FR2488575A1

FR2488575A1 - Dispositif de mesure et de regulation de l'etirage d'une bande en mouvement

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Publication number: FR2488575A1
Application number: FR8017914A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-13
Filing date: 1980-08-13
Publication date: 1982-02-19
Also published as: FR2488575B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'AUTOMATISATION DE L'ETIRAGE DE BANDES DE MATERIAUX EN MOUVEMENT. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPORTANT UN CAPTEUR DE VITESSE LINEAIRE D'ENTREE DE LA BANDE ET UN CAPTEUR DE VITESSE LINEAIRE DE SORTIE DE LA BANDE EN LIAISON CINEMATIQUE AVEC CETTE BANDE, ET UN BLOC DE DIVISION RELIE ELECTRIQUEMENT AUXDITS DEUX CAPTEURS DE VITESSE LINEAIRE, ET EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE UNITE 4 DE CALCUL DE LA VALEUR D'ETIRAGE DE LA BANDE 2 EN MOUVEMENT, DONT UNE PREMIERE ENTREE EST ELECTRIQUEMENT RELIEE AU CAPTEUR 1 DE VITESSE LINEAIRE D'ENTREE DE LA BANDE, UNE DEUXIEME ENTREE EST RELIEE ELECTRIQUEMENT AU CAPTEUR 3 DE VITESSE LINEAIRE DE SORTIE DE LA BANDE, ET LA SORTIE, A LA COMMANDE DES CYLINDRES DE SORTIE 6. LE DISPOSITIF EN QUESTION TROUVE DES APPLICATIONS NOTAMMENT DANS LES INDUSTRIES CHIMIQUE, DES PNEUMATIQUES, TEXTILE, DE LA PAPETERIE, METALLURGIQUE.

Description

La présente invention concerne l'automatisation des processus technologiques et a notamment pour objet un dispositif de mesure et de régulation de l'allongement d'une bande en mouvement.

L'invention peut être utilisée avec succès pour contrt- ler et stabiliser l'étirage lors de la fabrication et du traitement de la bande en mouvement, par exemple d'un film plastique, d'une carcasse de pneumatique de papier, etc., et a trouvé une large application dans les industries chimiques, des pneumatiques, textile, de la papeterie, métallurgique et autres.

A l'heure actuelle existe un problème de mesure et, par conséquent, de commande de 1' étirage d'une bande en mouvement, qui influe notablement sur sa structure interne, ses propriétés physico-mécaniques et, enfin, sur la qualité du produit fini.

La commande la plus efficace de la déformation d'un produit en bande sur une portion de chatne de fabrication ne peut autre réalisée qu'en variant la vitesse des mécanismes d'entratnement.

A l'heure actuelle sont largement répandus les systèmes de régulation de la tension d'une bande sur la channe de fabrication par ce que la tension est un paramètre indirect qui caractérise l'étirage de la bande (Gamison R.A., "Tension controls for film winders", "Modern plastics",
Juillet, 1968.V.45, ne11, p.p.127-129).

Dans ce cas, les systèmes de régulation de la tension réalisent la commande sur les signaux soit d'un compensateur qui s'écarte (systèmes à boucles de compensation), soit sur l'intensité du courant de l'induit de l'électromoteur d'entrainement des cylindres de travail, soit directement sur le signal des détecteurs de tension, c'est-à-dire, en fonction du paramètre réglable, ces systèmes de régulation se subdivissnt en ceux à appui mobile des capteurs de tension et ceux à appui fixe des capteurs de mesure d'efforts (King G. "Tension control methods for winding problems". "Electromechanical Design" 1963, n"9, p.p.44,45).

Les principaux inconvénients des dispositifs décrits sont une dépendance non univoque entre la tension et l'étirage en cas de déformation non élastique de la bande, et la nécessité de réajuster le système de régulation de la tension lors de la variation des caractéristiques physicomécaniques de la bande.

Une solution partielle àce problème réside dans l'utilisation d'autres systèmes indirects de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande, par exemple suivant le rapport des-vitesses des deux moteurs des cylindres de service du tronçon examiné.

Il existe un dispositif de mesure de l'étirage d'une bande (cf. le brevet des E.U.A. nO 3870214, classe 226-34, 1975), qui comporte, sur un tronçon de channe de fabrication, des capteurs de vitesses d'entrée et de sortie et un bloc de division dont les entrées sont reliées à des capteurs de vitesse et dont la sortie sert de sortie au dispositif.

Ledit dispositif permet mesurer avec une haute précision le rapport des vitesses de rotation des deux moteurs.

Toutefois, l'étirage de la bande est égal à la différence relative des vitesses d'entrée et de sortie seulement en régime stationnaire, ce qui permet d'évaluer l'étirage de la bande tendue en mouvement seulement en ce régime stationnaire. C'est pourquoi, si on ne tient pas compte des processus transitoires, par exemple lors de l'accélération et du freinage de la ligne de fabrication, l'erreur de mesure peut atteindre 150 à 200%.

Dans les conditions réelles des processus technologiques de fabrication et de traitement des bandes sur les lignes de fabrication, la bande est constamment soumise à différentes contraintes dAes aux groupes de a ligne et pour réaliser la mesure de l'étirage il faut prendre en considération la dynamique du processus d'étirage.

Une solution radicale à ces problèmes, reliée à une mesure précise et à une bonne régulation de l'étirage d'une bande en mouvement, consiste à créer des systèmes de contrôle direct de l'étirage, qui mesurent la valeur directe de l'étirage à chaque moment.

L'invention vise donc un dispositif de mesure et de régulation, à tout moment, de l'étirage de la bande en mouvement, qui, par suite de l'introduction d'un bloc de calcul de la valeur d'étirage de la bande en mouvement, qui simule constamment la dynamique de la déformation de cette bande, assurerait une haute précision de mesure et le maintien d'un étirage déterminé de la bande en mouvement.

Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif de mesure et de régulation d'une bande en mouvement, sur un tronçon situé entre des cylindres d'entrée et de sortie et mis en rotation par des commandes électriques individuelles, qui comporte un capteur de vitesses linéaire d'entrée de la bande et un capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande, ces capteurs se trouvant en liaison cinématique avec cette bande, et un bloc de division électriquement relié aux deux capteurs de vitesse linéaire, ledit dispositif étant, suivant l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de calcul de la valeur d'étirage de la bande en mouvement, dont une première entrée est électriquement reliée au capteur de vitesse linéaire d'entrée de la bande, une deuxième entrée est électriquement reliée au capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande, et dont la sortie est branchée sur la commande des cylindres de sortie.

Il est utile que dans le dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement, l'unité de calcul comporte un intégrateur et un bloc de soustraction mis en série, une première entrée de l'intégrateur étant électriquement reliée à la sortie du capteur de vitesse linéaire d'entrée de la bande, et la sortie du bloc de soustraction étant reliée à une première entrée d'fun bloc de division dont une deuxième entrée est reliée à a sortie de l'intégrateur et, à travers un bloc de mutiplication, à une deuxième entrée de 1'intégrateur, tandis qu'une deuxième entrée du bloc de multiplication est branchée sur le détecteur de vitesse linéaire de sortie de la bande, et la sortie du bloc de division est reliée-à l'entrée de la commande des cylindres de sortie à travers un bloc de comparaison de la valeur d'étirage calculée avec celle assignée.

Ceci permet de simuler constamment, durant le mouvement de la bande, la dynamique du processus et, par conséquent, de la contrtler, c'est-à-dire d'évaluer l'étirage de la bande en mouvement compte tenu des processus transitoires dus aux différentes contraintes, ainsi que durant l'accélération et le freinage de la ligne de fabrication.

Il est également utile que les capteurs de vitesse linéaire de ia bande en mouvement soient numériques, que l'intégrateur et le bloc de soustraction soient réalisés sous forme d'un compteur réversible et d'un additionneur dont le nombre de bits correspond au-nombre de bits du compteur réversible, la sortie de chaque bit étant branchée sur l'entrée du bit respectif de l'additionneur, que le bloc de division soit réalisé sous la forme de deux compteurs d'impulsions mis en série, les entrées du compteur bidirectionnel étant branchées sur les capteurs de vitesse numériques à travers des convertisseurs "code-fréquence", et les sorties de l'additionneur étant également branchées sur les entrées respectives du bloc de division à travers d'autres convertisseurs "code-fréquence", les convertisseurs "code-fréquence" reliés aux capteurs numériques de vitesse linéaire d'entrée et de sortie de la bande étant réalisés réglables et remplissant la fonction du bloc de multiplication.

Ceci permet d'élever notablement la précision statique de mesure de l'étirage de la bande en mouvement à cause des avantages des systèmes de mesure numériques, parce que la différence entre les vitesses linéaires à l'entrée et à la sortie d'un tronçon technologique est très faible et est commensurable avec l'erreur de mesure des capteurs de vitesse analogiques.

Il est désirable que les capteurs de vitesse linéaire de la bande en mouvement soient réalisés fréquentiels, que dans ce cas l'intégrateur et le bloc de soustraction soient réalisés sous la forme d'un compteur réversible accumulateur dont chaque entrée est branchée sur un circuit logique "ET" respectif, une entrée de chaque circuit logique "ET" étant branchée sur le capteur respectif de vitesses linéaire de la bande, et leurs deuxièmes entrées sont réunies et sont branchées, à travers un diviseur de fréquence, sur un générateur 'd'impulsions de mesure ; que le bloc de multiplication comporte un compteur d'impulsions sur lequel est branché un circuit logique "OU" dont la première entrée est reliée au générateur d'impulsions de mesure, la sortie du compteur d'impulsions étant reliée à une entrée supplémentaire d'un des circuits logiques "ET" relié au capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande en mouvement, les entrées de bits du compteur d'impulsions étant reliées aux sorties directes des bits respectifs du compteur réversible accumulateur, et que le bloc de division comporte un compteur d'impulsions auxiliaires dont l'entrée est branchée à travers son propre diviseur d'impulsions sur un générateur d'impulsions auxiliaires relié à son tour aux entrées réunies des circuits "ET", la sortie du compteur d'impulsions auxilaires étant branchée sur l'entrée du générateur d'impulsions de mesure et les entrées de bits du compteur d'impulsions auxiliaires étant reliées aux sorties d'inversion des bits respectifs du compteur réversible accumulateur, le bloc de division comprenant aussi un compteur d'impulsions du bloc de multiplication et, à cet effet, une autre entrée du circuit logique "OU" étant branchée sur le générateur d'impulsions auxiliaires, et la sortie dudit compteur d'impulsions étant branchée sur 1' entrée du bloc de comparaison.

Ceci assure une simplification notable du schéma du dispositif et, par conséquent, une élévation de sa fiabilité, ainsi qu'une réduction de son encombrement, ce qui permet de créer un dispositif de mesure de l'étirage d'une bande en mouvement tant fixe que portatif.

Il est également désirable de munir le dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement d'un capteur de vitesse auxiliaire en liaison cinématique avec le cylindre contourné par la bande en mouvement et relié électriquement à l'une des entrées de l'unité de calcul de la valeur d'étirage de la bande en mouvement.

Ceci permet de mesurer et de contrôler constamment la valeur du glissement de la bande en mouvement par rapport au cylindre considéré.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le schénasynoptique d'un dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement, selon l'invention
- la figure 2 représente le schéma synoptique d'une variante d'exécution de l'unité de calcul, selon l'invention
- la figure 3 représente le schéma synoptique d'une autre variante d'exécution de l'unité de calcul, selon l'invention
- la figure 4 représente le schéma synoptique d'encore une variante d'exécution de l'unité de calcul, selon l'invention
- la figure 5 représente un schéma de montage du capteur de vitesse linéaire d'une bande en mouvement
- la figure 6 représente un autre schéma de montage du capteur de vitesse linéaire de la bande en mouvement
- la figure 7 représente un schéma de montage des détecteurs de vitesse servant à mesurer le degré de glissement de la bande en mouvement par rapport au cylindre selon l'invention.

Le dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement comporte un capteur 1 (figure 1) de la vitesse linéaire d'entrée V1 d'une bande 2 en mouvement, un capteur 2 de la vitesse linéaire de sortie
V2 de la bande 2 en mouvement, et une unité 4 de calcul de l'étirage de la bande 2 en mouvement. Sur la figure I est également représenté un tronçon de ligne technologique où a lieu l'étirage de la bande 2 en mouvement par suite de la différence de la fréquence de rotation d'un moteur électrique 5 entraùiant des cylindres de sortie 6 et d'un moteur électrique 7 entrainant des cylindres d'entrée 8.

L'étirage de la bande 2 est caractérisé par sa vitesse linéaire V1 à l'entrée et sa vitesse linéaire V2 à la sortie du tronçon où est mesuré l'étirage.

Les vitesses linéaires V1 et V2 sont mesurées sur les cylindres 6 et 8 à l'aide de capteurs de vitesse 1 et 3, respectivement. Les capteurs de vitesse 1 et 3 transforment la vitesse du mouvement de la bande 2 en signaux électriques qui sont appliqués à l'unité de calcul 4 simulant en continu le'tronçon où l'étirage est mesuré et calculé la valeur de étirage t à chaque moment d'après l'algorithme suivant

où L est la longueur du tronçon de la ligne technologique
K est la longueur relative de la bande non étirée
(K = 13
Kg est la longueur relative de la bande non étirée du tronçon précédent
V1 et V2 sont, respectivement, les vitesses d'entrée et de sortie de la bande en mouvement.Ensuite, l'unité de calcul 4 compare les valeurs assignée ê et re'elle (présente) t de l'étirage et forme la loi nécessaire de commande. Le signal de sortie A est délivré par la sortie de l'unité de calcul 4 à un transformateur d'alimentation 9 qui fait varier la fréquence de rotation du moteur électrique 7 des cylindres de sortie 8 en maintenant l'étirage de la bande 2 en mouvement égal à celui assigné .

La valeur courante E de l'étirage est visualisée sur un indicateur 10, et en cas de nécessité, on assure la transmission à distance des valeurs 8 .

En l'absence de déformation de la bande sur le tronçon précédent, on a Kg = 1, la relation (I)prenant alors la forme

L'une des variantes d'exécution de l'unité de calcul est représentée sur la figure 2. L'unité de calcul comporte un intégrateur Il relié électriquement au capteur 1 de la vitesse linéaire d'entrée V1 de la bande 2 et, à travers un bloc de multiplication 12, au capteur 3 de la vitesse linéaire de sortie V2 de la bande 2, la sortie de l'intégrateur 11 est reliée à l'entrée dubloc de multiplication 12 et, à travers un bloc de soustraction 13, à un bloc de division 14.Une deuxième entrée du bloc de~division 14 est reliée à la sortie de l'intégrateur Il et la sortie du bloc de division 14 est branchée sur entrée d'un bloc de comparaison 15.

Lors de la mesure, les capteurs 1 et 3 des vitesses linéaires V1 et V2 à l'entrée et à la sortie du tronçon fournissent à l'entrée de l'intégrateur Il des signaux de signes différents : (V1 -KV2). A la sortie de l'intégrateur Il se forme un signal proportionnel à la longueur relative de la bande non étirée 2K sur le tronçon étudié (suivant la formule III), et qui est appliqué au bloc de multiplication 12, afin d'obtenir le produit KV2, au bloc de soustraction 13, où se forme la dépendance (1 - K), et au bloc de division 14, dont la sortie délivre un signal proportionnel à l'étirage i de la bande en mouvement 2 sur le tronçon donné étudié, suivant la formule II.

Dans ce cas, la valeur d'étirage est fournie à l'indicateur îQ pour le contrôle visuel continu et au bloc de comparaison 15 où se réalise sa comparaison avec la valeur d'étirage assignée & et se forme un signal de commande
Si nécessaire, au cas où, sur le tronçon technologique suivant, on mesure également 1' étirage de la bande 2, et qu'il faut (suivant la formule I) tenir compte de la déformation sur le tronçon précédent, on réalise la transmission à distance de la valeur K obtenue au tronçon suivant considéré dans ce cas en tant que K.

La prise en compte de la déformation préalable Kg peut notre faite, par exemple, par un bloc de multiplication 16 auxiliaire installé entre la sortie du capteur 1 de la vitesse linéaire d'entrée V1 de la bande 2 et l'entrée de l'intégrateur Il lorsqu'une deuxième entrée du bloc de multiplication 16 auxiliaire est attaquée parpe signal du trnçon -précédent, proportionnel à K. Dans ce cas, l'unité de calcul 4 calcule l'étirage suivant la formule (I).

UneautreasHaned'exécution concrète de l'unité de calul 4 est représentée sur la figure 3. Sa particularité réside dans le fait que les capteurs 1 et 3 des vitesses V1 et V2 sontnumériques, ce qui permet d'élever notablement la précision de mesure de la différence de vitesses et, par conséquent, de déterminer avec une haute précision l'étirage t de la bande. Dans ce cas, dans l'unité de calcul 4, l'intégrateur Il et le bloc de soustraction 13 sont réalisés sous la forme d'un compteur réversible 17 et d'un additionneur 18 sont le nombre de bits correspond au nombre de bits du compteur réversible 17. La sortie de chaque bit du compteur réversible 17 est reliée à l'entrée des bits correspondants de l'additionneur 18.

Le bloc de division 14, dans la variante décrite, est réalisé sous la forme de deux compteurs d'impulsions 19 et 20 mis en série, l'entrée du premier étant branchée sur la sortie de l'additionneur 18 à travers un convertisseur "code-fréquence" 21, l'entrée du deuxième compteur 20 étant branchée sur une autre sortie de l'additionneur 18 à travers un autre convertisseur "code-fréquence" 22, tandis que les entrées du compteur réversible 17 sont branchées sur les capteurs numériques de vitesse 1 et 3 respectifs à travers des convertisseurs réglables "code-fréquence" 23 et 24 qui remplissent la fonction des blocs de multiplication 12 et 16.

Les capteurs numériques 1 et 3 mesurent les vitesses d'entrée V1 et de sortie V2 de la bande sur le tronçon étudié, leurs signaux passent par les convertisseurs "code-fréquence" 23 et 24, où ces signaux sont multipliés par le code du nombre K ou Kg, respectivement, et attaquent des entrées différentes du compteur réversible 17.

Lors de chaque ième cycle de mesure dans le compteur réversible 17 s'inscrit le code du nombre Ai égal à
Ai = V1iKOi - V2i Ki ('V)
Ce nombre est appliqué à l'additionneur 18 où, durant i cycles, s'accumule un nombre K égal à

ce qu * st la solution de l'équation (I).

Autrement dit, dans l'additionneur 18, à chaque ième cycle de mesure, se trouve le code du nombre proportionnel à la longueur relative Ki de la bande non étirée à échelle respective.

La valeur obtenue du nombre K. fournie par la sortie de l'additionneur 18 est appliquée à l'entrée du convertisseur "code-fréquence" 24, relié au capteur 3 de la vitesse linéaire de sortie V2, pour la multiplication ultérieure au cours du (i + 1)ème )ème cycle de mesure. La valeur K01 (si besoin est) est transmise depuis le tronçon précédent.

Ensuite, les sorties directes (Ki) et inversées (1 - K.) de l'additionneur 18 fournissent des signaux respectifs, à travers les convertisseurs "code-fréquence" 21 et 22, aux compteurs 19 et 20, où se réalise le calcul de la relation, suivant la formule (II), de ces deux valeurs

Les indications du deuxième compteur 20, proportionelles à la valeur calculée de l'étirage # de la bande 2 en mouvement, son transmises à l'indicateur numérique 10 pour le contrtle visuel et au bloc de comparaison 15, afin de calculer la valeur1.

La différencews #i est transmise au moteur d'entralne- ment électrique 7 (figure 1) des cylindres de sortie 8 afin de maintenir l'étirage assigné
Une autre variante d'exécution de l'unité de calcul 4 est représentée sur la figure 4.

La particularité de cette variante résicedans le fait que les capteurs 1 et 3 de vitesse de la bande sont réalisés fréquentiels. Dans ce cas, l'intégrateur Il et le bloc de soustraction 13 sont réalisés sous la forme d'un compteur réversible accumulateur 25. A chaque entrée du compteur réversible accumulateur 25 est relié un circuit logique "ET" 26 et 27 respectif, dont une entrée est reliée au capteur 1 ou 3 respectif de la vitesse linéaire d'entrée V2 ou de sortie V2 de la bande. Les deuxièmes entrées des circuits logiques "ET" 26 et 27 sont réunies et sont branchées à travers un diviseur de fréquence 28 sur un générateur d'impulsions de mesure 29.

Le bloc de multiplication 12 ou 16 comporte un compteur d'impulsions 30 et un circuit logique "OU" 31 relié à celui-ci.

La première entrée du circuit logique "OU" 31 est également branchée sur la sortie du générateur d'impulsions de mesure 29, et la sortie du compteur d'impulsions 30 est reliée à une entrée auxiliaire du circuit logique "ET" 27 relié au capteur 3 de vitesse linéaire de sortie V2 de la bande 2 en mouvement. Le nombre de bits du compteur d'impulsions 30 correspond au nombre de bits du compteur réversible accumulateur 25, alors que les entrées d'affichage des bits du compteur 30 sont reliées aux sorties directes des bits respectif s du compteur réversible accumulateur 25.

Le bloc de division 14 comporte un autre compteur d'impulsions auxiliaires 32 dont l'entrée est branchée, à travers son propre diviseur d'impulsions 33, sur un générateur d'impulsions auxiliaires 34 qui, à son tour, est branché sur les entrées réunies des circuits logiques "ET" 26 et 27. La sortie du compteur d'impulsions auxiliaSs 32 est branchée sur l'entrée du générateur d'impulsions de mesure 29 et les entrées d'affichage des bits du compteur 32 sont reliées aux entrées d'inversion du détec- teur réversible accumulateur 25. Dans ce cas, le bloc de division 14 comprend également un compteur d'impulsions bifonctionnel 30, qui remplit dans ce dispositif deux fonctions : celle de multiplication et celle de division par la valeur K.

A cet effet, la deuxième entrée du circuit logique "OU" 31 est branchée sur le géné. ateur d'impulsons auxiliaires 34, et la sortie du compteur bifonctionnel 30 est branchée sur le bloc de comparaison 15 et sur l'indicateur numérique 10.

A noter que les éléments 28, 29, 31, 33, 34 forment un bloc de commande 35 qui commande le fonctionnement cyclique de tout le dispositif.

Une telle exécution du bloc de calcul 4 assure une simplification notable de tout le schéma du dispositif, l'élévation de sa fiabilité ainsi qu'une réduction de son encombrement, ce qui permet de créer une variante d'exécution du dispositif de mesure de l'étirage tant fixe que portatif lorsqu'on n'exige pas un contrôle constant de l'étirage.

Le dispositif conforme à 1 'invention fonctionne de la façon suivante
Les signaux fréquentiels proportionnels aux vitesses linéaires V1 et V2 de la bande 2, sont fournis par les capteurs 1 et 3, respectivement, à travers les circuits logiques "ET" 26 et 27, au compteur réversible accumulateur 25. Le temps de mesure (c'est-à-dire de l'arrivée des séquences impulsionnelles V1 et V2 au compteur réversible accumulateur 25) est formé par le bloc de commande 35 de la façon suivante.

Le générateur d'impulsions de mesure 29 envoie des impulsions au diviseur 28 et, 9 travers le circuit logique "OU" 31, au compteur 30. Si les nombres de bits du diviseur d'impulsions 28 et du compteur 30 sont égaux (et à leur état 0 initial) dans un intervalle égal de temps, la sortie du diviseur d'impulsions 28 et du compteur 30 fournit simultanément des impulsions de sortie aux entrées de commande des circuits logiques "ET" 26 et 27, respectivement, ces impulsions interdisant le passage des séquences d'impulsions V1 et V2 vers le compteur réversible accumulateur 25.

Le passage de la séquence d'impulsions V1 à travers le circuit logique "ED" 26 est commandé par le signal fourni par le diviseur d'impulsions 28, et la séquence
V2, par les signaux fournis par le diviseur d'impulsions 28 et par le compteur 30.

Le temps t de mesure est déterminé par la fréquence f du générateur d'impulsions de mesure 29, par le nombre de bits N du diviseur d'impulsions 28 et du compteur 30, ainsi que par l'état de leurs bits A1 avant chaque moment de mesure

où N est la capacité du diviseur d'impulsions 28 et du compteur 30
A. est le code du nombre inscrit dans le compteur 30
eme vers le ième moment de mesure
f est la fréquence du générateur d'impulsions de mesure 29.

Pour une capacité égale du diviseur d'impulsions 28 et du compteur 30, le compteur réversible accumulateur 25, après le premier cycle de mesure (i = 1, Ai = 0) reçoit à ses différentes entrées en un temps égal, les séquences impulsionnelles V1 et V2, et dans ledit compteur réversible accumulateur 25 s'inscrit le code du nombre A égal à
A1 = V1t - V2t = (V1 - V2)t. (VIII)
Le temps tv de mesure de la séquence impulsionnelle
V1 reste constant durant les cycles suivants de mesure (sans tenir compte de Ko) et, suivant la formule (VII), est égal à car EF = constant (IX) car le nombre de bits du diviseur d'impulsions 28 est constant (N constant) et il est remis à zéro vers chaque nouveau cycle de mesure, c'est-à-dire que A. = O et la fréquence f du générateur dtimpulsions de mesure 29 est également constante (f constant).

Le temps tV2 de mesure de la séquence impulsionnelle V2 n'est pas constant et varie d'un cycle à l'autre, car, malgré le nombre de bits constant du compteur 30 (N constant), avant le début de chaque cycle de mesure on y inscrit le code du nombre Ai qui change (diminue) le temps tV2 à chaque cycle.Dans ce cas, conformément à la formule (VIII)

= Variable (X)
Ainsi, par exemple, dans le deuxième cycle de mesure, lorsque suivant la formule (VIII) Ai = A1, on obtient à l'aide de la formule (X)

Par conséquent, l'impulsion fournie par le compteur 30 au circuit logique "ET" 27 interdit l'arrivée de la séquence impulsionnelle V2 au compteur réversible accumulateur 25 en avance, par rapport à l'impulsion d'inhibition fournie par le diviseur dtimpulsins 28, d'un intervalle de temps proportionnel au code du nombre Ai, ce qui équivaut à la multiplication des impulsions de la séquence
V2 par le coefficient K41 (si l'on adopte conventionnellement un coefficient d'échelle du diviseur d'impulsions 28 égal à 1).

Alors le nombre d'impulsions inscrites dans le compteur bidirectionnel accumulateur 25 durant le deuxième cycle de mesure sera
A2 = (V1 - K1V2)t, (XII) et le i ème cycle de mesure
Ai = (V1i - Ki-1V2i)t. (XII)
Au total, durant i cycles de mesure, dans le conteur réversible accumulateur 25 s'accumule le code du nombre Ki:

L'expression (XIV) est la solution de l'équation (III) ctest-à-dire que dans le compteur réversible accumulateur 25 se trouve à tout moment le code du nombre Ki propor tionnel à la longueur relative de la bande non étirée.

Avant chaque nouveau cycle de mesure, sur ordre du bloc de commande 35, cette valeur numérique K. est transférée du compteur réversible accumulateur 25 au compteur 30 pour réaliser l'opération de multiplication de la séquence impulsionnelle V2 par la valeur obtenue Ki afin de résoudre ultérieurement l'équation (III).

Conformément à l'expression (II), a lieu le processus de calcul de la valeur d'étirage de la bande 2 en mouvement. A la fin du cycle de mesure, le signal fourni par le diviseur d'impulsions 28, qui interdit le passage des deux séquences impulsionnelles- V1 et V2 attaque également le générateur d'impulsions auxiliaires 34 en le mettant en marche. Au préalable, le bloc de commande 35 fournit des signaux de réécriture (non représentés) au compteur d'impulsions auxiliaires 32 et au compteur 30, alors que dans le compteur 30 inscrit le code direct du nombre stocké dans le compteur réversible 25 (Ki), ), et dans le compteur 32, le code inverse de ce nombre (a - Ki).

L'opération de division se fait par soustraction du nombre Ki du nombre (1 - Ki) : les impulsions fournies par le générateur d'impulsions auxiliaires 34 arrivent, à travers le circuit logique "OU" 31, au compteur bifonctionnel 30, qui remplit dans ce cas la fonction d'un diviseur et, à travers son propre diviseur 33, au compteur d'impulsions auxiliaires 32, en commençant en mzeme temps à réduire les nombres inscrits dans les deux compteurs 30 et 32 jusqu'au moment où le compteur 32 ne contienne que 0.

Le canoteur 30 indique alors le zéro autant defois que lenonite KiestHé- meure aunombre-(1-Ki), cest-àdreccnforméme à la fa:m'LeII, fois ,e envoyant à chaque moment de mise à zéro uneimpulsion au bloc de visualisation 10 qui indique un résultat de division égal à l'étirage i de la bande 2 en mouvement.

Le diviseur 33 divise la fréquence du générateur d'impulsions auxiliaires 34 par 100, ce qui permet de traduire le résultat obtenu en pourcentage.

Au débordement du compteur 32, sa sortie fournit une impulsion qui met en marche le générateur d'impulsions de mesure-pour le cycle suivant de mesure. La durée du processus est très faible et est définie par la fréquence du générateur 34.

La particularité d'une telle exécution de l'unité de calcul 4 réside dans le fait que le compteur 30 est bifonctionnel, c'est-à-dire qu'il remplit deux fonctions multiplication de la séquence impulsionnelle V2 par la valeur Ki durant le cycle de mesure et division de la valeur (1 - Ki) par la valeur K. durant le calcul de l'étirage Eie i
Afin de prendre en considération l'étirage précédent de la bande 2 en mouvement surle tronçon précédent, il est prévu une entrée auxiliaire du circuit logique "ET" 26, qui reçoit un signal proportionnel à Ko Dans ce cas, l'unité de calcul 4 détermine l'étirage g à l'aide d'un système d'équations (I à V).

Les capteurs 1 et 3 de la vitesse linéaire (figure 5) de la bande 2 en mouvement peuvent etre installés coaxialement au cylindre 6 contourné par bande -2 en mouvement.

Dans ce cas, la valeur de la vitesse linéaire de la bande 2, en l'absence de glissement de celle-ci est évaluée d'après la valeur de la vitesse angulaire du cylindre 6.

Un tel procédé de montage sans contact des capteurs est avantageux lors-qu' on mesure 1' étirage de films plastiques suprafins ou d'autres matériaux qui doivent satisfaire à des exigences élevées en ce qui con cerne le fini de leur surface, ce qui exclut la possibilité de contact du capteur 1 avec la surface de la bande 2 en mouvement.

Toutefois, ce procédé de montage des détecteurs 1 et 3 ne tient pas compte du glissement de la bande 2 en mouvement par rapport au cylindre 6. Pour une mesure plus précise de la vitesse linéaire de la bande 2 en mouvement, il est utile de monter le capteur de vitesse 1 (figure 6) à l'aide d'un levier 36 oscillant, sur un axe 37 de façon que le capteur 1 roule-sur la bande 2 en mouvement au moyen de galets ou de disques 38, pour réaliser la mesure directe de la vitesse linéaire.

Afin de réduire l'actm mécanique des disques 38, sous le poids du capteur 1, sur la structure de la bande 2 en mouvement, il est utile de réaliser les disques 38 suffisamment larges et de choisir l'endroit de roulement suivant la ligne par laquelle la bande 2 en mouvement contourne le cylindre 6, celui-ci servant alors d'appui solide pour le capteur de vitesse 1.

S'il est nécessaire de mesurer l'étirage d'une bande 2 à haute qualité de fini de la surface ou d'épaisseur assez faible, il est utile de monter le capteur 1 de la vitesse linéaire comme le montre la figure 5, c'est-à-dire coaxialement au cyclindre 6.

Toutefois, afin d'élever la précision de la mesure de l'étirage, dans le cas considéré, en tenant compte du glissement de la bande 2 en mouvement par rapport au cylindre 6, glissement qui a toujours lieu lors du déplacement de la bande 2 sur les cylindres lisses et polis, il est utile de munir le dispositif de mesure et de régulation de l'étirage de la bande 2 en mouvement d'un capteur auxiliaire 39 (figure 7) en liaison cinématique avec la bande en mouvement 2 par l'intermédiaire des disques ou des galets 38.

Dans ce cas, si une entrée de l'unité de calcul 4 est reliée au capteur de vitesse 1 installé coaxialement avec le cylindre 6 et mesurant sa vitesse angulaire (ou sa vitesse linéaire, si le diamètre du cylindre est connu), et si la deuxième entrée de l'unité de calcul 4 est reliée au capteur auxiliaire 39 de la vitesse linéaire de la bande, le dispositif décrit évalue le degré degLissement de la bande 2 en mouvement par rapport au cylindre 6, dont la valeur quantitative est affichée; sur le bloc de visualisation 10.

Le degré de glissement mesuré préalablement peut autre pris en considération ultérieurement lors de la mesure et de la régulation de l'étirage de la bande 2 an mouvement par une méthode sans contact, en tant que valeur connue, et le capteur auxiliaire 39 de la vitesse linéaire contactant la bande 2 ntest plus utilisé dans le processus ultérieur de mesure.

Le dispositif proposé de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement assure un contrtle très précis et continu de l'étirage de la bande en mouvement durant le processus technologique du traitement à une vitesse régulière et, surtout, lors d'une variation du régime de mouvement, par exemple lors de la mise en marche de la ligne de fabrication, de l'accélération ou du freinage Ceci permet de réguler l'étirage afin de maintenir les propriétés physioo-mécaniques voulues de la bande en mouvement traitée, ce qui améliore sensiblement la qualité du produit fini
Outre cela, le dispositif selon l'invention permet si nécessaire d'évaluer la valeur du glissement de la bande en mouvement par rapport au cylindre.

Il faut souligner que ledispositif selon l'invention peut autre largement utilisé pour la mesure et la régulation de l'étirage de tout matériau en bande ou en fibres à caractéristiques physico-mécaniques diverses, de différentes épaisseurs et présentant des finis de surface divers.

Le dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement selon l'invention trouve une large application dans différentes branches d'industrie, telles que industrie chimique, des pneumatique, de la papeterie, métallurgique, textile, électrotechnique, etc.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure et de régulation de l'étirage d'une bande en mouvement sur un tronçon situé entre des cylindres d'entrée et de sortie mis en rotation par une commande électrique individuelle, du type comportant un capteur de vitesse linéaire d'entrée de la bande et un capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande en liaison cinématique avec cette bande, et un bloc de division relié électriquement auxdits deux capteurs de vitesse linéaire, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de calcul de la valeur d'étirage de la bande en mouvement, dont une première entrée est électriquement reliée au capteur de vitesse linéaire d'entrée de la bande, une deuxième entrée est reliée électriquement au capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande, et la sortie, -à la commande des cylindres de sortie.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de calcul comporte un intégrateur et un bloc de soustraction mis en série, une première entrée de l'intégrateur est électriquement reliée à la sortie du capteur de vitesse linéaire d'entrée de la bande et la sortie du bloc de soustraction est reliée à une première entrée du bloc de division, dont une deuxième entrée est reliée à la sortie de l'intégrateur et, à travers un bloc de multiplication, à une deuxième entrée de l'intégrateur, tandis qulune deuxième entrée du bloc de multiplication est branchée sur le capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande et la sortie du bloc de division estreliée à l'entrée de la commande des cylindres de sortie à travers un bloc de comparaison de la valeur calculée de l'étirage avec celle assignée.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les capteurs de vitesse linéaire de la bande en mouvement sont réalisés numériques, alors que l'intégrateur et le bloc de soustraction sont réalisés sous la forme d'un compteur réversible et d'un additionneur dont le nombre de bits correspond au nombre de bits du compteur réversible, la sortie de chaque bit étant branchée sur l'entrée du bit correspondant de l'additionneur, alors que le bloc de division est réalisé sous la forme de deux compteurs d'impulsions mis en série, les entrées du compteur réversible étant branchées sur les capteurs de vitesse numériques à travers des couvertisseurs "codefréquence", les sorties de l'additionneur étant également branchées sur les entrées respectives du bloc de division à travers d'autres convertisseur "code-fréquence", et les convertisseurs "code-fréquence" reliés aux capteurs numériques de vitesse linéaire d'entrée et de sortie de la bande étant réalisés réglables et remplissant la fonction du bloc de multiplication.

4. Dispositif selon l'une des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les capteurs de vitesse linéaire de la bande en mouvement sont réalisés fréquentiels, l'inté gratteur et le bloc de soustraction étant alors réalisés sous forme d'un compteur réversible accumulateur dont chaque entrée est branchée sur un circuit logique "ET" respectif, une entrée de chaque circuit logique "ET" étant branchée-sur le capteur respectif de vitesse linéaire de la bande et leurs deuxièmes entrées étant réunies entre elles et branchées à travers un diviseur de fréquence sur un générateur d'impulsion de mesure, que le bloc de multiplication est muni d'un compteur d'impulsions sur lequel est branché un circuit logique OU dont la première entrée est reliée au générateur d'impulsions de mesure, la sortie du compteur d'impulsions étant reliée à l'entrée auxiliaire du circuit logique "ETI' relié au capteur de vitesse linéaire de sortie de la bande en mouvement, et les entrées des bits du compteur d'impulsions étant reliées aux sorties directes des bits respectifs du compteur réversible accumulateur, alors que le bloc de division est muni d'un compteur d'impulsion auxiliaires dont l'entrée est branchée à travers son propre diviseur d'impulsions sur un générateur d'impulsions auxiliaires relié à son tour aux entrées réunies des circuits "ET", la sortie du compteur d'impulsions auxiliaires étant branchée sur l'entrée du générateur d'impulsions de mesure ét les entrées des bits du compteur d'impulsions auxiliaires étant reliées aux sorties d'inversion des bits respectifs du compteur réversible accumulateur, et ce bloc de division comprenant aussi un compteur d'impulsions du bloc de multiplication, une autre entrée du circuit logique "OU" étant branchée à cet effet sur le générateur d'impulsions auxiliaires, et la sortie de ce compteur étant branchée sur l'entrée du bloc de comparaison.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de vitesse auxiliaire en liaison cinématique avec le cylindre contourné par la bande en mouvement, et relié électriquement à l'une des entrées de l'unité de calcul de la valeur d'étirage de la bande en mouvement, ce qui assure la mesure de la valeur de glissement de la bande en mouvement par rapport à ce cylindre.