DE1813287C3

DE1813287C3 - Holzschleiferantrieb

Info

Publication number: DE1813287C3
Application number: DE19681813287
Authority: DE
Inventors: H Goldner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1968-12-07
Filing date: 1968-12-07
Publication date: 1979-08-16
Also published as: SE373172B; DE1813287A1; DE1813287B2

Description

auch die Vorschubgeschwindigkeit durch Verändern der Begrenzung des oder der Leistungsregler so lange

y
erhöht bis der Ausdruck ^₁ wieder seinen alten Wert erreicht hat. Überschreitet hierbei die vom Schleifermotor aufgenommene Leistung den Sollwert seines eigenen Leistungsreglers, so wird die Drehzahl der zugeordneten Vorschubantriebe entsprechend gesenkt, überschreitet der Kurzzeitmittelwert der gesamten Schleiferei den vorgegebenen Gesamtmaximalwert so wird der Sollwert für den Mahlgrad zum Schutz der Zentrale zeitweise herabgesetzt Nachdem die Überlastung vorüber ist geht der Mahlgradsollwert auf den alten Wert zurück, der von der Regelung des Langzeitmittelwertes vorgeschrieben wird.

Es sei hierbei besonders vermerkt, daß die Regelung der Gesamtleistung aller Schleifer nicht nur über die Begrenzung des Leistungsreglers erreicht werden kann, SGndern daß es im Rahmen der Erfindung genauso möglich ist in anderer Weise in die Vorschubregelung einzugreifen, beispielsweise direkt den Drehzahlsollwert vorzugeben.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert:

Von einem asynchronen oder synchronen Steinantriebsmotor 1 werden ein oder mehrere Schleifsteine 2 angetrieben. Die zu schleifenden Holzstämme 8 werden durch eine Vorschubeinrichtung 3 auf den Schleifstein 2 gedrückt Im gezeichneten Fall besteht die Vorschubeinrichtung aus Ketten, die von einem Elektromotor 6 angetrieben werden. Der Leistungsistwert Λ/,« des elektrischen Antriebes 1 (oder gegebenenfalls der Strom) wird neben einem am Potentiometer 10 abzunehmenden Leistungssollwert Nsoii einem Leistungsregler 11 zugeführt, der an seinem Ausgang die Führungsgröße V₅ für die unterlagerte Vorschubgeschwindigkeitsregelung des Vorschubmoiors 6 oder gegebenenfalls auch für weitere Vorschubantriebe, wie durch den Pfeil 14 angedeutet, liefert. Durch das angedeutete Begrenzungspotentiometer 16 oder durch die späterhin erläuterte Mahlgradregelung kann diese Führungsgröße für die Vorschtihgeschwindigkeit in beliebiger Weise begrenzt werden. Die Führungsgröße für die Vorschubgeschwindigkeit V₅ wird mit dem Istwert V,« der Vorschubgeschwindigkeit welche aus einem mit dem Motor 6 gekuppelten Tachometerdynamo 19 abgeleitet wird, verglichen und einem Vorschubgeschwindigkeitsregler 12, dessen Ausgangsrignal ebenfalls durch eine Begrenzerschaltung 17 steuerbar ist, zugeführt. Dieser Hefen wieder die Führungsgröße /V für die Stromregelung des Vorschubmotors 6. Zusammen mit dem Stromistwert /,· liegt die Führungsgröße am Eingang eines Stromreglers 13, der über einen Verstärker und Stellglied 18 den Gleichstrommotor 6 aussteuert. Wie eingangs bereits erwähnt, wird dabei der Leistungssollwert am Potentiometer 10 auf den zulässigen oberen Leistungsgrenzwert eingestellt. Die Begrenzung für die Führungsgröße V_s der Vorschubgeschwindigkeit wird am Potentiometer 16 so vorgenommen, daß sie der technologisch günstigsten Vorschubgeschwindigkeit entspricht Bei diesen Einstellungen wird normalerweise die Leistungsaufnahme des Steinantriebes I kleiner als der am Potentiometer 10 eingestellte ! eistungssollwert bleiben. Dadurch wird der Leistungsregler 11 bis zu seiner Ausgangsbegrenzung aufgesteuert sein, so daß der Vorschubmotor 6 mit der gewünschten konstanten höchsten Drehzahl läuft. Zusätzlich zu dieser im Kauptpatent beschriebenen

Einrichtung ist noch ein Wahlschzlter 20 vorgesehen, mit dem die Begrenzung des Leistungsreglers 11 auf eine selbsttätige, vom Mahlgrad abhängige Regelung umstellbar ist Diese Regelung wirkt auch alternativ (Pfeil 15) als zusätzlicher Drehzahisollwert, falls einem Antrieb 1 mehrere Schleifer zugeordnet sind.

Für diese Regelung wird über Glättungsglieder 21 und 22, deren Zeitkonstanten für das Anfahren gegebenenfalls änderbar sind, ein der mittleren Leistung des Steinantriebes 1 entsprechender Wert erzeugt Bei der Alternativlösung mit 2 Schleifern je Motor muß hier der zum jeweiligen Vorschubantrieb gehörende Leistungsanteil gemittelt werden. Die so erzeugte Größe, die im Rechengerät 24 mit K potenziert wird, und die Vorschubgeschwindigkeit V/_s, werden einer Rechen-

schaltung 23 zugeführt, welche den Quotienten _;K bildet Dieser »Mahlgradistwert« M₁ wird mit einem am Potentiometer 27 eingestellten Mahlgradsollwert M₅ verglichen. Abhängig von der Differenz zwischen SoII- und Istwert wird über einen Regler 25 die. Begrenzung des Leistungsreglers 11 verändert.

Beim Anfahrvorgang gibt das Begrenzerpotentiometer 26 die Mindestvorschubgeschwindigkeit an, und zwar so lange, bis N^K so groß geworden ist, daß es die Vorschubgeschwindigkeit selbsttätig auf den optimalen Wert steigert. Die Glättungsglieder 21,22 können dabei so gewählt werden, daß der selbsttätige Hochlauf der langsamen Steinerwärmung Rechnung trägt

Die Regelung arbeitet folgendermaßen:
Erhöht sich z. B. infolge zunehmender Steinabnützung die vom Schleiferantrieb 1 aufgenommene Leistung, so erhöht sich der Mahlgrad. Abhängig von N^K, wobei K über technologische Messungen festgelegt ist, wird über den Regler 25 die Begrenzung weiter aufgesteuert so daß auch die Vorschubgeschwindigkeit und damit wieder die Leistung erhöht wird, und zwar so lange bis ein stabiler Arbeitspunkt erreicht ist, bei dem die Abweichung zwischen Mahlgradsoll- und Mahlgradistwert verschwunden ist. Mit dieser Produktionssteigerung sinkt der relative Energiebedarf (spezifische Schleifarbeit = kWh/kg Holzschliff), so daß bei der Bestimmung von K ein Kompromiß zwischen Mahlgrad und Energiebedarf zu treffen ist. Näheres über den Zusammenhang zwischen Steinschärfe, Energiebedarf und Produktion siehe z. B.: Papiertechnische Bibliothek, Band 9, Neuzeitliche Holzschlifferzeugung, Seite 154.

Naturgemäß werden bei dieser Art der Regelung mit der Zeit Leistungsgrenzen erreicht, die nicht überschritten werden dürfen, danach muß der Stein erneut geschärft werden; kurzzeitige Überlastungen, die höher als der Sollwert am Potentiometer 10 sind, werden durch den Regler 11 begrenzt

Bei größeren Schleifereien sind mehrere dieser Antriebe vorhanden, deren zulässige Gesamtleistungsaufnahme im allgemeinen kleiner sein wird als die Summe der an den Potentiometer 10 eingestellten Sollwerte. Hier bietet sich die Möglichkeit, den Mahlgradsollwert abhängig von dem Langzeitmittelwert der Leistungsaufnahme der Schleiferantriebe vorzugeben. Zu diesem Zweck wird der Leistungsistwert (Stromistwert) aller Schleiferantriebe /V«, mit dem Betriebssollwert am Potentiometer 31 verglichen. Über Gläitungsglied 30 wird die hiwer'ahvckhung der Leistungsaufnahme der Gesamtschleiterei geglättet und über Regler 3t als Begrtiuung des Reglers 32 der Sollwert für den Gesamtmahlgrad Mgebildet.

Mit dem Sollwertpotentiometer J4 wird der Lei-

stiiiigsbegrenzungssollwert für den Schutz der elektrischen Versorgungsanlagen vorgegeben und mit der Summe der Leistungsistwerte der gesamten Anlage. Der Sollwert 34 st'.-l.i normalerweise höher als die Sunimc aller Leistungsistwerte, so daß der Regler 32 bis zur Begrenzung duicii Jem Regler 31 aufgrsttuci ι ist. Erst bei zu hohen Leistungsistwerten wird der über Regler 31 vorgegebene Sollwert M vorübergehend zum Schutz der Zentrale herabgesetzt.

Der Sollwert des Gesamtmahlgrades M wird dem u Potentiometer 27 zugeführt, an dem der Sollwert M₅ für den gezeichneten Antrieb eingestellt wird. Gleichzeitig wird der Gesamtsollwert M auch anderen Antrieben (durch Potentiometer 28,29 angedeutet), zugeführt. Wie im einzelnen nicht näher dargestellt, wird der Mahlgradsoliwert am günstigsten vom Mittelwert der Gesamtleistungsaufnahme der Schleiferei beeinflußt, wobei z. B. Lastspitzen mit kleiner Zeitkonstante und die mittlere Leistungsaufnahme mit großer Zeitkonstante den Mahigrad derart verändern können, daß die Anfordc ruiigen dor KraftzeriLralc mit den technologischer Vorgängen sinnvoll verknüpft sind. Es kann liierdurcl' im wesentlichen mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden, die Nachteile einer Leistungsregelung mit itark schwankender Vorsdiiibgcschwindigkeit werden vermieden.

Abschließend sei noch erwähnt, daß die Potenzieren^ der Leistung z. B. in der Weise ausgeführt werden kann daß der Faktor mit dem Logarithmus der Leistung Λ multipliziert wird und dieses Produkt dann wieder ir einer Schaltung delogarithmiert wird.

Erwähnt sei noch, daß es möglich ist, die bei einet Änderung von K oder des Mahlgradsollwertes auftretenden Auswirkungen im voraus zu beurteilen, inderr z.B. die Leistung N zeitlinear von 0 bis 100% in die Rechenschaltung eingegeben und das Ergebnis aufge zeichnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Regeleinrichtung für einen Vorschubmotor bei einem Holzschleifer, bestehend aus einem Leistungsmeßglied zur Erfassung des Leistungsistwertes (Stromistwert) des Steinantriebes, einem Potentiometer zur Einstellung des Leistungssollwertes des Steinantriebes, einem an Leistungsmeßglied und Potentiometer angeschlossenen Leistungsregler, einem vom Leistungsregler gesteuerten Stellglied für den Vorschubmotor und einer Drehzahlmeß- und Strommeßvorrichtung des Vorschubmotors, deren Ausgangssignale zur Begrenzung von Drehzahl und Strom des Vorschubmotors dienen, wobei ferner ein an den Leistungsregler und die Drehzahlineßvorrichtung angeschlossener Drehzahlregler und eine dem Leistungsregler zugeordnete, einstellbare Begrenzungsschaltung für das zum Drehzahlregler geführte Ausgangssignal des Leistungsreglers vorgesehen sind — nach Patent 15 11 170.3 — dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbare Beg^renzungsschaltung ein Regler (25) vorgesehen ist, der istwertseitig mit einer Rechenschaltung (21—24) zur Bildung einer dem Mahlgrad (M) proportionalen Größe und sollwertseitig mit einem Potentiometer (27) zur Vorgabe eines Mahlgradsollwertes verbunden ist.

Die E./indung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für einen Vorschubmotor bei einem Holzschleifer, bestehend aus einem Leistungsmeßglied zur Erfassung des Leistungsistwe'tes (Stromistwert) des Steinantriebes, einem Potentiometer zur Einstellung des Leistungssollwertes des Steinantriebes, einem an Leistungsmeßglied und Potentiometer angeschlossenen Leistungsregler, einem vom Leistungsregler gesteuerten Stellglied für den Vorschubmotor und einer Drehzahlmeß- und Strommeßvorrichtung des Vorschubmotors, deren Ausgangssignale zur Begrenzung von Drehzahl und Strom des Vorschubmotors dienen, wobei ferner ein an den Leistungsregler und die Drehzahlmeßvorrichtung angeschlossener Drehzahlregler und eine dem Leistungsregler zugeordnete, einstellbare Begrenzungsschaltung für das zum Drehzahlregler geführte Ausgangssignal des Leistungsreglers vorgesehen sind — nach Patent 15 11170.3.

Bei einer derartigen Regelung kann der Leistungssollwert des Steinantriebes auf den gerade noch zulässigen oberen Grenzwert eingestellt werden. Die Begrenzung des Leistungsreglerausgangssignales wird dann so vorgenommen, daß sich die technologisch günstigste Vorschubgeschwindigkeit ergibt. Bei einer solchen Einstellung wird normalerweise die vom Steinantrieb aufgenommene Leistung kleiner als der zulässige Grenzsollwert bleiben. Infolgedessen wird der Leistungsregler stets bis zu seiner Ausgangsbegrenzung aufgesteuert sein; damit entspricht — wie erwähnt — die Führungsgröße des Vorschubgeschwindigkeitsreglers der technologisch günstigsten Vorschubgeschwindigkeit. Bei Lastspitzen wird beim Überschreiten des Leistungsgrenzsollwertes den Vorschubgeschwindigkeitsreglern ein niedrigerer Sollwert als der an der Ikgrenzerschaltung des Leistungsregler?, eingestellte Wert zugeleitet. Dadurch gehen die Vorschubgeschwindigkeiten zurück und das den Steinantrieb speisende Wechselspannungsnetz wird entlastet.

Umgekehrt ist es auch möglich, den Leistungssollwert und die Vorschubgeschwindigkeitsbegrenzung so einzustellen, daß die vom Steinantrieb aufgenommene Leistung auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Der Mahlgrad des vom Schleifer gelieferten Produktes, eine Größe, die im wesentlichen die Feinheit des Mahlgutes angibt, ändert sich mit der Schärfe des Schleifsteines. Der Schleifer bleibt mehrere Tage bis Wochen in Betrieb, bis der Stein geschärft wird. Hierbei kann die Änderung des Mahlgrades beträchtlich sein, vor allem, wenn die Schleiferleistung oder die Vorschubgeschwindigkeit konstant bleiben.

Das Papier kann nun aber wiederum nur dann optimal hergestellt werden, wenn die vom Schleifer gelieferten Produkte einen bestimmten Mahlgrad besitzen. Zur Konstanthaltung des Mahlgrades ist es bereits bekannt, die Vorschubregeleinrichtung so zu beeinflussen, daß der Mahlgrad auch bei Änderungen der Steinschärfe annähernd konstant gehalten wird. Der Mahlgrad Mist

dabei durch die Beziehung M= ^₁ definiert, wobei V die Vorschübgeschwindigkeit, A/die Leistungsaufnahme des Antriebs eines Steines und K ein vorgegebener Exponent ist, welcher zwischen 0,3 und 1,7 liegt (vgl. DE-AS 12 22 578).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Vorschubgeschwindigkeit selbsttätig auf einen für den Mahlgrad optimalen Wert eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als einstellbare Begrenzungsschaltung ein Regler vorgesehen ist, der istwertseitig mit einer Rechenschaltung zur Bildung einer dem Mahlgrad proportionalen Größe und sollwertseilig mit einem Potentiometer zur Vorgabe eines Mahlgradsollwertes verbunden ist.

Zur Bildung einer Ersatzgröße für den Mahlgrad-Istwert kann in an sich bekannter Weise eine Rechenschaltung benutzt werden, die den Quotienten aus der Vorschubgeschwindigkeit und der Leistung des Steinantriebes zur /C-ten Potenz bildet. Dieser Quotient kann dann in einem die Begrenzung des Leistungsreglers bzw. die Vorschubgeschwindigkeit steuernden Regler mit einem Mahlgrad-Sollwert verglichen werden. Als Ergebnis dieses Vergleiches steigt bei konstantem Mahlgrad die Vorschubgeschwindigkeit mit abnehmender Steinschärfe und steigender Leistungsaufnahme nur langsam, so daß nahezu eine Regelung auf konstante Vorschubgeschwindigkeit vorliegt, bei der am einzelnen Schleifer die Leistungsbegrenzung zum Schutz des Antriebs auf einen hohen Wert gestellt wird. Diese Leistungsbegrenzung ist zum Schutz der Zentrale weniger wirksam. Bei mehreren Schleifern ist es daher zweckmäßiger, den Schutz der Zentrale entgegen der bisherigen Praxis abhängig von der Gesamtleistungsaufnahme aller Schleifer durchzuführen. Diese Aufgabe kann z. B. über den Mahlgrad-Sollwert erfüllt werden. Der Mahlgradsollwert wird dabei kurzzeitig zur Stellgröße einer Leistungsbegrenzungsregelung für die gesamte Schleiferei. Außerdem wird er zur Stellgröße einer Leistungsregelung gemacht, die die Gesamlleisttingsaufnahme aller Schleifer auf einem Langzcitmittelwert hält, über den die Gesamtproduktionsnien^e der Schleiferei vorgegeben wird.

Steigt also z. B. die Leistung eines oder mehrerer Steinantriebe durch Abnahme der Steinschärfe, so wird