Устройство управления диаметром стекловолокна

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДИАМЕТРСМ СТЕКЛОВОЛОКНА, содержащее датчик диаметра стекловолокна, печь, вытягивающее приспособление с электроприводом , .эадатчик диаметра, преобразователь и первый .элемент сравнения , отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления , в него введены датчик частоты вращения, регулятор, сумматор, инвертор , элемент задержки, модель объекта , усилитель и второй элемент срав нения, причем датчик диаметра стекловолокна через преобразователь соединен с одним входом первого элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком диаметра, выход элемента сравнения соединен с одним входом сумматора, другой входкоторого через последовательно соединенные инвертор и элемент задержки соединен с выходом модели объекта, который соединен с соответствующим вхрдом сумматора , выход которого через усилитель соединен с одним входом второго J элемента сравнения и входом модели W объекта,датчик частоты вращения соединен с другим входом второго элемента сравнения,выход которого соединен с входом регулятора, выход которого соединен с электроприводом вытягивающего приспособления, а датчик диаметра стекловолокна выполнен в виде лазера и фотодетектора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКСНИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3405 19 1/29-33 (22) 12 ° 03 ° 82 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (7 2) С.A . Бондарев, Н. E ..Костылева, В.И,Уткин, В.M.Ôèðñoâ, М.Д.Ходаковский, Л. Н, Гн атюк, Ю.A . СоколоВ и В. В.Антонов (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт им. A,Н.Косыгина, и Научно-исследовательский институт электровакуумного стекла (53) 666.189.21 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 850625, кл. С 03 В 37/00, 1982!

2. Авторское свидетельство СССР

Р 821421, кл. С 03 В 37/00, 1981 (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДИАМЕТРОМ СТЕКЛОВОЛОКНА, содержащее датчик диаметра стекловолокна, печь, вытягивающее приспособление с электроприводом, .задатчик диаметра, преобразователь и первый . элемент сравнения, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности управле:SU, 1 1429 А ния, в него введены датчик частоты вращения, регулятор, сумматор, инвертор, элемент задержки, модель объекта, усилитель и второй элемент сравнения, причем датчик диаметра стекловолокна через преобразователь соединен с одним входом первого элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком диаметра, выход элемента сравнения соединен с одним .входом сумматора, другой вход которого через последовательно соединенные инвертор и элемент задержки соединен с выходом модели объекта, который соединен с соответствующим вхрдом сумматора, выход которого через усилитель соединен с одним входом второго Я элемента сравнения и входом модели объекта, датчик частоты вращения соединен с другим входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора, выход которого соединен с электроприводом вытягиваю- Я щего приспособления, а датчик диаметра стекловолокна выполнен в виде лазера и фотодетектора, 1101429

Изобретение относится к производ= ству стекловолокна, конкретнее к устройствам управления диаметром стекловолокна.

Известно устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее электропечь, датчик диаметра стекловолокна, регулятор напряжения, два сумматора, элементы сравнения и задержки и регулятор, причем датчик диаметра стекловолокна подключен к од- 10 ним входам элемента сравнения и первого,сумматора, задатчик подключен к другому входу элемента сравнения и через элемент задержки — к другому . входу ер г сумматора выход кото- 5 рого подключен к одному входу регулятора, другой вход которого соединен с выходом элемента сравнения, выходы регулятора соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен с регулятором напряжения 1).

Недостатком указанного устройства является низкая динамическая точность управления диаметром стекловолокна, обусловленная высокой инерционностью канала воздействия на диаметр волокна путем изменения температуры стекломассы, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее датчик диаметра стекловолокна, печь, вытягивающее приспособление с электроприводом, задатчик диаметра, преобразователь и первый элемент сравнения j2).

Недостатком известного устройства является низкая точность управления диаметром волокна, обусловленная высокой инерционностью. канала управ 40 ленин греющий ток — диаметр волокна, наличием в устройстве управления зоны нечувствительности и возникновением автоколебаний, вызванных транспортным запаздыванием, опреде- 45 ляемым расстоянием от печи до датчика диаметра стекловолокна.

Цель изобретения - повыщение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления диаметром стекловолокна, содержащее датчик диаметра стекловолокна, печь, вытягивающее приспособление с электроприводом, задатчик диаметра, преоб- ээ разователь и первый элемент сравнения, введены датчик частоты вращения, регулятор, сумматор, инвертор, элемент задержки, модель объекта, уси" литель и второй элемент сравнения, 60 причем датчик диаметра стекловолокна через преобразователь соединен с одним входом первого элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком диаметра, выход элемента сравнения соединен с одним входом сумматора, другой вход которого через последовательно соединенные инвертор и элемент задержки соединен с выходом модели объекта, который соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого через усилитель соединен с одним входом второго элемента сравнения и входом модели объекта, датчик частоты вращения соединен с другим входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом регулятора; выход которого соединен с электроприводом вытягивающего приспособления, а датчик диаметра стекловолокна выполнен в виде лазера и фотодетектора.

На чертеже изображена функциональная схема устройства управления ° диаметром стекловолокна.

Устройство содержит регулятор 1, электропривод 2, вытягивающее приспособление 3, волокно 4, вытягиваемое из печи 5, датчик диаметра стекловолокна, включающий лазер б и фотодетектор 7, преобразователь 8, задатчик 9 диаметра, первый элемент

10 сравнения, сумматор 11, усилитель 12, модель 13 объекта, элемент

14 задержки, инвертор 15, второй элемент 16 сравнения и датчик 17 частоты вращения.

Датчик диаметра стекловолокна через преобразователь 8 соединен с од ним входом первого элемента 10 сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком 9 диаметра, Выход первого элемента 10 сравнения соединен с одним вхожом сумматора 11, другой вход которого через последовательно соединенные инвертор 15 и элемент 14 задержки соединен с выходом модели

13 объекта, который соединен с соответствующим входом сумматора 11. Выход сумматора 11 через усилитель 12 соединен с одним входом второго элемента 16 сравнения и входом модели

13 объекта, Датчик 17 частоты вращения соединен с другим входом второго элемента 16 сравнения, выход которого соединен с входом регулятора 1, а выход последнего соединен с электроприводом 2, Устройство работает следующим образом.

Время транспортного запаздывания, s течение которого волокно проходит от печи 5 до датчика диаметра, равно

/V

3 р I где L - расстояние от печи до датчика диаметра волокна;

Ч " скорость вытя ги ванн я волокна, Световые импульсы, возникающие при пересечении лучом лазера б движу1101429

1 о- портного запаздывания iz и, изменив сы, знак в инверторе 15, поступает на другой вход сумматора 11. Этот сигнал изменяется аналогично сигналу с преобразователя 8, но противоположен ему по знаку. Эти два сигнала компенсируют один другого в сумматоа- ре 11, так что выходной сигнал сумматора равен

Пм Udsah щегося волокна 4, преобразуются фот детектором 7 в электрические импуль по которым в преобразователе 8 рассчитывается текущее значение диамет ра волокна 4. В .элементе 10 сравнения сравниваются заданное значение диаметра U „ с задатчика 9 и теку щее значение диаметра U< c преобраз вателя 8, Разностный сигнал U дд подается на один вход сумматора 11.

В связи с тем, что информация о . 10 значении диаметра поступает с..преобразователя 8 с задержкой на время 3, непосредственное управление диаметром стекловолокна по сигналу U,1 = Ug—

Ug „имеет ограниченную точность.. 15

Усйлитель 12 осуществляет функцию пропорционального регулятора, иа его выходе формируется управляющее воэдеФ ствие — задание на частоту ври@ение электропривода 2 согласно выражеиию О

U „= К,U, где К„- коэффициент К) лейия усйлйтеля 12.

Модель 13 объекта представляет собой электронную схему, s которой зависимость между Входным и выходным 25 электрическими сигналами соответствует зависимости между физическими па-, раметрами реального объекта управле» иия. В данном случае объектом управления является установка о выработке стекловолокна, входным параметром является частота вращения электропривода 2, а выходным параметром диаметр (d) волокна.

На выход модели 13 объекта поступает Сигнал U. пропорциональный 35 требуемой в данный момент частоте вращения электропривода 2. На выходе модели 13 объекта сигнал Uù изменяется точно.так же, как диаметр волокна 4 на выходе из печи 5. Сигнал gg с модели 13 объекта задерживается в . элементе 14 задержки на время транс-.

Учитывая, что сигнал Uù с модели

13 объекта изменяется аналогично изменению диаметра волокна на выходе из печи, можно устранить неблагоприятное влияйие транспортного запаздывания между печью 5 и датчиком диаметра волокна и осуществлять регулирование диаметра волокна по его отклонению от э.аданного значения непосредственно в месте формирования волокна.

В блоке 16 сравнения сигнал заданнойй частоты вращения эле к тропри вода

U „ сравнивается с сигналом текущего значения частоты вращения U с датчика 17 частоты вращения, сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 1, выходной сигнал которого UP изменяет частоту вращения / электропривода 2 и вытягивающего приспособления 3 таким образом, чтобы уменьшить отклонение диаметра волокна от заданного значения.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить инерционность электропривода 2, уменьшить влияние транспортного запаздывания и тем самым повысить динамическую точность управления диаметром стекловолокна.

Экономический эффект от использования изобретения определяется снижением разнотолщинности стекловолокна.

1101429

Составитель. С. Бондарев

Редактор Н.Рогулич Техрбд Т. Дубинчак Корректор О.Билак

Заказ 4717/13 .....Тираж . 469............ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент-, г. Ужгород, ул. Проектная, 4