SU1501002A1 - Устройство дл регулировани скорости лентопрот жного механизма - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам стабилизации линейной скорости и нат жени  ленточных материалов и может быть использовано, например, в устройствах записи и воспроизведени  информации на магнитной ленте, намоточных станках, лини х по производству полимерных материалов. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  линейной скорости и качества намотки ленты. Устройство дл  регулировани  скорости лентопрот жного механизма содержит два привода 3 и 4 катушек, каждый из которых состоит из ключей 5 и 6, сумматоров 7 и 8, цифроаналоговых преобразователей 9 и 10, регул торов 11 и 12 скорости, усилителей 13 и 14 мощности, электродвигателей 15 и 16, св занных кинематически с катушками 17 и 18 и частотными датчиками 19 и 20, с помощью которых, а также с помощью преобразователей 21 и 22 частоты в напр жение формируютс  отрицательные обратные св зи по частоте вращени . Задание на скорость вращени  формируетс  путем перемножени  величин, пропорциональных линейной скорости и обратно пропорциональных радиусам рулонов подающей и приемной катушек. Формирование величины, обратно пропорциональной радиусу, осуществл етс  блоком 42 пам ти. Распределение кодов осуществл етс  с помощью коммутаторов 25 и 26 в зависимости от направлени  движени  ленты, которое контролируетс  триггерами 51 и 48. Устройство содержит также блок 1 управлени , задатчик 2 линейной скорости, задатчик 53, датчик 31, регул тор 52 нат жени  и цепи начальной установки (задатчик 43 начального радиуса, дифференциатор 45), сброса (элемент ИЛИ 44, формирователи 49 и 50), перезаписи информации (элемент ИЛИ 46, элемент задержки 47). 1 ил.

Description

(Л

стоит из ключей 5 и 6, сумматоров 7 и 8, цифроаналоговых преобразователей 9 и 10, регул торов 11 и 12 скорости, усилителей 13 и 14 мовднос- ти, электродвигателей 15 и 16, св занных кинематически с катушками 17 и 18 и частотными датчиками 19 и 20, с помощью которых, а также с помощью преобразователей 21 и 22 частоты в напр жение формируютс  отрицательные обратные св зи по частоте вращени . Задание на скорость вращени  формируетс  путем перемножени  вели10

катушек Формирование величины, обрат но пропорциональной радиусу, осуществл етс  блоком 42 пам ти. Распределение кодов осуществл етс  с помощью коммутаторов 25 и 26 в зависимости от направлени  движени  ленты, которое контролируетс  триггерами 51 и 48. Устройство содержит также блок 1 управлени , задатчик 2 линейной скорости , задатчик 53, датчик 31, регул тор 52 нат жени  и цепи начальной установ ки задатчик 43 начального радиуса, дифференциатор 45), сброса (элемент

чин, пропорциональных линейной ско- 15 ИЛИ 44, формирователи 49 и 50), перерости и обратно пропорциональных радиусам рулонов подающей и приемной

записи информации (элемент ИЛИ 46, элемент задержки 47). 1 ил.

катушек Формирование величины, обратно пропорциональной радиусу, осуществл етс  блоком 42 пам ти. Распределение кодов осуществл етс  с помощью коммутаторов 25 и 26 в зависимости от направлени  движени  ленты, которое контролируетс  триггерами 51 и 48. Устройство содержит также блок 1 управлени , задатчик 2 линейной скорости , задатчик 53, датчик 31, регул тор 52 нат жени  и цепи начальной установки задатчик 43 начального радиуса, дифференциатор 45), сброса (элемент

ИЛИ 44, формирователи 49 и 50), переИЛИ 44, формирователи 49 и 50), пер

записи информации (элемент ИЛИ 46, элемент задержки 47). 1 ил.

Изобретение относитс  к системам стабилизации линейной скорости и нат жени  ленточных материалов и может быть использовано, например, в устройствах записи и воспроизведени  информации на магнитной ленте, намоточных станках, лини х по производству полимерных материалов,

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  линейной скорости и качества намотки ленты.

На чертеже показана структурна  схема устройства.-

Устройство содержит последовательно включенные блок 1 управлени  и задатчик 2 линейной скорости, выход которого подключен к электроприводам, 3, 4 катушек, состо щих соответствен но из последовательно соединенных ключей 5 и 6, сумматоров 7 и 8, циф- роанаг.:оговых преобразователей 9 и 10, регул торов 11, 12 скорости, усилителей 13, 14 мощности, электродви- гателеЛ 15 и 16, св занных кинематически с катушками 17 и 18 и двух- каналькыми чаётотньши датчиками 19 и 20, два выхода каждого из которых подключены через преобразователи 21, 22 частоты з напр жение к вторым входам регул торов 11, 12 скорости, промежуточных регистров 23 и 24, коммутаторов 25 и 26, устройство содер

жит также частотные датчики 27, 28 линейной скорости, кинематически св занные через след щие ролики 29 с лентой 30, датчик 31 нат жени , взаимодействующий с лентой через пово

ро.тный рычаг 32, и обводные ролики 33, последовательно включенные первый элемент ИЛИ 34, первый счетчик 35, дешифратор 36, первый триггер 37, выход которого подключен к первым входам элементов И 38, 39, соединенных вторыми в :одамн с первыми выходами частотных датчиков 19 И 20, а выходами - с входами элемента ИЛИ 40, второй счетчик 41, соединенньш с адресными входами блока 42 пам ти , причем вторые информационные входы счетчика 41 подключены к задатчи- ку 43 начального радиуса, первый и третий выходы блока , определ ющие признак направлени  движени , подключены к управл ющим входам ключей 5 и 6 соответственно, выход задатчика 2 соединен с вxoдa m сумматоров 7 и 8, Устройство- содержит также элемент ИЛИ 44, выход которого подключен к входу сброса счётчика 35, а первый вход - к выходу диф4)еренциато- ра 45, соединенного также с тактовьш входом счетчика 41, а через элемент ШШ 46, элемент 47 задержки - с синхронизирующими входами регистров 23, 24, а также входом сброса триггера 48. Второй и третий дходы элемента ИЛИ 44 подключены соответственно через формирователи 49, 50 импульсов к пр мому и инверсному выходам триггера 51, установочные входы которого соединены с выходами датчиков 27, 28, а пр мой.выход дополнительно подключен к информационному входу триггера 48, соединенного тактирующим вхо-

дом совместно с вторыми вхрдами элемента Ш1И 46 и триггера 37 с вторым выходом дешифратора 36, первый выход которого подключен к первому кхо- ду триггера 37 и установочному входу счетчика 41. Выходы счетчика 41 и блока 42 пам ти подключены -соответственно к первому и вторым информационным входам коммутаторов 25 и 26, управл ющие входы каждого из которых подключены к противоположным выходам триггера 48. Выход датчика 31 нат жени  соединен с вторым входом регул тора 52 нат жени , первый вход которого подключен к выходу задатчи- ка 53 нат жени , а пр мой и инверсный выходы - соответственно к информационным входам ключей 5 и 6.

следующим об-

Устройство работает разом.

Стабилизаци  линейной скорости ленты осуществл етс  за счет формировани  гиперболической зависимости скорости вращени  катушек со от радиу- са рулона R

Ы V . -1Дл  реализации данной зависимости формируетс  величина, обратно пропорциональна  радиусу рулона приемной катушки

1

R

пр

CJ

V

Формирование этой величины производитс  с использованием одной из пар частотных датчиков Работающа  пара частотных датчиков 19, 27 или 20, 28 определ етс  направлением движени  ленты, что достигаетс  выбором противоположных каналов формировани  импульсов дл  каждой из пар датчиков. При дв гжении вправо это датчики 19, 27. С помощью счетчика 35, дешифратора 36 и триггера 37 импульсы датчика преобразуютс  в интервал времени. На выходах дешифратора 36 в моменты перехода счетчика 35 через нулевое и максимальное значени  формируютс  сигнш1Ы Начало периода и Конец периода, по которым происходит опрокидывание триггера 37 и возврат его в исходное состо ние. Дл  исключени  ложных импульсов на выходах дешифратора в моменты перехода счетчи- ка из одного состо ни  в другое си1 палы дешифратора дополнительно стро

бируютс  иходнымн импульсами Сч(тчи- ка 35. TaKHNf образом, на выходе триггера 37 формируетс  сигнгш, длительность которого равна

т - - v

где N - коэффициент делени  счетчика; f., частота импульсов на выходе

датчика линейной скорости. Сигнал с выхода триггера 37 поступает на элементы И 38, 39., где он заполн етс  импульсами соответствующего частотного датчика 19, 20. В конце периода счетчик 41 накапливает число

N

пр

T.f,, N %- ,

v p

где f

ы

k пр

частота импульсов на выходе частотного датчика угловой скорости (дл  рассматриваемого случа  это датчик 19);

коэффициент пропорциональности;

относительный радиус рулона приемной катушки. Каждый цикл преобразований начина- етс  с предварительного сброса счет- :чика 35, осуществл емого по сигналу Начало цикла,

При реверсе ленты до тех пор, пока скорость не перейдет через нуль, ра- ботает одна из пар датчиков, например 19, 27, и лишь в момент смены направлени  движени  в работу вступает втора  пара датчиков 20, 28 Направление движени  контролируетс  триг- гером 51.

Дл  исключени  неопределенности при смене направлени  движени -ленты счетчик 35 сбрасываетс  в исходное состо ние. Это осуществл етс  -с помо- щью формирователей 49, 50, формирующих короткие импульсы при каждом опрокидывании триггера 51. По сигналу Конец цикла состо ние триггера перезаписываетс  в триггер 48, который коммутирует каналы поступлени  данных через коммутаторы 25, 26 в регистры 23, 24о

Таким образом, использование двух пар датчиков позвол ет формировать величину, обратно пропорциональную радиусу рулона относительно только принимающей катушки. Это исключает вли ние упругого звена (поворотного

1

рычага 32 с пружнноЛ) на точность измере1т  данной величины..

Линейна  скорость выброса ленты с подающей катушки принципиально не може т быть измерена точно. Учитыва  что общий объем рулона есть величина посто нна , величину, обратно пропорциональную радиусу рулона под ющей катушки, вычисл ют косвенно с использованием следующего соотношени :

1

соответственно макси20

25

30

35

.

мальный и минимальный

радиусы исходного рулона .

Данна  функциональна  зависимость реализуетс  табличным способом с помощью блока 42 пам ти. При этом в качестве адреса используетс  код счет- чика 41, а код, пропорциональный 1/R , формируетс  на шине данных. Информаци  о величинах 1 /Rj. и 1 ,, перезаписываетс  в регистры 23, 24 по сигналу Конец цикла. Обеспечение уверенной записи в промежуточные регистры достигаетс  задержкой им - пульсов, поступающих на синхронизирующие входы регистров, элементом 47.

Движение ленты начинаетс  дри по™ даче сигнала Пуск блоком 1 управлени . В зависимости от сигналов направлени  дв}1жени  Вправо или Влево на выходе задатчика 2 формируетс  над1р жение соответствующего зна- 40 ка. При этом с помощью электроприво- да 3 приемной катушки осуществл етс  стабилизаци  линейной скорости ленты, а с помощью электропривода 4 подающей катушки - нат жение ленты

В процессе перемотки ленты радиус рулона приемной катушки увеличиваетс  , что вызывает уменьшение числа Nn и соответствующее уменьшение выходного напр жени  цнфроана- логового преобразовател  9« Данное напр жение обрабатываетс  скоростным контуром, включающим регул тор 11, усилитель 13, двигатель 15, датчуш 19 и преобразователь 21. На подающей ка -ушке за счет уменьшени  ра- диуса рулона происходит соответствующее увеличение кода Np на вы45

50

55

8

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ходе промежуточного регистра.и увеличение частоты ее вращени „ Дополнительным сигналом, корректирующим разность линейных скоростей на участке между катушками,  вл етс  сигнал с выхода регул тора 52. При этом сигнал с выхода датчика 31, св занного с лентой через поворотный рычаг 32, пропорционален интегралу от разности линейных скоростей концов ленты , что определ ет астатический закон регулировани  по разности линейных скоростей на участке между катушками .

Сигнал рассогласовани  между заданием с выхода задатчика 53 и обратной св зью с выхода датчика 31 вызывает уменьшение или увеличение сигнала на выходе сумматора 8. Тем самым осуществл етс  изменение результирующего сигнала задани  на линейную скорость , поступающего на преобразователь 10, который затем преобразуетс  в сигнал задани  частоты вращени  подающей катушки 18 и отрабатываетс  электроприводом.

Сигнал обратной св зи по частоте вращени  двигателей формируетс  с помощью частотных датчиков 19, 20 и преобразователей 21, 22. При этом амплитуда напр жени  на выходе преобразователей определ етс  частотой поступлени  импульсов, а знак - каналом их прохождени .

При реверсе направлени  движени  ленты одновременно измен етс  знак задани  на линейную скорость и сигнала рассогласовани  По нат жению. Сохранение отрицательной обратной св зи по нат жению достигаетс  за счет коммутации пр мого и инве ртиро- ванного напр жений регул тора 52 ключами 5, 6 о

При подаче питани  на устройство на выходе дифференциатора 45 формируетс  одиночньй импульс, по которому обнул етс  счетчик 35, через элемент ИЛИ 44 счетчик 41 устанавливаетс  в состо ние, соответствующее-минимальному радиусу рулона на принимающей катушке, а триггер 48 - в состо ние соответствующее движению вправо, и информаци  счетчика 41 и блока 42 пам ти перезаписываетс  соответственно в регистры 23 и 24„

Таким образом, технические реше- ни  позвол ют повысить качеств о намотки , в результате чего увеличива- ,

91501002

тс  сохранность и долговечность енты, надежность заниси и воспроизедени  информации с магнитного ноител  ,

в ч т ч с в с п п м ч в г и к в в с э о с и н с кл и эл ны к в с в ч г х с т в н к в в х в д в

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  скорости лентопрот жного механизма, со- держащее блок управлени , у которо- рого первый, второй и третий выходы соединены с соответствующими входами задатчика линейной скорости, частотный датчик линейной скорости первой катушки, кинематически св занный через след щий ролик с лентой, регул тор нат жени , подключенный первым и вторым входами к выходам соответственно задатчика и датчика нат же- ни , последовательно соединенные первый счетчик и дешифратор, стробирую- щий вход которого подключен к входу счетчика а первый и второй вьгеоды - к соответствующим входам первого триг гера, соединенного выходом с первыми входами первого и второго элементов И, второй счетчик, три элемента ИЛИ, элемент задержки, дифференциатор,и два электропривода катушек, каждьй из которых содержит последовательно соединенные ключ, сумматор, циФроана- логовый преобразователь, регул тор скорости, усилитель мощности и электродвигатель катушки, а также двух- канальный частотный датчик, кинематически св занный с электродвигателем катушки и подключенный первым и вторым выходами к соответствующим входам преобразовател  частоты в на- пр жение, соединенного выходом с вторым входом регул тора скорости, и промежуточный регистр, подключенный разр дными выходами к информационным входам цифроанапогового преобразова- тел , причем информационные входы ключей первого и второго электроприводов катушек соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами регул тора, а управл ющие входы - соответственно с первым и вторым знаковыми выходами блока управлени , синхронизирующие входы промежуточных регистров - с выходом элемента задержки , вторые входы сумматоров - с выходой задатчика линейной скорости, о т- л и ч а ю щ е е с   тем, что, с цегт. лью повьш1ени  точности регулировани  линейной скорости, в устройство

   О

   введены за/датчик начал).иого :ui;i4i;:HiiH радиуса, второй и третий триггеры, четвертый элемент ШШ, два форг-шрова- тел  импульсов, блок пам ти и частотный датчик линейной скорости второй катушки, кинематически св занный через дополнительный след щий ролик с лентой, а каждьш из электроприводов катушек дополнен коммутатором, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами промежуточного регистра, первые информационные входы коммутаторов соединены с выходами второго счетчика, подключенного информационными входами к соответствующим выходам задатчика , вторые информационные входы коммутаторов - с соответствующими выходами блока пам ти, подключенного адресными входами к соответствую щим выходам второго счетчика, первый и второй управл ющие входы первого коммутатора - соответственно с первым и вторым выходами второго триггера , а первьш и второй управл ющие входы второго коммутатора - соответственно с вторым и первым выходами этого триггера, вход сброса которого объединен с тактовым входом второго счетчика, с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ и соединен с выходом дифференциатора, вход синхронизации второго триггера подключен к первому выходу дешифратора и второму входу четвертого элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу элемента задержки, d информационный вход второго триггера подключен к первому выходу третьего триггера и входу первого формировател  импульсов , соединенного выходом с вторым входом третьего элемента ИЛИ подключенного выходом к входу сброса первого счетчика, а третьим входом - к выходу второго формировател  импульсов соединенного входом с вторым выходом третьего триггера, первый вход которого подключен к первому входу пер- вого элемента ИЛИ и выходу частотного датчика линейной скорости перпой катушки, а второй вход - к выходу частотного датчика линейной скорости второй катушки и второму входу первого элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом второго счетчика, подключенного входом сброса к второму выходу дешйфn1501002i2

   ратора, a первый и второй входы вто-чены к первым выходам двухканальных рого элемента ИЛИ - с выходами соот-частотных датчиков электропривода ветственно первого и второго элемен- соответственно первой и второй катов И, вторые входы которых, подклю- ,тушек.