JP2008532469A - Actuator system for use in controlling a sheet or web forming process - Google Patents
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Abstract
シート形成マシン上の一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動されるデバイスが、以下のいずれかの方法により、電力を受け取り、且つ一つまたはそれ以上の品質管理システムとの間で双方向通信を行う:電力をアクチュエータに伝送するための物理的に接続されたケーブル、及び双方向通信のために使用される物理的に接続されたケーブルを有することなく;または、電力ケーブル上での非接触電力及び通信;または、電力と双方向通信の両方を提供するための、電力源からアクチュエータに接続されたケーブル;または、電力はケーブルによりアクチュエータに供給され、双方向通信はワイヤレスである。 A device driven by one or more actuators on a sheet forming machine receives power and communicates with one or more quality control systems in any of the following ways: Without having a physically connected cable for transmitting power to the actuator and a physically connected cable used for two-way communication; or contactless power on the power cable and Communication; or a cable connected from the power source to the actuator to provide both power and bidirectional communication; or power is supplied to the actuator by cable and the bidirectional communication is wireless.
Description
この発明は、シート及びウエブ材料の横断方向のプロファイルの制御のためのシステムに係り、特に、アクチュエータを使用し、且つアクチュエータへの電力および/または通信が、ワイヤレスまたは非接触および/または同一のケーブル上で行われることがある横断方向のプロファイル・システムに係る。 The present invention relates to a system for controlling the transverse profile of sheet and web material, in particular using an actuator and the power and / or communication to the actuator being wireless or non-contact and / or the same cable A transversal profile system that may occur above.
オンライン測定が、シート及びウエブ材料の性質を、その製造の際に、検出するため行われることが可能であることが、良く知られている。説明を簡潔にするために、“シート”と言う用語は、ここでは、特許請求の範囲を含め、シートまたはウエブのいずれかを呼ぶために使用されている。一般的に、オンライン測定は、シート及びウエブの製造プロセスの迅速な制御を可能にし、それによって、シートの品質を向上させ、それと同時に、水準以下の品質のシート材料(好ましくないプロセス条件が修正される前に製造される)の量を減少させる。例えば、製紙産業において、オンライン・センサは、例えば基準重量、湿分量、キャリパー、コーティング重量、仕上げ、色、及び紙・シートの転換のような、変数を、製造中に検出することが可能である。 It is well known that on-line measurements can be made to detect the properties of sheets and web materials during their manufacture. For the sake of brevity, the term “sheet” is used herein to refer to either a sheet or a web, including the claims. In general, on-line measurement allows for quick control of the sheet and web manufacturing process, thereby improving sheet quality and at the same time substandard quality sheet material (correcting undesirable process conditions). Reduce the amount of For example, in the paper industry, online sensors can detect variables during manufacturing, such as reference weight, moisture content, caliper, coating weight, finish, color, and paper / sheet conversion. .
シート材料の横断方向の変動を検出するため、走査式センサを使用することが良く知られており、この走査式センサは、横断方向にシートを横切って前後に移動し、その際に、各走査に沿うシートの性質の値を検出する。“横断方向”(または“CD”)言う用語は、シートの表面をマシン方向(即ち、シート材料の移動の方向)に対して垂直に横切る方向を呼ぶ。 It is well known to use a scanning sensor to detect transverse variations in sheet material, which moves back and forth across the sheet in the transverse direction, with each scan Detect the value of the property of the sheet along. The term “transverse direction” (or “CD”) refers to the direction across the surface of the sheet perpendicular to the machine direction (ie, the direction of movement of the sheet material).
走査式センサにより供給される測定情報は、各走査に対してまとめられ、横断方向の、シートの検出された性質の“プロファイル”が提供される。かくして、各プロファイルは、隣接する位置またはスライスでの、一連のシート測定を有し、そのプロファイルは、一般的に、横断方向に伸びている。そのようなプロファイルから、シートの性質の横断方向の変動か検出されることが可能である。検出された横断方向の変動に基づいて、適切な調整制御が、シート製造マシンに対してなされることが可能である。 The measurement information supplied by the scanning sensor is summarized for each scan to provide a “profile” of the detected properties of the sheet in the transverse direction. Thus, each profile has a series of sheet measurements at adjacent locations or slices, the profile generally extending in the transverse direction. From such a profile, it is possible to detect transverse variations in sheet properties. Based on the detected transverse variation, appropriate adjustment control can be made to the sheet manufacturing machine.
そのような調整は、複数の横断方向のアクチュエータにより、行われる。そのようなアクチュエータは、例えば、ペーパー・マシンのヘッドボックスの排出部に配置されたモータで駆動されるスライス・リップ・プロファイル制御アクチュエータ;カレンダおよび/または他のペーパー・マシン・ロールの、その長手方向に沿った直径の制御のための誘導加熱式ヒータ;及び、紙の片面または両面に付けられたコーティングのCD重量プロファイルの制御のためのコーティング・ブレイド・アクチュエータ、などである。複数の横断方向のアクチュエータが、他の産業的なシート形成プロセス、例えば、プラスチック押出し、金属の押出し、及び金属の圧延などでもまた使用されている。 Such adjustment is performed by a plurality of transverse actuators. Such actuators are, for example, slice-lip profile control actuators driven by a motor located in the discharge section of the paper machine headbox; the longitudinal direction of the calendar and / or other paper machine rolls An induction heater for control of the diameter along the line; and a coating blade actuator for control of the CD weight profile of the coating applied to one or both sides of the paper. Multiple transverse actuators are also used in other industrial sheet forming processes, such as plastic extrusion, metal extrusion, and metal rolling.
理解できるように、これらのシート形成プロセスの全てにおいて、アクチュエータは、横断方向の性質を、調整する、平らにする、及び形作るために使用される。そのような横断方向の性質は、例えば、製造中のシートの、密度、湿分量、厚さ、及び光学的性質などである。多くの場合において、これらの横断方向のアクチュエータの数は、シート形成マシン上の一つの位置で、20から200を超えるまでになる。シート形成プロセスに沿う様々な位置に、幾つかのアクチュエータ・システムがあっても良い。 As can be appreciated, in all of these sheet forming processes, actuators are used to adjust, flatten and shape the transverse properties. Such transverse properties include, for example, density, moisture content, thickness, and optical properties of the sheet being manufactured. In many cases, the number of these transverse actuators will be from 20 to over 200 at one location on the sheet forming machine. There may be several actuator systems at various locations along the sheet forming process.
これらの産業的なシート形成プロセスの大半は、過酷な環境下で運転され、そのことは、アクチュエータのデザインが、耐水性を備え、耐食性を備え、耐振動性を備え、耐熱性を備え、極めで信頼性が高く、可能な限り小さく、且つ、メンテナンス及びサービスが非常に容易であること、を要求する。あらゆるアクチュエータ・システムの重要で且つ高価な部分は、典型的なシステムにおいて、シート形成マシンを横断する方法に伸びる20から200のアクチュエータ・ゾーンに対する、電力及び通信の供給ケーブル及びコネクターである。現在、特殊なケーブル、及びシールされ、工業的に硬化され、ピンで接続されるコネクターのみが、この要求を満たすべく使用されることが可能である。 Most of these industrial sheet forming processes are operated in harsh environments, which means that the actuator design has water resistance, corrosion resistance, vibration resistance, heat resistance, extreme And is reliable, is as small as possible, and is very easy to maintain and service. An important and expensive part of any actuator system is the power and communication supply cables and connectors for 20 to 200 actuator zones that extend in a typical system in a way that traverses the sheet forming machine. Currently, only special cables and connectors that are sealed, industrially cured and pin-connected can be used to meet this requirement.
アクチュエータ・ゾーンのために、電力及び通信の供給ケーブル及びコネクターを使用するアクチュエータ・システムの二つの例が、米国特許第5,771,174号及び第5,381,341号に示されている。 Two examples of actuator systems that use power and communication supply cables and connectors for the actuator zone are shown in US Pat. Nos. 5,771,174 and 5,381,341.
このように、アクチュエータ・システムの信頼性及び保守性を大幅に増大させるために、アクチュエータ・システムのケーブル及びコネクターを減らすかあるいはそれらを無くすことが望ましい。更に、アクチュエータ・システムのケーブル及びコネクターを減らすかあるいはそれらを無くすことは、システムのコスト、及びシステムの設置のためのコスト及び時間を、大幅に減少させるであろう。 Thus, it is desirable to reduce or eliminate actuator system cables and connectors to significantly increase the reliability and maintainability of the actuator system. Furthermore, reducing or eliminating actuator system cables and connectors will greatly reduce the cost of the system and the cost and time for system installation.
C. Apneseth et al, ”Wireless - Introducing wireless proximity switches”, ABB Review 2/2002, pp. 42-49, の中に、エンジン組立てライン上のセルにおいて使用するためのワイヤレス近接スイッチが記載されている。44ページの図の中に示されているように、セルの周りに四つの一次ループが設けられ、それらの一次ループは、二つの電源から電力を供給され、それらの電源は、それらのループの中に交流電流を発生させ、それによって、セルの全体に渡って磁場を作り出す。セルの内側にはロボットがあり、そのロボットは、ロボットのグリッパーで群れを成す幾つかのワイヤレス近接スイッチを備えている。スイッチがそれぞれ、小さいコイルを有し、それらのコイルは、エネルギーを磁場から取り出し、それを電力に変換する。これらのスイッチはまた、それぞれ、スイッチとセルの外側のインプット・モジュールとの間のワイヤレスの通信リンクを取り扱う小さい無線トランシーバ及び低電力エレクトロニクスを有している。それらのスイッチは、インプット・モジュールとの間で、セルに取り付けられたアンテナを用いて通信を行う。
シート形成システムであって:
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと;
電力供給モジュールと前記複数のアクチュエータとの間にケーブルを接続することなく、前記複数のアクチュエータに電力を供給するための電力供給モジュールと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続され、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信を提供するための駆動信号モジュールと;
を有している。
Sheet forming system:
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with formation of the sheet;
A power supply module for supplying power to the plurality of actuators without connecting a cable between the power supply module and the plurality of actuators;
A drive signal module connected to at least one of the one or more quality control systems to provide bi-directional communication between the at least one quality control system and each of the plurality of actuators; ;
have.
シート形成システムであって:
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ/デモジュレータと;を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ/デモジュレータを有している、デバイスと;
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルであって、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ/デモジュレータ接続されたケーブルと;を有し、
前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに前記ケーブルを物理的に接続することなく、前記変調された電力信号を前記品質管理部から受け取るための手段を更に有し、
前記モジュレータ/デモジュレータは、前記通信信号を変調するために前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応している。
Sheet forming system:
It has a quality control department, and this quality control department
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
A modulator / demodulator corresponding to at least one of the one or more quality control systems;
It has a part driven by an actuator, this part
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with the formation of the sheet, each of the actuators having a modulator / demodulator;
A cable for supplying a power signal from the quality control unit to a portion driven by the actuator, and for transmitting a communication signal from the quality control unit to the portion driven by the actuator, Said modulator / demodulator connected cable corresponding to said at least one of said one or more quality control systems for modulating;
Each of the plurality of actuators further comprises means for receiving the modulated power signal from the quality manager without physically connecting the cable to each of the plurality of actuators,
The modulator / demodulator corresponds to each of the plurality of actuators for modulating the communication signal.
シート形成システムであって:
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システム内の少なくとも一つに対応するモジュレータ/デモジュレータを含む電力及び通信モジュールと;を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ/デモジュレータを有している、デバイスと;
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、供給するためのケーブルと;を有し、
前記ケーブルは、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、そして、前記アクチュエータのモジュレータ/デモジュレータのそれぞれへ、通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ/デモジュレータに接続されている。
Sheet forming system:
It has a quality control department, and this quality control department
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
A power and communication module including a modulator / demodulator corresponding to at least one of the one or more quality control systems;
It has a part driven by an actuator, this part
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with the formation of the sheet, each of the actuators having a modulator / demodulator;
A cable for supplying a power signal from the quality control unit to a portion driven by the actuator;
The cable is for modulating the power signal to send a communication signal from the quality control unit to a portion driven by the actuator and to each of the modulator / demodulator of the actuator. Or connected to the modulator / demodulator corresponding to the at least one of the more quality control systems.
シート形成システムであって:
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと;
前記複数のアクチュエータに電力を供給するためのモジュールと;
前記電力供給モジュールを前記複数のアクチュエータのそれぞれに物理的に接続するケーブルと;
前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向のワイヤレス通信を供給するために、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの少なくとも一つに接続された駆動信号モジュールと;
を有している。
Sheet forming system:
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with formation of the sheet;
A module for supplying power to the plurality of actuators;
A cable physically connecting the power supply module to each of the plurality of actuators;
A drive signal connected to at least one of the one or more quality management systems to provide bi-directional wireless communication between the at least one quality management system and each of the plurality of actuators. With modules;
have.
次に、図1には、典型的な製紙マシン10、及びこのマシン10で使用されることがある様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ12,14,16,18,20,22,24及び26が示されている。特に、このマシン10は、当業者に良く知られているように、ヘッドボックス10aに関係する、アクチュエータで駆動されるダイリューション・プロファイラ12及びアクチュエータで駆動されるスライス・プロファイラ14を含んでいるであろう。ヘッドボックス10aは、パルプ・サスペンション(pulp suspension)を、ロウアー・ワイヤ(lower wire)(図1の中には示されていない)の開始部の上に供給する。アクチュエータで駆動されるプロファイラ12及び14、及びここに記載されたその他のアクチュエータで駆動されるプロファイラは、パルプ・サスペンションの横方向のプロファイルを制御するために使用される。
Referring now to FIG. 1, a
この製紙マシン10はまた、フォードリニエ・テーブル(Fourdrinier table)10b及びプレス・セクション10cをも含んでいて、そのプレス・セクションは、例えば図1のプロファイラ16のような、一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動される蒸気プロファイラを含んでいても良い。マシン横断方向(CD)の湿分プロファイルは、紙製品の多くの重要な品質の内の一つである。全体の湿分水準が制御されることのみではなく、シート全体に渡る、シートが移動する方向(マシン方向(MD)と呼ばれる)及びCD方向の湿分分布が制御されることも、重要である。シートの湿分量の変動は、しばしば、絶対湿分量と同様にまたはそれ以上に、紙の品質に影響を与える。
The
例えばプロファイラ16のような、蒸気シャワー・プロファイラは、従来のプロファイリング・システムであって、製造の際に紙ウエブの上に蒸気を選択的に分配することにより機能する。プロファイリング蒸気シャワーは、紙ウエブを横切る領域内に、蒸気の様々な分布を形成する。蒸気シャワーの各領域を通過する蒸気の量は、この領域内に配置されたアクチュエータにより調整される。 A steam shower profiler, such as profiler 16, is a conventional profiling system that functions by selectively dispensing steam onto a paper web during manufacture. Profiling steam showers form various distributions of steam within the region across the paper web. The amount of steam that passes through each area of the steam shower is adjusted by an actuator located in this area.
蒸気シャワーは、フォードリニエ・テーブル10b上で広く使用され、脱水を促進し、生産量を増大させる。プレス・セクション10cの中で、プレス・ニップの前に、蒸気が加えられ、ウエブの温度を上昇させる。この加えられた温度は、プレスによる水の除去をより効果的にする。その理由は、湿分の除去の増加の方が、蒸気の凝縮により付加された湿分よりも多いからである。 Steam showers are widely used on the Ford Liner table 10b to promote dehydration and increase production. In the press section 10c, steam is added before the press nip to raise the temperature of the web. This applied temperature makes water removal by the press more effective. The reason is that the increase in moisture removal is more than the moisture added by vapor condensation.
マシン10の更に下流側にはまた、アクチュエータで駆動されるエア・ウオータ・プロファイラ18、カレンダ・プロファイラ20、コーティング重量プロファイラ22、仕上げプロファイラ24、及び誘導プロファイラ26が、設けられることがある。例えばカレンダ・プロファイラ20のような、プロファイリング・蒸気シャワーはまた、カレンダリング・プロセスでも使用され、紙製品の光沢及び滑らかさを改善する。例えばエア・ウオータ・プロファイラ18のような、湿分スプレイ・システムもまた、従来のプロファイリング・システムであって、通常、製紙マシンの蒸発セクションで使用されている。
Further downstream of the
水スプレイ・システムは、マシン横断方向の湿分スプレイのプロファイルを与えるためにデザインされ、紙ウエブの好ましくない湿分プロファイルを打ち消す。これらのシステムは、一連の流量制御アクチュエータからなり、それらは、CD方向の個々の隣接する領域のスプレイの量を独立に調整することが可能である。誘導プロファイラ26は、紙のロールを加熱するために使用される、キャリパー及び光沢の制御をもたらす。
The water spray system is designed to provide a cross-machine moisture spray profile that counteracts the undesirable moisture profile of the paper web. These systems consist of a series of flow control actuators, which can independently adjust the amount of spray of individual adjacent regions in the CD direction. The
図1は、様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ12から26を備えた製紙マシン10を示しているが、当業者に良く知られているところによれば、これらのアクチュエータで駆動されるプロファイラの一部は、このマシン10以外の特別の機能マシン、例えばブレイド・コータ(blade coater)またはスーパー・カレンダまたはスリッタ・ワインダ(slitter winder)などで、使用されても良く、それらもまた、製紙に関係している。この使用は、図2の中にブロック図形式で示されている。
FIG. 1 shows a
図2の中に示されているように、一つまたはそれ以上の品質管理システム(QCS)30a及び30bは、適切な手段32により、ペーパー・マシン34、ブレイド・コータ36、スーパー・カレンダ38、一つまたはそれ以上のスキャナ40a及び40b、及びコンバータ42に、接続され、ここで、その手段は、以下に記載されているように物理的なケーブルまたはワイヤレス接続であっても良い。ペーパー・マシン34は、エッジ制御アクチュエータ及び様々なアクチュエータで駆動されるプロファイラ、例えば、図1の中に示されているように、スライス・プロファイラ、ダイリューション・プロファイラ、蒸気プロファイラ、エア・ウオータ・プロファイラ、コーティング重量プロファイラ、及び誘導プロファイラなどを有していても良い。ブレイド・コータ36は、アクチュエータで駆動されるコーティング重量プロファイラを有し、スーパー・カレンダ38は、アクチュエータで駆動される蒸気及び誘導プロファイラを有し、そして、コンバータ42は、アクチュエータで駆動されるスリッタ・ワインダを有している。
As shown in FIG. 2, one or more quality control systems (QCS) 30a and 30b are connected by
以下に記載された本発明の様々な実施形態によれば、製紙マシン10の中の一つまたはそれ以上のアクチュエータで駆動されるプロファイラのそれぞれのアクチュエータ、または、図2の中にブロック図の形式で示されたマシンに関係して説明された様々なアクチュエータは、以下のようなやり方で、電力を受け取り、例えば図2のシステム30a及び30bのようなQCSシステムとの間で双方向通信を行う。
According to various embodiments of the invention described below, each of the profiler's actuators driven by one or more actuators in the
<a> 電力をアクチュエータに伝送するために、アクチュエータに物理的に接続されたケーブル、及びアクチュエータと一つまたはそれ以上のQCS30a,30bとの間の双方向通信のための、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルの代わりに;
この実施形態は、以下に記載されているように、電力をアクチュエータへ伝送するために、及び、アクチュエータと一つまたはそれ以上のQCSの間の双方向通信を提供するために、以下において“ワイヤレス”と呼ばれる技術を使用する;
−それに代わって、この実施形態は、アクチュエータのそれぞれへ電力を伝送するために、以下において“非接触”と呼ばれる、閉じられた磁気経路を使用しても良い;
−この実施形態のサブセットは、アクチュエータの間の双方向通信及びワイヤレスまたは非接触の電力のための、一つまたはそれ以上のQCSとアクチュエータの間に物理的に接続されたケーブルである。
<a> To transmit power to the actuator, physically connect the actuator to a cable physically connected to the actuator, and for bidirectional communication between the actuator and one or more QCSs 30a, 30b. Instead of connected cables;
This embodiment is described below as “wireless” to transmit power to the actuator and to provide bi-directional communication between the actuator and one or more QCS, as described below. Use a technology called "
-Alternatively, this embodiment may use a closed magnetic path, hereinafter referred to as "non-contact", to transmit power to each of the actuators;
-A subset of this embodiment is a cable physically connected between one or more QCSs and actuators for two-way communication between the actuators and wireless or contactless power.
<b> 電力ケーブル上での非接触の電力及び通信;
<c> 電力ケーブルを使用して、アクチュエータへの電力、及び、一つまたはそれ以上のQCSとアクチュエータの間の双方向通信を提供するために、電力源からアクチュエータへ物理的に接続されるケーブル;
<d> アクチュエータのそれぞれに物理的に接続された電力ケーブル及びワイヤレス通信により、アクチュエータへ供給される電力。
<B> Non-contact power and communication over power cables;
<C> A cable physically connected from the power source to the actuator to provide power to the actuator and bi-directional communication between one or more QCS and the actuator using a power cable ;
<D> Power supplied to the actuators by power cables and wireless communication physically connected to each of the actuators.
次に図3には、実施形態が、単純化されたブロック図形式で示されている。これによれば、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルが、電力をアクチュエータへ伝達するために使用されることがなく、且つ、アクチュエータに物理的に接続されたケーブルが、アクチュエータと一つまたはそれ以上のQCSとの間の双方向通信のために使用されることがない。図3の中に示されている実施形態は、電力及び双方向通信の両方の伝送のために、“ワイヤレス”と呼ばれる技術を使用する。かくして、この実施形態は、全体としてワイヤレスであると言うことができる。 Turning now to FIG. 3, an embodiment is shown in simplified block diagram form. According to this, a cable physically connected to the actuator is not used to transmit power to the actuator, and one or more cables physically connected to the actuator are connected to the actuator. It is not used for bidirectional communication with the above QCS. The embodiment shown in FIG. 3 uses a technique called “wireless” for both power and two-way communication transmissions. Thus, this embodiment can be said to be wireless as a whole.
例えば図2のQCS30aおよび/またはQCS30bのような、一つまたはそれ以上のQCSを使用する双方向通信は、アクチュエータ46a,46b,46c ... 46nのアレイ46の近傍にある一次信号アンテナ44、及びアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナ(図3の中には示されていない)により行われる。一次信号アンテナ44は、一つまたはそれ以上のQCSと、信号駆動アンテナ・モジュール48により結合される。電力は、アクチュエータ46aから46nまでのそれぞれへ、電力駆動モジュール49から、トランス装置により伝送される。ここで、トランスの二次側は、各アクチュエータ46aから46nまでの中に埋め込まれていて、一方、トランスの一次側47は、アクチュエータの外側に配置される。
Two-way communication using one or more QCSs, such as QCS 30a and / or
それに代わって、図3aの中に示されているように、閉じられた磁気経路が使用されても良く、それによって、電力を、アクチュエータのそれぞれへ、二つの半円部品45a及び45bからなる小さいリング型のコア45を使用して伝送する。これらの半円部品の一つは、二次巻線45cを支持し、そしてこれらの半円部品は、一次コイル・ワイヤ45dの回りに一緒に留められることが可能である。図3aの中に示された装置は、電力の伝送のために、“非接触”と呼ばれる技術を使用している。
Alternatively, a closed magnetic path may be used, as shown in FIG. 3a, whereby power is transferred to each of the actuators by a small consisting of two semicircular parts 45a and 45b. Transmission is performed using a ring-shaped
従って、図3の中に示された実施形態は、電力の伝送及び双方向通信の両方に関して、ワイヤレスであり、また、図3aの実施形態は、双方向通信に関してワイヤレスであり、電力の伝送に関して非接触であり、両方の実施形態においては、アクチュエータ46aから46nまでのそれぞれへ供給される電力、及びそれらのとの間の双方向通信は、先行技術のシステムの場合のような、アクチュエータのそれぞれへの、通信ケーブル及び電力ケーブルの物理的な接続を必要としない。
Thus, the embodiment shown in FIG. 3 is wireless for both power transmission and two-way communication, and the embodiment of FIG. 3a is wireless for two-way communication and for power transmission. Non-contact, and in both embodiments, the power supplied to each of the
図3の中に示された実施形態のサブセットでは、電力は、図3及び3aの中に示されているように、アクチュエータのそれぞれへワイヤレスまたは非接触の方式で供給される。一つまたはそれ以上のQCSとアクチュエータとの間の双方向通信は、各アクチュエータに接続されたケーブルにより行われ、その点は、先に挙げた米国特許第 5,771,174 号及び 5,381,341 号と同様であり、それらの開示内容は、リファレンスにより、ここに繰り入れられる。 In a subset of the embodiments shown in FIG. 3, power is supplied to each of the actuators in a wireless or non-contact manner, as shown in FIGS. 3 and 3a. Bidirectional communication between one or more QCSs and actuators is performed by cables connected to each actuator, similar to the previously mentioned US Pat. Nos. 5,771,174 and 5,381,341, These disclosures are incorporated herein by reference.
次に図4には、本発明のための実施形態が、単純化された形式で示されている。これによれば、電力がアクチュエータの全てに供給され、そして、一つまたはそれ以上のQCSと全てのアクチュエータと間の双方向通信は、電力ケーブルを通る非接触の方式で両方とも行われる。図4の単純化された図面は、例えば図3のアクチュエータのような、単一のアクチュエータを示し、このアクチュエータは、マグネチック・コア50の部分をその中に収容していて、この部分は、フェライトまたはそれと同様な材料で作られていても良く、そのコアの上にワイヤ52が巻かれている。アクチュエータはまた、モジュレータ/デモジュレータ54を収容している。
Turning now to FIG. 4, an embodiment for the present invention is shown in a simplified form. According to this, power is supplied to all of the actuators, and bi-directional communication between one or more QCS and all actuators is both done in a contactless manner through the power cable. The simplified drawing of FIG. 4 shows a single actuator, such as the actuator of FIG. 3, for example, which houses a portion of a
アクチュエータの外側にあるが、アクチュエータに接続されていないのは、電力及び通信ケーブル56である。システムの、図4の中には示されていない側の端であって、一つまたはそれ以上のQCSが配置され、且つアクチュエータの全てに電力を供給するためのシステムも配置されている側の端には、モジュレータ/デモジュレータ(図4の中に示されていない)がある。このモジュレータ/デモジュレータは、電力及び通信ケーブル56上の交流信号を変調して、アクチュエータの全てに通信を提供し、また、交流電力信号上にアクチュエータで変調された通信信号を復調して、アクチュエータから通信を受け取る。 It is the power and communication cable 56 that is outside the actuator but not connected to the actuator. The end of the system not shown in FIG. 4 where one or more QCSs are located and the system for supplying power to all of the actuators is also located At the end is a modulator / demodulator (not shown in FIG. 4). This modulator / demodulator modulates the AC signal on the power and communication cable 56 to provide communication to all of the actuators, and also demodulates the communication signal modulated by the actuator on the AC power signal to Receive communications from.
図4の中に示されているように、通信及び電力ケーブル56は、各アクチュエータの近傍に、マグネチック・コア58を収容していて、このマグネチック・コアは、フェライトまたはそれと同様な材料で作られていても良い。このコアは、各アクチュエータの中に埋め込まれているマグネチック・コア50と組み合わされてトランスを形成し、このトランスは、ケーブル56上の変調された交流電力信号が、各アクチュエータにより受信され且つ復調されることを可能にする。かくして、図4の中に示された実施形態もまた、非接触である。その理由は、供給される電力、及び、例えば図3のアクチュエータ46aから46nのような、アクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信が、先行技術のシステムの場合のように、アクチュエータのそれぞれへの通信ケーブル及び電力ケーブルの物理的な接続を必要としないからである。
As shown in FIG. 4, the communication and power cable 56 houses a
次に図5には、本発明のための実施形態60が単純化された形式で示されている。ここでは、ケーブル62が、電力の供給源からアクチュエータ64a,64b,64cのそれぞれへ、先行技術において知られているやりで、物理的に接続され、アクチュエータの全てに電力を供給し、且つ、アクチュエータと一つまたはそれ以上のQCSの間の双方向通信もまたケーブル62を使用して行われる。各アクチュエータ64a,64b,64cは、一つまたはそれ以上のQCSとの間の、ケーブル62を通る双方向通信のために、対応する埋め込まれたモジュレータ/デモジュレータ66a,66b,66cを収容している。
Turning now to FIG. 5, an
アクチュエータ64a,64b及び64cから上流側に、電力及び通信モジュール68が有り。このモジュールは、モジュレータ/デモジュレータ(図5の中に示されていない)を収容し、このモジュレータ/デモジュレータは、電力がケーブル62を通ってアクチュエータのそれぞれへ伝送されることを可能にし、そして、ケーブルが、アクチュエータと一つまたはそれ以上のQCSの間の双方向通信をも運ぶことを可能にする。
There is a power and
次に図6には、本発明のための実施形態70が単純化された形式で示されている。ここでは、電力が、アクチュエータ72a,72b ... 72nのそれぞれへ、ケーブル74を通って供給され、このケーブルは、対応するコネクタ76a,76b ... 76nにより、アクチュエータの対応するもののそれぞれへ、先行技術において知られているやりで、物理的に接続されている。電力駆動モジュール78は、電力をケーブル72に供給する。
Turning now to FIG. 6, an
アクチュエータ72a,72b ... 72nのそれぞれと、一つまたはそれ以上のQCSとの間の双方向通信は、図3の中に示されている実施形態に対して先に記載されたアンテナ・システムで、ワイヤレスで提供される。先に説明したように、信号駆動アンテナ・モジュール80は、一つまたはそれ以上のQCSと通信アンテナ82の間に、接続される。アンテナ82は、アクチュエータ72a,72b ... 72nのそれぞれの近傍にあり、そして、アクチュエータのそれぞれは、アンテナを収容している。
Bi-directional communication between each of the actuators 72a, 72b ... 72n and one or more QCS is the antenna system described above for the embodiment shown in FIG. And provided wirelessly. As described above, the signal driven
本発明は、ここでは、紙製造マシンに関して説明されているが、理解すべきことは、本発明は、ここで説明された全ての実施形態で、移動するシートまたはウエブに関係するアクチュエータを使用するいかなるプロセスでも使用可能であることである。そのようなプロセスの例は、生地の製造、及びシートまたはウエブ上の印刷するマシンである。 Although the present invention is described herein with reference to a paper making machine, it should be understood that the present invention uses actuators associated with moving sheets or webs in all embodiments described herein. It can be used in any process. An example of such a process is a dough making and printing machine on a sheet or web.
理解すべきことは、上記の好ましい実施形態の説明は、例示目的でのみなされたものであって、本発明を限定するためのものではないことである。当業者は、何らかの追加、削除、および/または変更を、開示された主題の実施形態対して、添付されたクレイムにより規定される本発明の精神またはその範囲から逸脱することなく、行うことが可能である。 It is to be understood that the above description of the preferred embodiment has been made for illustrative purposes only and is not intended to limit the invention. Those skilled in the art may make any additions, deletions, and / or modifications to the disclosed subject matter embodiments without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. It is.
Claims (13)
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと;
電力供給モジュールと前記複数のアクチュエータとの間にケーブルを接続することなく、前記複数のアクチュエータに電力を供給するための電力供給モジュールと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続され、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の双方向通信を提供するための駆動信号モジュールと;
を有することを特徴とするシート形成システム。 Sheet forming system:
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with formation of the sheet;
A power supply module for supplying power to the plurality of actuators without connecting a cable between the power supply module and the plurality of actuators;
A drive signal module connected to at least one of the one or more quality control systems to provide bi-directional communication between the at least one quality control system and each of the plurality of actuators; ;
A sheet forming system comprising:
電力は、前記電力供給モジュールから前記複数のアクチュエータのそれぞれへ、トランス装置により供給され、このトランス装置は、前記電力供給モジュールに対応する一次側、及び前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応する二次側を有している。 The sheet forming system of claim 1 having the following characteristics:
Power is supplied from the power supply module to each of the plurality of actuators by a transformer device. The transformer device includes a primary side corresponding to the power supply module and a secondary side corresponding to each of the plurality of actuators. have.
前記トランス装置の一次側は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍の前記電力供給モジュールから伸び、一方、前記二次側は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に埋め込まれている。 The sheet forming system of claim 2 having the following characteristics:
The primary side of the transformer device extends from the power supply module in the vicinity of each of the plurality of actuators, while the secondary side is embedded in each of the plurality of actuators.
電力は、前記電力供給モジュールによって、前記複数のアクチュエータのそれぞれへ、前記電力供給モジュールから前記複数のコネクターのそれぞれへの閉じられた磁気経路により、供給される。 The sheet forming system of claim 1 having the following characteristics:
Power is supplied by the power supply module to each of the plurality of actuators by a closed magnetic path from the power supply module to each of the plurality of connectors.
前記閉じられた磁気経路は、前記電力供給モジュールから前記複数のアクチュエータのそれぞれへ磁場を供給する一次ワイヤを有しており、且つ、前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記一次ワイヤにより供給される前記磁場を遮るために前記アクチュエータに接続された手段を有している。 The sheet forming system of claim 4 having the following characteristics:
The closed magnetic path includes a primary wire that supplies a magnetic field from the power supply module to each of the plurality of actuators, and each of the plurality of actuators is supplied by the primary wire. Means connected to the actuator are provided to block the magnetic field.
前記双方向通信は、前記駆動信号モジュールと前記複数のアクチュエータのそれぞれを接続するケーブルにより提供される。 The sheet forming system of claim 1 having the following characteristics:
The bidirectional communication is provided by a cable connecting the drive signal module and each of the plurality of actuators.
前記駆動モジュールは、前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向のワイヤレス通信を提供する。 The sheet forming system of claim 1 having the following characteristics:
The drive module provides bi-directional wireless communication between the at least one quality control system and each of the plurality of actuators.
前記双方向のワイヤレス通信は、アンテナ装置により供給され、このアンテナ装置は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍にある前記駆動信号モジュールに対応する一次信号アンテナ、及び前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナを有している。 The sheet forming system of claim 7 having the following characteristics:
The two-way wireless communication is provided by an antenna device, which is in a primary signal antenna corresponding to the drive signal module in the vicinity of each of the plurality of actuators, and in each of the plurality of actuators. It has a placed antenna.
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ/デモジュレータと;を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュエータのそれぞれがモジュレータ/デモジュレータを有している、デバイスと;
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルであって、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ/デモジュレータに接続されたケーブルと;を有し、
前記複数のアクチュエータのそれぞれは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに前記ケーブルを物理的に接続することなく、前記変調された電力信号を前記品質管理部から受け取るための手段を更に有し、
前記モジュレータ/デモジュレータは、前記通信信号を変調するために前記複数のアクチュエータのそれぞれに対応していること、
を特徴とするシート形成システム。 Sheet forming system:
It has a quality control department, and this quality control department
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
A modulator / demodulator corresponding to at least one of the one or more quality control systems;
It has a part driven by an actuator, this part
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with the formation of the sheet, each of the actuators having a modulator / demodulator;
A cable for supplying a power signal from the quality control unit to a part driven by the actuator, and for transmitting a communication signal from the quality control unit to the part driven by the actuator, A cable connected to the modulator / demodulator corresponding to the at least one of the one or more quality control systems for modulating;
Each of the plurality of actuators further comprises means for receiving the modulated power signal from the quality manager without physically connecting the cable to each of the plurality of actuators,
The modulator / demodulator corresponds to each of the plurality of actuators to modulate the communication signal;
A sheet forming system characterized by this.
前記複数のアクチュエータのそれぞれの中の前記変調された電力信号を受け取るための前記手段は、前記アクチュエータのそれぞれの中に埋め込まれているマグネチック・コアと、複数のアクチュエータのそれぞれに隣接するマグネチック・コアと、を有しており、
前記ケーブルは、前記複数のアクチュエータのそれぞれに隣接する、前記マグネチック・コアのそれぞれの中を通過している。 The sheet forming system of claim 9 having the following characteristics:
The means for receiving the modulated power signal in each of the plurality of actuators includes a magnetic core embedded in each of the actuators and a magnetic core adjacent to each of the plurality of actuators. A core, and
The cable passes through each of the magnetic cores adjacent to each of the plurality of actuators.
品質管理部を有し、この品質管理部は、
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに対応するモジュレータ/デモジュレータを含む電力及び通信モジュールと;を有し、
アクチュエータで駆動される部分を有し、この部分は、
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスであって、前記アクチュテータのそれぞれがモジュレータ/デモジュレータを有しているデバイスと;
電力信号を、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ供給するためのケーブルと;を有し、
前記ケーブルは、前記品質管理部から前記アクチュエータで駆動される部分へ、そして、前記アクチュエータのモジュレータ/デモジュレータのそれぞれへ、通信信号を送るために、前記電力信号を変調するための、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の前記少なくとも一つに対応する前記モジュレータ/デモジュレータに接続されている。 Sheet forming system:
It has a quality control department, and this quality control department
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
A power and communication module including a modulator / demodulator corresponding to at least one of the one or more quality control systems;
It has a part driven by an actuator, this part
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with formation of the sheet, wherein each of the actuators has a modulator / demodulator;
A cable for supplying a power signal from the quality control unit to a portion driven by the actuator;
The cable is for modulating the power signal to send a communication signal from the quality control unit to a portion driven by the actuator and to each of the modulator / demodulator of the actuator. Or connected to the modulator / demodulator corresponding to the at least one of the more quality control systems.
前記シートの形成で使用するための一つまたはそれ以上の品質管理システムと;
前記シートの形成にそれぞれ関係する複数のアクチュエータを有する、アクチュエータで駆動される少なくとも一つのデバイスと;
前記複数のアクチュエータに電力を供給するためのモジュールと;
前記電力供給モジュールを前記複数のアクチュエータのそれぞれに物理的に接続するケーブルと;
前記少なくとも一つの品質管理システムと前記複数のアクチュエータのそれぞれとの間の、双方向ワイヤレス通信を提供するために、前記一つまたはそれ以上の品質管理システムの内の少なくとも一つに接続された駆動信号モジュールと;
を有するシート形成システム。 Sheet forming system:
One or more quality control systems for use in forming the sheet;
At least one device driven by an actuator having a plurality of actuators each associated with formation of the sheet;
A module for supplying power to the plurality of actuators;
A cable physically connecting the power supply module to each of the plurality of actuators;
A drive connected to at least one of the one or more quality management systems to provide two-way wireless communication between the at least one quality management system and each of the plurality of actuators. A signal module;
A sheet forming system.
前記双方向ワイヤレス通信は、アンテナ装置により提供され、このアンテナ装置は、前記複数のアクチュエータのそれぞれの近傍にある前記駆動信号モジュールに対応する一次信号アンテナと;
前記複数のアクチュエータのそれぞれの中に配置されたアンテナと;
を有している。 The sheet forming system of claim 12 having the following characteristics:
The bidirectional wireless communication is provided by an antenna device, the antenna device being a primary signal antenna corresponding to the drive signal module in the vicinity of each of the plurality of actuators;
An antenna disposed in each of the plurality of actuators;
have.
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