一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種稀釋水閥技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]本實用新型所述的稀釋水閥執(zhí)行機構(gòu)是造紙機紙張橫幅定量控制系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的橫幅定量控制是通過調(diào)節(jié)流槳箱唇板的局部開度來實現(xiàn)的，這種方法的缺陷是調(diào)節(jié)范圍小、精度差、靈敏度及分辨率低，而且調(diào)節(jié)過程完全依靠人工進行，因此只能應(yīng)用于狹幅、低速的紙機。
[0003]目前國內(nèi)外在高速、寬幅紙機上普遍采用一種新型的稀釋水橫幅定量控制系統(tǒng)，其工作原理(參見附圖2)是根據(jù)QCS掃描檢測得到紙張的橫幅定量數(shù)據(jù)送往中央控制室計算出橫幅定量各分區(qū)(寬度為Omm)的偏差值，并依據(jù)此偏差值計算出各分區(qū)的稀釋水閥的調(diào)節(jié)量，從而可改變該分區(qū)漿料內(nèi)注入的稀釋水量，濃度會隨之變化，各分區(qū)的定量就得到重新調(diào)整。
[0004]在上述過程中，稀釋水閥執(zhí)行機構(gòu)是一個關(guān)鍵設(shè)備，它起到了承前啟后的作用，前面與中央控制室的數(shù)據(jù)通訊要求安全、快捷，后面對稀釋水閥的控制要求精確可靠。在本實用新型之前，已有報導稱橫幅定量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為中央控制室與若干個“智能控制盒”通過數(shù)據(jù)接口進行連接，每個“智能控制盒”最多可帶八個執(zhí)行機構(gòu)，他們之間是通過電氣接口進行連接。這種結(jié)構(gòu)的特點是:執(zhí)行機構(gòu)是非智能的，其與中央控制室的數(shù)據(jù)交換需要通過一個中間環(huán)節(jié):“智能控制盒”來實現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)易出故障及難于判定每個執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部的運行狀態(tài)。此外，國內(nèi)的稀釋水閥實際的調(diào)節(jié)量數(shù)據(jù)都是采用位移傳感器來取得的，這種傳感器產(chǎn)生的是模擬量信號，只能通過電氣接口加以傳遞，這也限制了執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)節(jié)精度和速度。本實用新型即是針對上述三個缺點而展開研發(fā)、改進的。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型克服了上述三個缺點，使稀釋水執(zhí)行機構(gòu)有了更為優(yōu)異的性能，從而提高了整個橫幅定量控制系統(tǒng)的水平。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，包括
[0008]總裝殼體以及設(shè)置在總裝殼體內(nèi)
[0009]由步進電機和步進電機驅(qū)動電路板組成的動力部；
[0010]由彈性聯(lián)軸器、精密絲桿、自潤滑螺母及稀釋水閥閥芯連桿組成的傳動部；
[0011]由上限位裝置和下限位裝置組成的限位部；
[0012]由主控板、數(shù)據(jù)通訊板及電纜接口組成的控制通訊部；
[0013]由主控板和磁編碼器組成的位移檢測部；
[0014]其中，步進電機上端與磁編碼器同軸連接，在軸的延伸端連接有手輪，步進電機下端設(shè)置有圓筒形支架，支架的上下兩端有延伸的支架上平臺和支架下平臺，其支架上平臺與步進電機相連接，支架下平臺與密封墊塊固定連接，而密封墊塊與總裝殼體固定連接；在支架中間部設(shè)置有傳動部與限位部，所述限位部設(shè)置于傳動部的一側(cè)；
[0015]所述電機驅(qū)動電路板、主控板和數(shù)據(jù)通訊板設(shè)置于近電機本體一側(cè)的插槽內(nèi)。
[0016]所述主控板是帶有微處理器及各種I/O接口的微型電腦。
[0017]所述的主控板與數(shù)據(jù)通訊板配合場執(zhí)行器，各執(zhí)行機構(gòu)都可以作為一個獨立接點直接接入現(xiàn)場總線，與遠程中央控制室連接成可以互通信息，共同完成自控任務(wù)的全分布式控制系統(tǒng)。
[0018]所述主控板與步進電機驅(qū)動電路板及步進電機相配合，在稀釋水閥整個行程30_過程中，可細分為12500步。
【附圖說明】
[0019]1、圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]2、圖2是本實用新型實施例的質(zhì)量控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0021]3、圖3是本實用新型實施例的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的描述。
[0023]參照圖1，圖1為本實用新型的機械機構(gòu)圖，包括總裝殼體8內(nèi)動力部、傳動部、限位部、控制通訊部以及位移檢測部；
[0024]所述動力部由步進電機3、步進電機驅(qū)動器電路板14組成，驅(qū)動電路板14向步進電機3每送出一個脈沖，步進電機3就會轉(zhuǎn)動一個確定的角度，在每個調(diào)節(jié)過程中，總共送出多少的脈沖，是由主控板15向步進電機驅(qū)動電路板14發(fā)出的指令確定的。
[0025]所述傳動部由聯(lián)軸器4、精密絲桿5以及自潤滑螺母6及稀釋水閥閥芯連桿10組成，傳動部通過聯(lián)軸器4將精密絲桿5與步進電機3的旋轉(zhuǎn)軸相連接，在精密絲桿5隨步進電機3旋轉(zhuǎn)時，與其緊密配合的自潤滑螺母6將上述角位移轉(zhuǎn)換成直線位移，并通過固定在螺母6上的稀釋水閥閥芯連桿10帶動稀釋水閥的閥芯隨著步進電機3的轉(zhuǎn)動作上、下移動，從而改變稀釋水閥的開度。
[0026]所述限位部由上限位裝置12和下限位裝置13組成，其有兩個作用:一是將稀釋水閥的開度限制在一定的范圍之內(nèi)，另一個作用是校正功能，在本實用新型中稀釋水的開度是依據(jù)磁編碼器的脈沖累計數(shù)來確定的，在長時間運行后會產(chǎn)生誤差，因此每隔一段時間就要把上限位(零點位置)作為起始點，對閥位顯示作一次校正。
[0027]如圖1和圖2所示:本實用新型的智能執(zhí)行機構(gòu)所調(diào)節(jié)的稀釋水閥是一種直行程閥，當處于上限位裝置12位置時開度為零，處于下線位裝置13位置時開度為100%，整個行程為:30mm，對應(yīng)的步進電機3轉(zhuǎn)動范圍為O?12500步。每10步可使稀釋水閥閥芯連桿10 移動:0.024mm。
[0028]所述位移檢測部由主控板15及磁編碼器2組成，對稀釋水閥閥芯的位移也即稀釋水閥的開度可作出精確的定位，其分辨率為0.01_。磁編碼器2的軸與步進電機3的軸同軸連接，步進電機3帶動磁編碼器2轉(zhuǎn)動一周，通過磁編碼器2內(nèi)的磁感應(yīng)器發(fā)出24個脈沖信號，并送往主控板15進行累計，由此可計算出稀釋水閥閥芯的位移量及稀釋水閥的開度。為了校正由正、反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的回差，在主控板15中設(shè)置回差補償系統(tǒng)，可有效的克服回差帶來的對位移量檢測的誤差。
[0029]所述的主控板15是帶有微處理器(CPU)及各種±/0接口的微型電腦；
[0030]如圖3所示，所述的主控板15與數(shù)據(jù)通訊板16組合，使本智能執(zhí)行機構(gòu)成為符合現(xiàn)場總線要求的標準的現(xiàn)場執(zhí)行器，每個執(zhí)行機構(gòu)都可以作為一個獨立節(jié)點接入現(xiàn)場總線。與遠程中央控制室連接成可以互通信息，共同完成自控任務(wù)的全分布式控制系統(tǒng)。
[0031]所述的主控板15與步進電機驅(qū)動電路板14組合可按中央控制室提供的信息，量化的控制步進電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)。
[0032]所述的主控板15與磁編碼器2組合可準確地計算出稀釋水閥的位移量及開度，并開發(fā)了回差補償系統(tǒng)克服了回差帶來的誤差。
[0033]所述的主控板15與上限位裝置12及下限位裝置13提供了上下限位功能，使稀釋水閥閥芯連桿10帶動的閥芯位移控制在一定的范圍，可保證執(zhí)行機構(gòu)因越限而造成損壞。
[0034]所述的主控板15還具有故障診斷及報警功能，當閥芯出現(xiàn)卡滯、步進電機3電流越限，與中央控制室通訊出現(xiàn)障礙等各種可及時檢測到，并發(fā)出報警信號、顯示故障代碼。
[0035]為了更全面的了解本實用新型在橫幅定量控制系統(tǒng)中的作用，以圖2所示的控制系統(tǒng)原理圖加以說明:
[0036]在橫幅定量控制系統(tǒng)投入運行后，首先通過質(zhì)量檢測系統(tǒng)QCS對正在抄造的紙張沿橫幅進行在線掃描檢測，得到一組橫幅定量數(shù)據(jù)，組內(nèi)數(shù)據(jù)是按分區(qū)來劃分的，每個分區(qū)占據(jù)的紙橫幅寬度為:30mm，以紙幅總寬度為4800mm的紙機為例。68分區(qū)，即每組橫幅定量中含有68個分區(qū)定量數(shù)據(jù)。QCS把這組數(shù)據(jù)送往中央控制室的計算機，先計算出這68個數(shù)據(jù)的平均值，再計算出各分區(qū)的定量數(shù)據(jù)相對于平均值的偏差值。進一步計算為了消除這個偏差各分區(qū)的稀釋水閥(數(shù)量也為68個)應(yīng)該做出的調(diào)節(jié)量。中央控制室通過現(xiàn)場總線將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給本實用新型的各執(zhí)行機構(gòu)，由執(zhí)行機構(gòu)的主控板15給步進電機驅(qū)動電路板14發(fā)出調(diào)節(jié)量指令，再通過動力部、傳動部驅(qū)使電路板14發(fā)出調(diào)節(jié)量指令，再通過動力部、傳動部驅(qū)使稀釋水閥作一定的位移，改變稀釋水閥的開度，從而使各分區(qū)的定量偏差向減少方向調(diào)整，以此完成一次橫幅定量調(diào)節(jié)。經(jīng)過幾次這樣的調(diào)節(jié)過程，可使橫幅定量獲得明顯的改善。
【主權(quán)項】
1.一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:包括 總裝殼體以及設(shè)置在總裝殼體內(nèi) 由步進電機和步進電機驅(qū)動電路板組成的動力部； 由彈性聯(lián)軸器、精密絲桿、自潤滑螺母及稀釋水閥閥芯連桿組成的傳動部； 由上限位裝置和下限位裝置組成的限位部； 由主控板、數(shù)據(jù)通訊板及電纜接口組成的控制通訊部； 由主控板和磁編碼器組成的位移檢測部； 其中，步進電機上端與磁編碼器同軸連接，在軸的延伸端連接有手輪，步進電機下端設(shè)置有圓筒形支架，支架的上下兩端有延伸的支架上平臺和支架下平臺，其支架上平臺與步進電機相連接，支架下平臺與密封墊塊固定連接，而密封墊塊與總裝殼體固定連接；在支架中間部設(shè)置有傳動部與限位部，所述限位部設(shè)置于傳動部的一側(cè)； 所述電機驅(qū)動電路板、主控板和數(shù)據(jù)通訊板設(shè)置于近電機本體一側(cè)的插槽內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述主控板是帶有微處理器及各種I/O接口的微型電腦。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述的主控板與數(shù)據(jù)通訊板配合場執(zhí)行器，各執(zhí)行機構(gòu)都可以作為一個獨立接點直接接入現(xiàn)場總線，與遠程中央控制室連接成可以互通信息，共同完成自控任務(wù)的全分布式控制系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述主控板與步進電機驅(qū)動電路板及步進電機相配合，在稀釋水閥整個行程30_過程中，可細分為12500步。
【專利摘要】本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種用于調(diào)節(jié)稀釋水閥的智能執(zhí)行機構(gòu)，包括總裝殼體以及設(shè)置在總裝殼體內(nèi)，由步進電機和步進電機驅(qū)動電路板組成的動力部；由彈性聯(lián)軸器、精密絲桿、自潤滑螺母及稀釋水閥閥芯連桿組成的傳動部；由上限位裝置和下限位裝置組成的限位部；由主控板、數(shù)據(jù)通訊板及電纜接口組成的控制通訊部；由主控板和磁編碼器組成的位移檢測部；在支架中間部設(shè)置有傳動部與限位部，所述限位部設(shè)置于傳動部的一側(cè)；所述電機驅(qū)動電路板、主控板和數(shù)據(jù)通訊板設(shè)置于近電機本體一側(cè)的插槽內(nèi)。本實用新型克服了上述三個缺點，使稀釋水執(zhí)行機構(gòu)有了更為優(yōu)異的性能，從而提高了整個橫幅定量控制系統(tǒng)的水平。
【IPC分類】D21F1/08
【公開號】CN204644770
【申請?zhí)枴緾N201520296721
【發(fā)明人】米林安, 王孟效
【申請人】陜西西微測控工程有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月10日