CN104444517A - 一种造纸机张力自动控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸机张力自动控制设备,涉及造纸机张力控制技术领域。本发明有一执行机构和控制机构;控制机构包括用于检测纸张张力的压力传感器,与压力传感器连接用于数据处理的PLC,与PLC连接的伺服驱动器,与伺服驱动器连接的伺服电机;执行机构包括活动辊,与活动辊连接的传动机构;伺服电机驱动传动机构带动活动辊沿着纸张的张紧方向来回运动。优点:通过伺服控制活动辊位置,进而调节纸张张力,设备结构简单、动态响应快、控制精度高、安全可靠,不易出现断纸和纸张褶皱问题。
Description
技术领域
本发明涉及造纸机张力控制技术领域,具体是一种造纸机张力自动控制设备。
背景技术
造纸机按照纸张成形过程,可依次分为网部、压榨、前干燥、施胶机、后干燥、压光机、卷纸机,其控制要求主要包括线速度同步、速度链功能、负荷分配功能、张力控制,此外,还有其他控制要求,譬如爬行、紧纸、急停等。由于纸张经过网部的真空吸水、压榨和多组烘缸干燥后,所含水分已经很少,基本上已经达到了成纸的干度,纸页的伸缩率已经很小,张力变化对纸页的影响力突显出来,张力太大,易引起断纸;张力太低,纸页产生飘动,易引起褶皱。因此,必须对张力进行检测和控制。目前,造纸机普遍采用间接张力控制,其原理是通过张力传感器检测纸张张力,反馈给PLC,PLC再经过比较运算后,调节各传动点的速度。这种方式的主要缺陷是动态响应慢,容易断纸。这是由于变频器存在加减速时间,导致速度调节延迟而形成的。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明提供一种造纸机张力自动控制设备,对纸张张力调整的动态响应快,精度高,且不易断纸。
本发明是以如下技术方案实现的:一种造纸机张力自动控制设备,包括执行机构和控制机构;所述的控制机构包括用于检测纸张张力的压力传感器,与压力传感器连接用于数据处理的PLC,与PLC连接的伺服驱动器,与伺服驱动器连接的伺服电机;所述的执行机构包括活动辊,与活动辊连接的传动机构;伺服电机驱动传动机构带动活动辊沿着纸张的张紧方向来回运动。
工作原理:压力传感器检测的纸张压力,由模拟量输入模块输入PLC,PLC将纸张压力转换成纸张张力,并与张力给定值比较后,向伺服驱动器发方向和位移量信号,伺服电机控制活动辊移动,最终调整纸张张力。正常情况下,活动辊在中间位置,当纸张过紧或过松时,可调节活动辊的位置,即可调节纸张的松紧程度。
本发明的有益效果是:通过伺服控制活动辊位置,进而调节纸张张力,设备结构简单、动态响应快、控制精度高、安全可靠,不易出现断纸和纸张褶皱问题。
附图说明
图1是本发明控制原理图;
图2是本发明的一种安装结构示意图;
图3是传动结构示意图图。
具体实施方式
如图1所示,一种造纸机张力自动控制设备有一执行机构和控制机构;所述的控制机构包括用于检测纸张张力的压力传感器,与压力传感器连接用于数据处理的PLC,与PLC连接的伺服驱动器,与伺服驱动器连接的伺服电机;所述的执行机构包括活动辊,与活动辊连接的传动机构;伺服电机驱动传动机构带动活动辊沿着纸张的张紧方向来回运动。
如图2所示,在造纸机的各个传动点之间安装纸张张力自动控制设备,以烘干部1和施胶部3之间的张力自动控制为例。将该设备安装在烘干部和施胶部的中间,通过支架支撑。活动辊2移动轨迹在烘干部和施胶部之间纸张的中间位置,且在垂直方向上。当张力检测值和张力给定值一致时,活动辊在中间的设定位置;当纸张过紧或过松时,PLC驱动伺服电动机,并通过齿轮齿条传动后,控制活动辊的位置,即可调节纸张的松紧程度。
如图3所示,所述的传动机构包括齿条6、安装在伺服电机4输出轴上与齿条相啮合的齿轮5以及两个滑动导轨8,两个滑动导轨8之间用一连杆连接;在两个滑动导轨的上端对称设有轴承7,活动辊的两端通过轴承安装在滑动导轨上;齿条6的顶端固定在连杆上,下端与齿轮5啮合。
本发明的张力检测原理是:将压力传感器安装在活动辊的轴承下部,该传感器能够检测竖直方向的压力。由于纸幅通过导纸辊时,纸幅的张力F分解成垂直方向的力FV和水平方向的力FH,而纸幅的夹角为 、随着活动辊的移动,也随着有规律变化,因此夹角是已知的,则有:
;
垂直方向的力FV是可以通过压力传感器检测出来的,然后再经过三角运算即可得到纸张张力F。
本发明通过PLC向伺服驱动器发送脉冲和方向,即可调整活动辊位置。伺服电机带有内置编码器,能够反馈伺服电机位移,组成半闭环控制,控制精度高,动态快。
Claims (3)
1. 一种造纸机张力自动控制设备, 其特征在于:包括执行机构和控制机构;所述的控制机构包括用于检测纸张张力的压力传感器,与压力传感器连接用于数据处理的PLC,与PLC连接的伺服驱动器,与伺服驱动器连接的伺服电机;所述的执行机构包括活动辊,与活动辊连接的传动机构;伺服电机驱动传动机构带动活动辊沿着纸张的张紧方向来回运动。
2.根据权利要求1所述的一种造纸机张力自动控制设备,其特征在于:所述的传动机构包括齿条、安装在伺服电机输出轴上与齿条相啮合的齿轮以及两个滑动导轨,两个滑动导轨之间用一连杆连接;在两个滑动导轨的上端对称设有轴承,活动辊的两端通过轴承安装在滑动导轨上;齿条的顶端固定在连杆上,下端与齿轮啮合。
3.根据权利要求2所述的一种造纸机张力自动控制设备,其特征在于:所述的压力传感器安装在轴承的下方与轴承接触。
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