SU1198482A2 - Система автоматического регулировани технологических параметров при намотке изделий из композиционных материалов - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ НАМОТКЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИ f .A% ОННЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт.св. № 1075241 отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности регулиро-. вани  технологических параметров, она содержит функциональный преобразователь , первый вход которого подключен к второму выходу блока контрол  нат жени  ленты, второй вход - к первому выходу блока контрол  содержани  св зующего, а выход - к второму входу блока коррекции содержани  св зующего .

Description

со 00 4

00

tc

Изобретение отн ситс  к устройствам дл  автоматического регулировани технологических параметров и может быть использовано при изготовлении изделий из композиционных материалов методом намотки,

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  технологических параметров-.

На чертеже изображена структурна  схема предлагае:мой системы.

Система содержит блок 1 контрол  нат жени  ленты, первь|р блок 2 коррекции , блок 3 регулировани  нат жени  ленты, блок 4 контрол  скорости намотки, блок 5 контрол  содержани  св зующего, второй блок 6 коррекции, блок 7 регулировани  содержани  св зующего , блок 8 контрол  в зкости св зующего, блок 9 контрол  температуры св зующего, третий блок 10 коррекции , блок 11 регулировани  температуры св зующего и функциональный преобразователь 12.

Кроме того, на чертеже изображены пропитанна  лента 13, объект контрол  - суха  лента 14 и объект контрол  и управлени  - св зующее в пропиточной ванне 15.

Блок 1 контрол  нат жени  ленты Состоит из датчика 16 нат жени , усилител  17 сигнала датчика и преобразователей 18 и 19.

Первый блок 2 коррекции образуют нелинейные преобразователи 20-23, задатчик 24 нат жени  и элемент 25 сравнени .

Блок 3 регулировани  нат жени  ленты содержит преобразователь-распрделитель 26, формирователи 27 и 28 управл ющих импульсов, тиристорньй преобразователь 29 и исполнительный механизм 30.

Блок 4 контрол  скорости намотки состоит из датчиков положени  рабочих органов станка 31-33, дифференциаторов 34-36 и нелинейного преобразовател  37.

Блок 5 контрол  содержани  св зующего Содержит два датчика 38 и 39, преобразователи 39-41, схему 42 сравнени  и преобразователи 43 и 44 в нормализованный сигнал.

Второй блок 6 коррекции образуют нелинейные преобразователи 45-47, задатчик 4В содержани  св зующего и схема 49 сравнени .

Блок 7 регулировани  содержани  св зующего состоит из преобразовател -распределител  50, формирователей 51 и 52 управл ющих импульсов, тиристорного преобразовател  53 и исполнительного механизма 54.

Блок 8 контрол  в зкости св зующего содержит датчик 55 в зкости св зующего, генератор 56 высокой частоты,- усилитель-преобразователь 57 и преобразователь 58.

Блок. 9- контрол  температуры св зующего образован датчиком 59 температуры , преобразователем 60 и преобразовател ми 61 и 62 в нормализованный сигнал.

Третий блок 10 коррекции содержит нелинейные преобразователи 63 и 64, задатчик 65 температуры и элемент 56 сравнени .

Блок 11 регулировани  температуры св зующего состоит из преобразовател  67, формировател  68 управл ющих импульсов, тиристорного преобразовател  69 и нагревательного элемента 70.

Функциональный преобразователь 12 содержит интегратор 71, усилитель 72, блок 73 вычитани , блок 74 умножени  и преобразователь 75 в нормализованный сигнал.

Система работает, следующим образом .

Сформированна  в начале намоточ- , ного тракта лента 14, проход  через пропиточную ванну со св зующим 15 и далее, наматываетс  на оправку. Сигнал о нат жении пропитанной ленты 13 с блока 1 контрол  нат жени  ленты поступает на первый вход первого блока 2 коррекции, на второй, третий и четвертый входы которого поступают сигналы о величине содержани  св зующего от блока 5 контрол  содержани  св зующего, о величине в зкости св зующего от блока 8 контрол  в зкости св зующего и о величине скорости движени  ленты от блока 4 (контрол  скорости намотки соответственно .Преобразованные сигналы об этих параметрах с выходов нелинейных преобразователей 20-23 блока 2 коррекции поступают на входы элемента 25 сравнени , в который заводитс  также сигнал задатчика 24 нат жени . Сформированный на выходе первого блока 2 коррекции сигнал поступает

на вход блока 3 регулировани  нат жени  ленты.

В зависимости от. величины сигнала управлени , получаемого от элемента 25 сравнени  первого блока 2 коррекции, в преобразователе-распре делителе 26 блока 3 формируетс  пр  моугольный импульс, врем  запуска которого относительно начала полуволны сетевого напр жени  зависит от величины сигнала управлени , в зависимости от его знака выбираетс  тот или иной формирователь 28 или 27 импульсов,, в котором формируютс  импульсы дл  управлени  тиристорами тиристорного преобразовател  29, напр жение с которого поступает на вход исполнительного механизма 30, принцип действи  которого заключаетс  в изменении угла охвата исполнительного органа скольз щей по нему пропитанной лентой 13. В основу измерени  содержани  св зующего положена зависимость электрической емкости датчиков 38 и 39 блока 5 контрол  содержани  св зующего от объема материала, проход щего в зоне измерени  датчик Изменени  электрической емкости дат чика 39, контролирующего сухой материал , и датчика 38, контролирующего пропитанный материал, преобразуетс  в изменение частоты электрических колебаний, далее частоты пре образуютс  в код на преобразовател х 40 и 41, вычитаютс , дел тс  на схеме 42 сравнени  и преобразуютс  преобразовател ми 43 и 44 в нормализованный сигнал, пропорциональный относительному содержанию св зующег н - ::относительное содержание св зующего в пропитанном материале; и, mS, сигнал , пропорциональный объему пропитанного материала .в зоне датчика 38; li mS, сигнал , пропорциональный объему сухого материала в зоне датчика 39; коэффициент пропорциональности канала измерени содержани  св зующего; Sj - сечение пропитанного мате риала в зоне датчика 38; S - сечение сухого материала в зоне датчика 39. В общем случае сечение пропитанной ленты состоит из сечени  сухой ленты и сечени  нанесенного св зующ го. Формула (1) верна дл  случа , ко 24 да сечени  сухого материала равны в зонах обоих датчиков, однако, так как величина нат жени  N, ленты в зоне датчика 38, в 10-15 раз превьп ает нат жение в зоне датчика 39, сечени  сухого материала в зонах измерени  датчиков будут разные. Изменени  сечени  в зависимости от нат жени  в первом приближении можно выразить линейным законом: ( 1 - IN, ) с 0 1 (1 - IN, ) S. S сечение в зоне датчика 39 при нат жении равном нулю; сечение в зоне датчика 38 при нат жении равном нулю; нат жение ленты в зоне, датчика 39; нат жение ленты в зоне датчика 38; коэффициент пропорциональности дл  конкретното материала . Пересчитыва  формулу (1) с использованием (2), получают Н + о (1 - Н) , I (N 1 - N -) ) 1 -IN, Н - содержание св зующего, измеренное блоком 5; Н, - истинна  величина содержани  св зующего, т.к. Поскольку N значение . ем N можно пренебречь. При этом поучают S- Njl. Сигнал с первого выхода блока 5 онтрол  содержани  св зующего постуает на блок 73 вычитани  функционального преобразовател  12. На вход инегратора 71, посто нна  времени которого согласована со временем измеени  блока 5 контрол  содержани  св зующего, поступает сигнал от блоа 1 контрол  нат жени  ленты, сигнал интегратора 71 поступает на вход силител  72, с выхода которого поступает на первый вход блока 74 множени , на второй вход которого одаетс  сигнал от блока 73 вычитани , езультирую1ций сигнал подаетс  на ход преобразовател  75. На выходе реобразовател  75 блока 12 формирутс  нормализованный сигнал, соответтвующий величине:

. . Нг. (1 - Н),

где HI. HI - Н.

Этот сигнал подаетс  а второй

вход второго блока 6 коррекции, где суммируетс  с сигналом Н, вырабатываемым блоком 5 контрол  содержани  св зующего. На первый и третий входы блока 6 коррекции поступают сигналы о величинах нат жени  ленты и скорости движени  ленты от блока 1 контрол  нат жени  ленты и блока 4 контрол  скорости намотки соответственно.

Преобразованные сигналы о величине содержани  св зующего и скорости движени  ленты с выходов нелинейных преобразователей 45-47 второго блока 6 коррекции поступают на входы элемента 49 сравнени , туда же заведен сигнал о величине задани  содержани  св зующего от задатчика 48 содержани  св зующего.

Сигнал управлени  содержанием св зующего с выхода элемента 49 сравнени  поступает на вход блока 7 регулировани  содержани  св зующего. В преобразователе-распределителе 50 блока 7 формируютс  пр моугольные импульсы, врем  запуска которых зависит от величины сигнала управлени  в зависимости от знака сигнала управлени  выбираетс  тот или иной формирователь управл ющих импульсов 51 или 52, в котором формируютс  импульсы управлени  тиристорами тиристорного преобразовател  53, напр жение управлени  с которого поступает на вход исполнительного механизма 54, принцип действи  которого заключаетс  в изменении сечени  отверстий, через которые пропускают пр ди, из которых состоит лента.

В основу метода измерени  температуры св зующего положена зависимость изменени  сопротивлени  чувствительного элемента датчика 59 температуры от температуры теплоносител . Сигнал датчика 59 температуры преобразуетс  в аналоговый электрический сигнал с помощью усилител -преобразовател  60 и преобразуютс  в нормализованный сигнал управлени  в преобразовател х 61 и 62. Сигнал с первого выхода блока 9 контрол  температуры св зующего поступает на вход третьего блока 10 коррекции, на втоpoi вход которого поступает сигнал от блока 4 контрол  скорости намотки . Преобразованные сигналы о величине температуры св зующего и скорости намотки с выходов нелинейных преобразователей 63-64 поступают на вход элемента 66-сравнени , на который подаетс  сигнал о задании температуры св зующего от задатчика 65 температуры св зующегр.

Сигнал управлени  температурой св зующего с выхода элемента 66 сравнени  третьего блока 10 коррекции поступает на вход блока 11 регулировани  температуры св зующего. В преобразователе 67 блока 11 регулировани  температуры св зующего формируютс  пр моугольные импульсы, врем  запуска которых относительно начала полуволны сетевого напр жени  зависит от величины сигнала управлени .

В формирователе 68 управл ющих импульсов формируютс  импульсы дл  управлени  тиристорами тиристорного преобразовател  69, напр жение с которого поступает на вход нагревательного элемента 70.

В основу метода измерени  в зкости св зующего положена регистраци  амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через св зующий состав. В генераторе высокой частоты 56 формируетс  высокочастотный сигнал, модулируемый двум  сдвинутыми друг относительно друга импульсами с различной амплитудой. Высокочастотные сигналы, поданные на излучающую пластину пьезокерамики датчика 55 в зкости св зующего вызывают акустические колебани  ультразвуковой частоты, амплитуда которых затухает пропорционально в зкости св зующего. Прин тые сигналы с приемной пьезокерамнки датчика 55 в зкости св зующего поступают на усилитель-преобразователь 57, в котором усиливаютс , детектируютс ,раздел ютс  на два, выпр мл ютс  и вычитаютс  На выходе усилител -преобразовател  57 получаетс  aHaj эговый сигнал, пропорциональынй величине в зкости, который поступает на первый вход преобразовател  58, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный температуре св зующего от блока 9 контрол  температуры св зующего. В преобразователе 58 при формировании нормализованного сигнала в зкости св зующего учитываетс  сигнал, полученный от схемы измерени  в зкости

71

и сигнал, пропорциональный температу ре св зующего. Полученный сигнал пос тупает на третий вход первого блока 2 коррекции, где используетс  как корректирующий сигнал дл  определени  изменени  нат жени  при изменении коэффициента трени  пропитанной ленты 13 о направл кицие ролики от в зкости св зующего.

Сигналы от датчиков 31-39 блока 4 контрол  скорости намотки поступают

98482

на входы дифференциаторов 34-36, где дифференцируютс  и подаютс  на входы нелинейного преобразовател  37, в котором осуществл етс  преобразование в нормированный сигнал величины скорости движени  ленты как функции производных от сигналов датчиков : 31-33 положений рабочих органов станка . Сигналы с вьосодов блока 4 контро0 л  скорости намотки поступают на

вход первого, второго и третьего блоков коррекции.

Claims (1)

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ НАМОТКЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИ-

   ОННЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт.св. № 1075241 отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулиро-. вания технологических параметров, она содержит функциональный преобразователь, первый вход которого подключен к второму выходу блока контроля натяжения ленты, второй вход - к первому выходу блока контроля содержания связующего, а выход - к второму входу блока коррекции содержания связующего.

   >

   1 1198482 2