SE519718C2 - Regleranordning för avrullningsanordningar för banor - Google Patents

Description

25 '"'w _, , > . u- u. 519 718 2 Uppfinningen möjliggör driften av en fyrkvadrantreglering utan en diametersignal som skall beräknas. Vid start av maskinen med en avrullningscylinder med okänd diameter inträffar bara under en kort tid en liten och därmed för banspänningen be- tydelselös avvikelse hos pendelvalssystemet från centrumläget. Därefter inträffar inga resterande fel, varvid pendelvalssystemet regleras till centrumläget.

Fyrkvadrantsregleringen bildas av en tvåkvadrantsdrivanordning och en broms, var- vid de positiva momenten, dvs. drivning och acceleration av avrullningscylindem, fi-ån tvåkvadrantdrivningen och de negativa momenten, dvs". nedbromsningen av av- rullningscylindem,övertas resp. regleras av bromsen.

En betydelsefull fördel med uppfinningen visar sig särskilt vid regleranordningens momentreglering, varvid en bromsad cylinderväxlare med hj älpdrivning kan realise- ras genom uppfinningen.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att systemet också vid ett fel i drivningen kan regleras endast med bromsen. Därigenom får man en nödkörningsvariant av re- gleringen av banspänningen endast med hjälp av bromsen.

En fördel med uppfinningen är också att ett positivt moment från drivanordnin gen leds till cylindercentrumet, eftersom avrullningscylindern, vid positiva accelera- tionsvärden hos banan respfstora hastighetsvariationer, såsom de som kan inträffa vid pappersindragning, måste accelereras av banans dragkraft.

Vidare uppnås en hög reglerstabilitet därigenom att en friktionsvärdesoberoeride för-styming av bromsen åstadkomms via integratom, som verkar som dämpning.

Reglerkretsförstärkningen kan därigenom hållas relativt lågt.

Exempel Uppfinningen kommer nedan att förklaras närmare genom ett utföringsexempel.

Därvid visar: Fig. l en förenklad reglerstruktur innehållande alla väsentliga element, och 10 15 20 f;fi :30 519 718 3 Fig. 2 en utföringsform av reglerstrukturen från fig. 1.

I fig. 1 visas en förenklad reglerstruktur, som innehåller alla väsentliga element.

En avrullningscylinder (1) är i centrum på en sida förbunden med en motor (2), vars nuvärde för varvtalet âterrapporteras genom en takometer eller liknande (14) till motorregulatom (13). På den andra sidan verkar en pneumatisk, via en elektro- pneumatik-omvandlare (6) styrd, skivbroms (5) likaså mot cylindems (1) centrum.

Den från cylindern (1) avrullade banan (20) sträcker sig över ett pendelvalssystem (3) in i tryckmaskinen. En bestämd banspärming produceras genom att pendelvalsen (3) med en definierad kraft (F) trycks nedåt i en banslinga. Denna kraft (F) upp- bringas av en icke närmare beskriven pneumatisk rullmembrancylinder, som åter- igen styrs via en elektro-pneumatik-omvandlare.

Således kan banspänningen ändras genom en analog spänning vid ingången av elektro-pneumatik-omvandlaren. Pendelvalsens (3) vinkelläge registreras genom en beröringsfritt arbetande givare (4). Den levererar en analog utgångssignal från +l0V till -10V likspänning.

Uppgiften för regleranordningen intill cylindercentrumet består i att alltid hålla pen- delvalsen (3) så mycket som möjligt i dess centrumläge (12). Dynamiska stömingar kan avlänka pendelvalsen (3) utan att större banspänningsändringar uppstår; och därvid bör inte ändlägena i dess arbetsområde beröras.

För att uppnå en spänning av pappersbanan (20) måste avrullningscylindern 1 stän- digt bromsas. Hastighetsändringar på banan (20) eller maskinen verkar därvid som dynamiska stömingsstorheter. De mest extrema stömingarna inträffar vid ett säker- hetsstopp av maskinen, varvid retarderingar upp till ca 1,5 m/sz är möjliga. Då pap- perscylindern (1) vid positiva accelerationsvärden hos banan resp. stora hastighets- variationer, som de som kan inträffa vid pappersindragningen, måste accelereras ge- nom banans (20) dragkraft, är det fördelaktigt att via motorn (2) leda ytterligare ett 10 15 20 25 30 519 718 4 positivt moment till cylindercentrumet. På detta sätt kan också resten av friktionen övervinnas, vilken uppträder som störande ytterligare bromsverkan vid mindre cy- linderradier och högre valvtal. Motorn (2) behövs dessutom för att accelerera en ny, för flygande limning förberedd cylinder till en periferihastighet som exakt motsvarar banhastigheten hos den mindre produktionscylindern. Efter avskäming av den gamla banan rullas dessutom den redan avrullade pappersbanan tillbaka på hylsan genom motorn (2).

Vid en konstant banhastighet är ett bestämt bromstryck erforderligt för att föra pen- delvalsen (3) till sitt centrumläge (12). Detta bromstryck beror på den påbringade ban-dragkraft som skall anbringas, cylinderns (1) diameter och på förstärkningen resp. bromsens friktionskoefficient, som dock inte är konstant. Den kan ändra sig avsevärt beroende på temperatur, ytpressning och rivhastighet. På grund därav är en fórberäkning av det erforderliga bromstrycket, genom de ovan nämnda parametrar- na, inte möjlig.

En integrator (7), som är förbunden med en vinkelgivare (4) hos pendelvalsen (3) och vars utgång via en adderarlänk (8) styr elektro-pneumatik-omvandlaren (6) och därmed bromsen (5), ställer in bromstrycket exakt och oberoende av friktionsvärde och diameter, på ett värde som leder pendelvalsen (3) till centrumlåget (12), motsva- rande OV på vinkelgivarutgången. Integreringstiden måste dock ställas in väsentligt långsammare än reaktionstiden för pendelvalsrörelsen och bromsverkan, annars blir inte regleringen stabil och pendlar. Dynamiska störningar regleras bort genom att positiva vinkelsignaler för pendelvalsen (det måste bromsas hårdare), via den pola- ritetsberoende länken (9) når till en proportional-differential-länk (10), vars para- metrar kan förinställas, och därefter är förbundna med en ytterligare ingång hos ad- derarlänken (8). På så sätt kan ytterligare tryck läggas på bromsen (5) tills integra- tom (7) har efterreglerat eller stömingen slutat. Negativa vinkelsignaler når via en polaritetsberoende länk (11) till strömbörvärdesingången hos motorregulatom (13).

Genom det uppstående posi-tiva momentet på cylindern (1) påverkas pendelvalsen 10 15 20 25 30 519 718 5 (3) fram till dess integratom (7) har efterreglerat nedåt eller tills störningen slutat.

Genom integratorn (7) åstadkomms således en anpassad fórstyrning av bromsen, vilken forstyrning automatiskt anpassar sig till ban-dragkraften, diameter och bromsförstärkning. Står pendelvalsen (3) stilla i centrumläget (12), verkar integra- tom (7) ensam fór att skapa bromsmoment. Vid hastighetsändringar hos maskinen avlänkas pendelvalsen (3) från centrumläget (12) på grund av cylindertrögheten.

Härvid måste integreringsvärdet fixeras, eftersom det annars vid övergång till sta- tionär drift skulle ha integrerats med ett för högt eller för lågt värde. Dynamiska stömingar förorsakar en ändring av pendelvalsläget. Därvid kan såväl ytterligare bromsmoment som även drivmoment allt efter avlänkningsriktning läggas på.

I ñg. 2 visas en utfóringsform av den ovan beskrivna reglerstrukturen. I pendelvals- vinkelgivarens (4) signalväg anordnas en visare (15) av karakteristiska kurvor, vil- ken visare med en efterbildad S-formad karakteristisk kurva förändrar inflytandet av pendelvalsen (3) beroende på dess läge. Runt centrumläget (12) är inflytandet ringa, för att mot ändlägena alltmer ökas. Därigenom torde vid stora stömingar förhindras att pendelvalsen (3) slår i mot ändlägena. lntegratorn (7) förses med en begynnelsevärde-påkoppling. Genom denna blir dess utgångsvärde förinställt. Denna fórinställning är nödvändig vid start med en okänd cylinder (1); därvid inställs startvärdet (A) beroende på den pålagda ban-dragkraften så att pendelvalsen (3) vid största möjliga diameter, nätt och jämnt dras till sitt cent- rumläge (12). Efter limningen måste den nya, stora cylindem (1) likaså erhålla ett begynnelsevärde (A), som beräknas från den (kända) diametern och från den mo- mentana ban-dragkraften (bredd x banspänning). Vid säkerhetsstopp påkopplas lika- så ett värde, som beräknas från integratoms (7) utgångsvärde före stoppet och den aktuella cylinderdiametem.

Eftersom radien hos centrumpåverkade cylindrar (1) verkar som hävarm, måste vid mindre cylinderdiameter också inflytandet av pendelvalsen (3) bli mindre. På grund därav användes respektive signaler for ytterligare bromsverkan och för ytterligare 10 15 519 718 ...a n» 6 drivande verkan från en multipliceringslänk (17, l 8), som, genom minskning av sig- nalen vid sin andra ingång, reducerar fórstärkningen. Denna signal kan företrädesvis utvinnas från integratoms (7) utgångssigrral, då denna likaså minskar med diame- tern. En ytterligare adderarlänk (8) före eIektro-pneumatik-omvandlaren (6) möjlig- gör dessutom inställ-ning av ett minimibromstryck (p). Detta fordras för att över- vinna fjäderverkan från backarnas återställning och för att undvika en på/till-effekt vid mycket låga tryck. En inverterare (16) vänder förtecknet i motorsignalen, efter- som motom (2) likaså måste producera ett positivt moment. För att synkronisera lastcylindem, dvs. den nya cylindern, och för återrullning av återstoden av cylindern måste motom (2) vara varvtalsreglerat driven. Därför frånkopplas momentbörvärdet (I) och ett varvtalsbörvärde (n) påkopplas. Varvtalet för synkroniseringen beräknas från diametems inverterade värde och maskinhastigheten. Därvid beräknas diame- tem for lastcylindern från vinkelläget för bärarmen, vilket vinkelläge fastställs i limningsläge vid rotationsstopp.

Den totala reglerstrukturen är en beståndsdel av styrprogrammet i en cylinderväxla- re. Framställningen som analogsignalreglering tjänar endast för bättre förståelse.

Den beskrivna analogkopplingstekniken kan helt eller delvis realiseras i en dator. 10 15 20 519 718 Lista över hänvísninszsbeteckninfiar 1. 5>==s>°>=9~s^fl>w>> p-fl p-A b_¿ E” y...

D.) Iï* :P- »fi LI] P1' 9* Ii .Q P1* .°° D11 fo N .O BJ r-ß N .N > Avrullningscylinder Två-kvadrantdrivanordning Pendelvalssystem Mätvärdesgivare Pneumatisk skivbroms E1ektro-pneumatik-omvandlare Inte grator Adderarlärlk Polaritetsberoende länk Proportional-differential-länk Polaritetsberoende länk Centrumläge Motorregulator Takometer/varvtals-nuvärdes givare Visare av karakteristiska kurvor Inverterare Multipliceringslänk Multipliceringslänk Adderarlänk Bana Momentbörvärde Varvtalsbörvärde Startvärde Kraft Momentbörvärde Maskinvarvtal/synkronvarvtal Minimibromstryck Minimifórstärkning

Claims (1)

1. 0 15 20 519 718 - - | ~ » a ...ø u 8 Patentkrav . Regleranordning för avrullningsanordningar för banor (20), särskilt för cylinder- rotationstryckmaskiner med en pendelvals (3), som är belastbar med en för spän- ning av en bana (20) definierande kraft (F) och lägesberoende påverkar en mät- värdesgivare (4), kännetecknad av att ett centrumläge (12) hos en för spänning av banan (20) använd pendelvals (3) stabiliseras friktionsvärdesoberoende medelst en integrator (7), varvid integratom (7) är parallellt kopplad till en proportional-differential-länk (10), att från en lägessignal noll i centrumläget för pendelvalsen (3) positivt eller negativt avvikande lägessignaler för mätvärdesgivaren (4) tillförs en polari- tetsberoende länk (11) via en första ledningslänk, att ingångar hos integratom (7) och proportional-differential-länken (10) är direkt eller indirekt förbundna med en mätvärdesgivare (4), att utgångar hos integratom (7) och proportional-differential-länken (10) på- verkar en adderarlänk (8), varvid en utgång hos adderarlänken (8) direkt eller indirekt påverkar en broms (5). . Regleranordning enligt krav 1, kännetecknad av att en tvåkvadrantsdrivanordning (2) verkar i centrum av en avrullningscylin- der (l) och påverkar avrullningscylindems periferihastighet samt är förbun- den med en motorregulator (13), att en skivbroms (5) verkar i centrum av avrullningscylindem (1) och påver- kar avrullningscylindems periferihastighet, att lägessignalema för mätvärdesgivaren (4) även tillförs integratom (7) via en andra ledningslänk och en polaritetsberoende länk (9) via en tredje led- ningslänk, att förbindningen mellan mätvärdesgivaren (4) och integratom (7) sker ge- nom den andra ledningslänken, 10 15 20 25 30 < . . , .. 519 71s___: 9 - att förbindningen mellan mätvärdesgivaren (4) och den polaritetsberoende länken (9) sker i den tredje ledningslänken, - att den polaritetsberoende länken (11) på sin utgångssida står i förbindelse med ingången för motorregulatoms (13) momentbörvärde och på sin ingångssida med mätvärdesgivaren (4), - att den polaritetsberoende länken (9) på sin utgångssida står i förbindelse med proportional-differential-länken (10) och på sin ingångssida med mät- värdesgivaren (4), - att skivbromsen (5) är förbunden med en elektro-pneumatik-omvandlare (6), - att elektro-pneumatik-omvandlaren (6) på sin ingångssida är förbunden med en adderarlänk (8), - att adderarlänken (8) på sin ingångssida är förbunden med integratom (7) och proportional-differential-länken (10), - att motorregulatom (13) dessutom sätts igång med synkronvarvtalet (n) som ingångssignal, som beräknas från maskinvarvtalet (n) multiplicerat med det inverterade värdet för ersättningsavrullningscylinderns (1) diameter, - att ett positivt moment leds från tvåkvadrantsdrivanordningen (2) till centru- met av avrullningscylindern (1). . Regleranordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att en visare (15) för karakteristiska kurvor är anordnad på sin ingångssida med mätvärdesgivaren (4) och på sin utgångssida med de tre ledningslänkarna. . Regleranordning enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknad av att integratorn (7) sätts igång med ett begynnelsevärde (A) och att den på sin ingångssida med inte- gratom (7) förbundna adderarlänken (8) dessutom sätts igång med ett minimi- tryckvärde (p). . Regleranordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att en multiplice- ringslänk (18) på sin ingångssida är förbunden med P-D-länken (10) och på sin 10 15 519 718 l_,_;,,:__ .ms z 10 utgångssida med adderarlänken (8) samt dessutom är multipliceringslänken (18) ytterligare på ingångssidan förbunden med en med en minimiförstärkning (v) igångsatt adderarlånk (19), som på sin ingångssida är förbunden med integratorn (7). . Regleranordning enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att mellan den polaritetsberoende länken (1 l) och motorregulatorn (13) år en inverterare (16) anordnad, som på sin ingångssida är förbunden med den polaritetsberoende lån- ken (11), och en multipliceringslänk (17), som på sin ingångssida är förbunden med såväl inverteraren (16) som med adderarlänkens (19) utgång och på sin ut- gångssida med motorregulatorn (13). . Regleranordning enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att de mellan mätvärdesgivaren (4) och motorregulatom (13) jämte mellan pendelvalscylin- dem (4) och elektro-pneumatik-omvandlaren (6) anordnade kopplingselementen i stället för analog-kopplingstekniken helt eller delvis realiseras i en dator.