuun alhaiseen nopeuteen. Rullain käy sitten tällä alhaisella nopeudella toiseen tai 1opul1iseen pysähtyrnispis-teeseen saakka. Tällä menetelmällä voidaan saavuttaa tarkka arkinpituuden säätö, mutta se edellyttää pitempää pysäy-20 tysaikaa.

Rullaimen ohjausmenetelmä, joss käytetään takaisinkytkettyä hidastuvuuden säätöä, tunnetaan FI-patenttijulkaisusta 69040. Jagenberg-Werke AG. Tässä ohjausmenetelmässä rullaus ohjataan pysähtymään rullattavan rainan ennalta valitun 25 tavoitepituuden saavuttamiseksi käyttämällä kahta hidas- tusastetta, joista toinen on hieman suurempi kuin haluttu hidastuvuus ja toinen hieman pienempi kuin haluttu hidastuvuus. Rullausta ohjaava laskinlaite vaihtaa hidastuvuutta jatkuvasti kahden arvon välillä ennakoimansa rullanpituu-30 den perusteella siten, että rullaus voidaan pysäyttää 2 80432 mahdollisimman tarkasti rainan halutun tavoitepituuden kohda11a.

FI-kuulutusjulkaisussa 71 912, ASEA, on käsitelty rullattavan rainan pituudenmittausta rullattavan rainan kat-5 ketessa poistettavan rainanpituuden huomioonottamiseksi. Rullattavan rainan pituuden mittausta korjataan rainan katketessa siten, että pituuden mittausta jatketaan vasta rullan kehän pituuden saavutettua uudelleen katkeamishet-kellä vallinneen arvon.

10 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa edellä esitettyä tekniikkaa, jossa rullain voidaan ohjata pysähtymään automaattisesti tietyllä rainan pituudella ja rainan katketessa poistettavat kierrokset kompensoidaan mittauksessa siten, että rullaus voidaan ohjata pysähty-15 mään valinnaisesti joko rullan tavoitepituuden ja tavoi-teha 1 kai sijan kohdalla. Keksinnön tarkoituksena on lisäksi esittää menetelmä, joka soveltuu toteutettavaksi edullisesti prosessoritekniikai 1 a.

Tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki -20 osassa esitettyjen toimenpiteiden avulla. Ohjausmenetel mässä syötettyyn tavoiteinformaatioon sisältyy siten rullattavan rainan paksuustieto. Keksinnön mukaan tietokone käyttää rainan paksuustietoa ensinnäkin rullan ennakoidun pysäytysha 1 kai sijan määräämiseen patenttivaatimuk-25 sen 1 ensimmäisen lausekkeen mukaan hidastuvuuden avulla joka tapauksessa laskettavan pituuden perusteella ja toisaalta rainan katkettua poistetun pituuden määräämiseen vaatimuksen 1 toisen lausekkeen mukaan.

li 3 80432

Halkaisijasta riippuvassa ohjauksessa tekee pysähtymis-matka yhdessä paperin paksuuden kanssa siten mahdolliseksi pysäytyshalkaisi jän laskemisen. Inkrementaalisen pituuden ja inkrementaalisen halkaisijan välistä suhdetta 5 käytetään laskemaan arkin katkeamisen jälkeen pois jääneen paperin määrää. Arkin katkeamishetkel1ä menee senhetkinen halkaisija muistiin ja kun kelaus jatkuu (poistamisen ja liittämisen jälkeen), lasketaan päivitetty halkaisija. Tietokone säätää automaattisesti näihin tie-10 töihin perustuvan kumulatiivisen pituuden.

Pituudesta riippuvassa pysäytyksessä ottaa tietokone syöttöinä vastaan signaalipuisseja rumpunopeusmittarista (500 pulssia/kierr.), rullanopeusmittäristä (1 pulssi/ kierr.) sekä kolme tilalippua, nimittäin arkin katkeaminen, 15 ajo ja poisto, ohjelmoitavasta ohjauksesta, esimerkiksi ohjelmoitavasta AI 1en-Bradley PLC-2-ohjauksesta. Rumpu-nopeusmittarin pulssit kootaan laskuriin 0 (16 bittiä) tietokoneessa, esimerkiksi Intel ISBC 80/24 tietokoneessa. Ohjelmistolaskuri (16 bittiä) on linkitetty laskuriin 0, 20 niin että voidaan tallentaa 4,300 x 10 1ukemaa.

Rul1anopeusmittarin pulssit syötetään tietokoneeseen ensimmäisenä keskeytyksenä (kun tietokone kuittaa tämän keskeytyksen, se laskee edellisestä rul1anopeusmittarin keskeytyksestä lisääntyneet rumpupulssit). Sen vuoksi laskee 4 80432 tämä rutiini olennaisesti rumpunopeusmittarin suhteen rul-1anopeusmittarin taajuuteen. Yhdessä ohjelmarummun halkaisijan kanssa antaa tämä suhde tiedon kelatun rullan halkaisijasta päivitettynä jokaisella kelatulla paperikerrok-5 sella.

Tavoitepituus tai -halkaisija syötetään ohjauspulpetilla olevien peukalopyöräkytkimien avulla. Myös rummun halkaisija syötetään apupiirilevyllä olevien binäärikoodattujen desimaalikytkimi en (BCD) avulla. Paperin paksuus syötetään 10 rul1arakennetietokoneeseen liitetyn näppäimistön kautta ja ohjataan sen jälkeen pituuspysäytystietokoneeseen. Paksuutta tarvitaan arvioitaessa arkin katkeamisen jälkeen poistuneita kerroksia vastaava määrä. Nämä asetuskohdat luetaan vain alustuksen aikana (aloitettaessa uusi rivi).

15 Tietokone tulostaa kelatun rullan halkaisijan sekä a kkumu- latiivisen pituuden ohjauspulpetille asennettujen valodiodi-näyttöjen (LED) käyttämiseksi. Muut tulostukset käsittävät hidastuvuuslipun, pysäytyslipun ohjelmoitavaan ohjaukseen ja vetoon sekä kerros 1 a skenta1ipun rul1arakennetietokonee-20 seen tiheyden laskemista varten.

Keksinnön eräässä nimenomaisessa suoritusmuodossa suljetun silmukan ohjausta varten on näytenopeus puoli sekuntia. Näyte-nopeuskello on Intel ISBC 80/24-tietokoneen laskuri (laskuri 1). Lähtölaskennassa se kehittää toisen keskeytyksen, 25 joka herättää rutiinin, joka pinoaa kumulatiivisen rumpu- nopeusmittarin lukeman viimeiseen näytelukemaan ja lukee sitten senhetkisen kumulatiivisen rumpunopeusmittarin lukeman laskurista 5.

Ohjelmoitavasta ohjauksesta tuleva arkinkatkeamissignaa-30 li estää rumpunopeusmittarin puisiin laskemisen ja rulla-nopeusmi tta ri n pulssi keskeyttää, niin että kelatun rullan halkaisija ja kumulatiivinen pituus jäävät näytöille. Tietokone tallentaa muistiin myös rullan senhetkisen halkaisijan ja nostaa sisäisen arkinkatkeamislipun.

5 80432

Ohjelmoitavasta ohjaimesta tuleva ajosignaali sallii rum-punopeusmittarin ja rul1anopeusmittarin laskun, alkaen siten jälleen kumulatiivisen pituuden ja kelan halkaisijan päivityksen.

5 Ohjelmoitavasta ohjaimesta tuleva poistosignaali alustaa pituuspysäytystietokoneen. Rullan halkaisijan ja pituuden näytöt nollataan. Tavoitepituus tai -halkaisija sekä paperin paksuus syötetään seuraavaa rullaa varten.

Keksinnön muut päämäärät, piirteet ja edut, sen organisaa-10 tio, konstruktio ja toiminta selviävät parhaiten seuraa- vasta yksityiskohtaisesta selityksestä, joka liittyy oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 on etukuva pituuskatkaisu/halkaisijakatkaisu ohjauksen ohjaustaulusta, johon kuuluu pituuden ja halkaisi-15 jän näyttö, kooderisyöttö pituutta varten sekä sisäistuk-kala i tteen anturi.

Kuvio 2 on 1ohkopiirikaavi o tämän keksinnön mukaan konstruoidusta ohjauksesta.

Kuvio 3 on vuokaavio, joka esittää kuvion 2 piirin toi-20 mintaa.

Kuvio 4 on kaavamainen piirikaavio olemassaolevan vedon-ohjauksen muunnoksesta kaksiasentotoimintaa varten.

Kuvio 5 on diagrammi1ius ka, joka tallentaa vetonopeuden sekä hidastumisnopeuden muutoksen.

25 Viitaten kuvioihin 1 ja 2 esitetään niissä ohjauskanavan ja järjestelmän lohkokaavio. Ohjaustaulu 10 käsittää useita ohjauselementtejä tai osoittimia, mukaanluettuna arkin pituuden näyttö 14, kelatun halkaisijan näyttö 16, halkaisi ja/pituusval intakytkin 18, pituudenasetuskytkimet 12 se-30 kä sisäistukan anturi (osoitin) 20, joka voi samalla olla käyttökytki n.

6 80432

Kuviossa 2 esitetään ohjausjärjestelmän käsittävän tau-lukytkimet 12 ja rummun halkaisijan vaiintakytkimet 30, jotka molemmat kytkinsarjat on yhdistetty haikaisija/pi-tuuskytkimeen 18. Taulukytkimet 12 voivat myös vaihtoeh-5 toisesti toimia rumpuhalkaisijakytkiminä kuvion 1 etulevyllä käyttämällä kytkintä 18.

Kuvion 2 vasemmalla puolella esitetään ohjattava ohjain 22, esimerkiksi edellä mainittu AI 1en-Bradley PLC-2 ohjain, joka antaa kolme signaalia, nimittäin EJECT, 10 SHT.BRK.ja RUN. Myös rumpunopeusmittari 24 ja rullanopeus-mittari 26 esitetään. Ohjelmoitava ohjain 22 sekä nopeusmittarit 24 ja 26 on liitetty syötöillä E ja INH varustettuun esto-ohjauksen käsittävään apupiirilevyyn 28 tai sen kautta. EJECT-signaali menee suoraan apupiiri1evyn 15 28 kautta RST mikrotiekoneessa 34, esimerkiksi edellä mai nitussa INTEL ISBC 80/24-tietokoneessa olevaan syöttöön. SHT.BRK.-signaali on liitetty mikrotietokoneen 34 esto-ohjaukseen 32 ja keskeytyssyöttöön INT4. Esto-ohjain 32 antaa signaalin mikrotietokoneen 34 laskuriin tai ajasti-20 meen 0 sekä keskeytyssignaalin mikrotietokoneen 34 syöttöön INTI .

Mikrotietokone kehittää edellä mainitut tulostukset, erityisesti tulostukset rullan halkaisijan näyttöön 16 ja pituuden näyttöön 14 sekä tulostuksen vedonohjaimeen um-25 pisilmukan täydentämiseksi takaisin ohjelmoitavan ohjaimen 22 ja nopeusmittareiden 24 ja 26 kautta.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty järjestelmä ja kuvion 4 piiri toimivat kuvion 3 vuokaavion mukaan sekä keksinnön edellä esitetyn tietokoneohjelman mukaan.

30 Tarkemmin sanottuna laskee päätietokone alustuksen jälkeen jatkuvasti nopeuden senhetkisen ja viimeisen nopeusmi ttari 1 ukeman erosta ja ohjelmoidusta näytenopeudesta. Ennakoitu pysäytysmatka lasketaan nopeudesta ja vedon hidastumisnopeudesta. Jos arvioidun pysäytysnopeuden ja 7 80432 kumulatiivisen pituuden summa on suurempi kuin tavoitepi-tuus, nousee hidastuslippu. Sen jälkeen kun veto on saanut tämän signaalin tulostuksesta, se kytkee ohjelmoitua suuremmalle hidastusnopeudel1 e, mikä esitetään kuviossa 4.

5 Tämä kytkeminen saa nopeuden laskemaan alle ennakoidun arvon joissain myöhemmässä näytteessä. Siitä on seurauksena, että juuri laskettu pysäytysmatka on ennakoitua pienempi, hidastumislippu laskee ja veto kytkee takaisin ohjelmoitua arvoa alemmalle hidastumisnopeudel1 e . Nopeuden muutok- 10 sen nopeus laskee ja sitä seuraava pysäyttämismatkan laskeminen nostaa jälleen hidastumislipun. Johtuen hidastu-mislipun ensimmäisen nousun yhteydessä tapahtuvasta aikaviiveestä vedossa, ohjelmoidaan aikaennakkokerroin kompensoimaan tämä järjestelmän ainutkertainen toimintaviive.

15 Hai kaisijaohjauskokoonpanossa lasketaan ennakoitu pysäyt-tämishalkaisi ja pysäyttämismatkasta. Mahdollisesta arkin katkeamisen jälkeen poistuneiden kerrosten ottamiseksi huomioon käytetään paperin paksuutta, arkin katkeamista edeltäneen viimeisen rullanhalkaisija-arvoa ja uudelleen 20 käynnistämisen jälkeistä uutta halkaisijaa hidastumismatkan laskemiseen. Seuraavassa esitetään kaavat eri laskelmille, jotka perustuvat yhtälöön D = V2/2a jossa D on matka, V on nopeus ja a on hidastumisnopeus.

25 Pysäytysmatka voidaan laskea Fortran-kie1 en perusteella seuraavasti D = (nopeus ** 2)/2 * a.

Pysäytyshalkaisi ja voidaan laskea seuraavan kaavan mukaan D (NT) = . y2 + D2 [(N-1 )fjj»1/2 30 jossa V £(N-1)t] on rullan nopeus m/s laskettuna viimeisestä näytteestä; 8 80432 D £( N - 1) τ) on rullan halkaisija mm:ssä viimeisen näytteen kohdalla; D(NT) on pysäytyshalkaisi ja mmrssä sen hetkisen näytteen kohdalla, c on paperin paksuus mm:ssä, ja . 2 5 a on hidastumisnopeus m/s .

Perustuen rumpunopeusmittarin lukemaan 500 p/kierr voidaan rumpunopeusmittarin vähennyslukema laskea suhteesta

Act = 500 (d^ - Dj)/96c jossa ACT on aleneva rumpunopeusmittarin lukema; 10 on viimeinen halkaisija ennen arkin katkeamista, ja

Dj on uusi halkaisija arkin katkeamisen jälkeen.

Rumpunopeusmittarin erotuskyky on 1/500 eli 0,2%. Sen vuoksi on kerrosten erotuskyky (rullan halkaisija) x 0,2% 15 2c

Esimerkiksi 75 cm:n rullalle ja 0,05 mm:n paperin-paksuudelle on erotuskykyvirhe 15 kerrosta, 36 metriä. Virhe kokonaispituudessa on 0,2% viimeisestä kerroksesta. Siten on virhe 150 cm:n rullalle vain 10 cm.

20 Viitaten kuvioon 4 esitetään siinä olemassaolevan vedon-ohjauksen muunnos, jossa olemassaoleva vedonohjaus käsittää vertai 1ujännitteeseen liitetyn säätövastuksen 38 ver-tailunopeuden aikaansaamiseksi vastuksen 40 ja vahvistimen 42 kautta, jossa on takaisinkytkentäkondensaattori 25 44. Piirissä kehittyy vertai1unopeus ulostulossa 52. Hi dastuin isnopeuden muuttamiseksi on analogisia ohjauspiirejä käyttävissä vedoissa, kuten tässä piirissä, tavanomaista säätää nopeudenvertai1uin tegraattoriin syötettyä jännitettä. Silloin voidaan hidastuvuutta helposti vaih- 9 80432 taa kahden nopeuden välillä muuttamalla integraattorin aikavakiota. Tämän piirin tässä muunnoksessa se voidaan saada helposti aikaan kytkemällä toinen vastus 46 rinnan vastuksen 40 kanssa mikrotietokoneen 34 hidastumis-5 ohjaimen 36 ohjaamien relekoskettimien 48 ja relekäämin 50 avulla.

Tämä järjestelmä on konstruoitu ja sitä käytetään kuvion 5 diagrammi1iuskan mukaan, joka esittää vetonopeutta ja hidastuvuuden muutosta sarja-arkkipituudel 1 e 135 metriä 10 ja pysäytyspituudel 1 e 1427 metriä. Tämä ajo on tyypillinen. Voidaan huomata, että ajon aikaviive hidastamiskäs-kystä hidastumisen varsinaiseen alkuun on noin 2,5 s. Seuraavassa esitetään tulokset sarjasta peräkkäisiä ajoja eri arkinpituuksilla ja kelausnopeuksilla.

10 80432

KELAUSNOPEUS ASETETTU PITUUS TODELLINEN PITUUS VIRHE

(m/mi n) _(nO___(jn)_ (m) 600 1500 1498 -1,8 600 1500 1499 -1,5 5 450 900 897 -3 450 900 898 -2,1 1200 1800 1799 -1,5 900 1800 1798 -1,8 1200 1800 1800 -0,3 10 900 1800 1799 -0,9 1800 1800 1799 -1,5 1500 1800 1800 0 1200 1200 1200 0 1050 1200 1197 -3 15 Kuten mainittiin, toimii järjestelmä oheisen ohjelman sekä kuvion 3 vuokaavion mukaan.

Vaikka me olemme selittäneet keksintöämme viitaten sen nimenomaisiin valaiseviin suoritusmuotoihin, voi monelle tekniikkaan perehtyneelle ilmetä monia muutoksia ja muunnoksia ilman, että poiketaan keksinnön hengestä ja piiristä. Sen vuoksi on tarkoituksenamme tässä haettuun patenttiin sisällyttää kaikki sellaiset muutokset ja muunnokset, jotka kohtuudella ja oikein voidaan katsoa kuuluvan meidän tekniikkaan tekemämme myötävaikutuksen piiriin.

Claims (3)

11 80432

1. Menetelmä rainan rullaimen toiminnan ohjaamiseksi, jossa rullaimessa on kelausrulla, kantotela ja rullaimen käyttö, johon menetelmään sisältyy vaiheina: 5 rullattavan rainan pituuden ilmaisevan ta voiteinformaation tallentaminen, rullaimen käyttö rainan rullaamiseksi sille, rullan ja telan kierrosmäärien havaitseminen ja tallentaminen ja rullan kumulatiivisen pituuden laskeminen niistä, 10 toistuva näytteenotto telan kierrosten laskenta-arvoista ja telan sen hetkisen kierrosmäärän laskenta-arvon vertaaminen edelliseen 1askenta-arvonäytteeseen nopeuden määräämiseksi, rullaimen käyttäminen ensimmäisellä ja alemmalla, toisella hidastuvuudella sen pysäyttämiseksi halutun tavoitepituuden 15 kohdalla, ennakoidun pysäytysetäisyyden laskenta nopeudesta ja käytön hidastuvuudesta, ennakoidun pysäytysetäisyyden ja kumulatiivisen pituuden vertaaminen tavoitepituuteen, ja 20 rullaimen käytön käyttäminen mainitulla ensimmäisellä hidas tuvuudella, kun ennakoidun pysäytysetäisyyden ja kumulatiivisen pituuden summa on suurempi kuin tavoitepituus ja mainitulla alemmalla toisella hidastuvuudella, kun summa on pienempi kuin tavoitepituus, 25. u n n e t t u siitä, että tavoitei nformaation tallennus-vaiheessa tallennetaan tavoitehalkaisijainformaatio, johon sisältyy rainan paksuus ja ennakoitu pysäytysetäisyys lasketaan riippuvuudesta ,2 80 432 D(NT) = V.1.Pa"-OT] + missä v\(N-1)t3 on viimeisestä näytteestä laskettu nopeus yksikkönä m/s,

5 D[(N-,)T] on rullan halkaisija millimetreissä viimei sen näytteen kohdalla, D(NT) on pysäytyshalkaisi ja mm:ssä sen hetkisen näytteen kohdalla, c on rainan paksuus millimetreissä, ja 10. on ensimmäinen tai toinen hidastuvuus yk sikkönä m / s ^ ja että siinä tapauksessa, että raina katkeaa telan kierros-määrän vähennettävä 1 a skenta-arvo lasketaan riippuvuudesta ACT = n (D ^ - Dj) /96c 15 missä ACT on telan vähennettävä 1 a s kenta-arvo , n on telan 1 askentayksiköiden lukumäärä kier rosta kohti , on viimeinen halkaisija ennen rainan katkea-2 0 m i s t a , j a Dj on uusi halkaisija rainan katkeamisen jälkeen, ja vähennettävä pituus ACT vähennetään kumuloituneesta pituudesta poistetun pituuden kompensoimiseksi. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa käy- 13 80432 tössä esiintyy aikaviive, kun ensimmäistä hidastuvuutta käytetään ensimmäisen kerran, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheena ajan ennakoi nti kertoimen käyttämisen ensimmäisen hidastuvuuden ensimmäisen käyttökerran 5 aikaistamiseksi aikaviiveen kompensoimiseksi.