JPH0137517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、紙料を精砕する装置に関し、特に、
デイスクリフアイナの可変速度歯車モータを制御
する装置に関する。 従来の技術 現在、デイスクリフアイナ出力の最適制御はせ
いぜい、各種可変パラメータ設定と所要の主モー
タ出力レベルとを妥協したものである。この妥協
は、現在の歯車モータの出力シヤフトが一定速度
であることと、リフアイナの主モータ出力レベル
が高ければ高いほどデイスク位置の対応する増分
変更のわりにはこの出力の増加が大きいというこ
とから生まれたものである。以下に詳述するよう
に、デイスクリフアイナの代表的な主モータは、
リフアイナのデイスク隙間に対してプロツトした
（隙間が減少する方向に）とき、制御装置の３つ
の異なつた応答要求を示す。この要求は主モータ
出力レベルに依存するものであるが、歯車モータ
の出力の回転速度が一定であるため、可変ではな
い。これにより、主モータ出力レベルの関数とし
て歯車モータのパルス周波数を変更する時、調整
の割合を制御する試みがなされた。 このような試みは、性質が変わるために好結果
が得られず、歯車モータは突入電流の状態で動作
されることになつて、歯車モータが早期に故障し
たり機械的調整機構が過剰に摩耗したりすること
になる。 米国特許第3309031号明細書には、動作中の原
料の温度変化を原料が吸収した動作中の変化とし
て測定して原料動作装置の影響を所定値に合わせ
るよう制御する装置が記載されている。 米国特許第3610541号明細書には、制御を設定
点からのプロセス偏差の関数とし、偏差の大きさ
に応じた周波数の歯車モータ用出力パルスを与え
るようにした装置が記載されている。 発明の概要 本発明の目的は、主モータ出力に反対する所要
の歯車モータ出力速度、つまり増加する主モータ
出力および減少する歯車モータ出力速度を連続的
に計算して、可変の設定点レベルで安定したリフ
アイナ動作を行うに必要な主モータの全出力範囲
に亘つて可変の分解能を与えるような制御技術を
提供するにある。分解能は可変であるので、歯車
モータはもはや突入電流モードで動作することは
ないが、減速した速度で多少長い時間かかつて動
作することになる。 上記目的は、必要な計算を実行する各種方法を
使い直線方程式を連続的に解いて所要の歯車モー
タ速度を得ることで達成される。この所要の結果
を引出す方法はアナログ測定法およびアナログ算
術装置を使つて後述する。これは、しかし、数学
の方程式を解いてその概念を実施する単なる一例
にすぎない。この方法は算術的要求に対してデイ
ジタル技術およびマイクロプロセツサを使つて容
易に実施することができる。本発明の本質はリフ
アイナ主モータ出力の大きさに対して反対の関係
で歯車モータの出力速度を変化させることにあ
る。基本的な直線方程式は Ａ＝〔Ｂ−｛Ｃ／（Ｄ／Ｂ）｝〕＋Ｅ である。ここで、 Ａは所要の歯車モータ速度 Ｂは歯車モータの最大回転数を表わす調整可能
な定数 Ｃはリフアイナの主モータによつて取出された
その時々の出力の測定値 Ｄはリフアイナが出し得る馬力をキロワツト表
示で表わされる調整可能な定数 Ｅは歯車モータ最小速度を表わす調整可能な定
数であつて、可変周波数駆動制御器の中に含まれ
ている。 以下の記載から明らかなように、本発明はデイ
スクリフアイナに取付けられた可調整歯車モータ
の出力速度を主モータ出力レベルの大きさに関連
して変化させる装置を提供し、この結果、各種タ
イプまたは等級の紙を作るために必要な多数の出
力レベルに亘つてパルプスラリーに関するデイス
クリフアイナの作用の制御が大幅に改善される。
歯車モータの速度の分解能が主モータの使用でき
る出力範囲に亘つて可変にできるので、調整パラ
メータの最適設定点を得ることができ、主モータ
出力レベルの全範囲に亘つてプロセス変数、すな
わち主モータ出力の改善された制御が提供され
る。したがつて、プロセス変数、すなわち主モー
タの出力の制御性が改善されて精砕物が改良され
る。 実施例 図面を参照すれば、デイスクリフアイナ装置は
第１図において、デイスク隙間を調整する歯車モ
ータ１４を持つたデイスクリフアイナ１２を含む
ものとして符号１０で一般的に示されている。歯
車モータ制御、したがつてリフアイナ動作は、リ
フアイナ制御器１８、一対の割算器２４，３０、
抵抗／電流変換器２８、減算器３２、可変周波数
駆動制御器３４、および歯車モータ起動制御器３
６を含む複数の制御要素によつて与えられる。 便宜上、上述の直線方程式の要素を図中に示し
てある。 リフアイナ制御器１８は可変抵抗器２０へたと
えば直流５ボルトの出力を与える。この抵抗器２
０は、使用可能な主モータ出力を表わす定数Ｄ
（以下第１信号と記す）を与える信号源で、この
第１信号Ｄは本例では４〜20ミリアンペアの範囲
の電流に調整されて与えられる。抵抗／電流変換
器２８は歯車モータの最大速度を表わす定数Ｂ
（以下第２記号と記す）を与える信号源で、その
第２信号Ｂを可変抵抗器２６によつて調整するこ
とができ、４〜20ミリアンペアの範囲の出力電流
の形で与えられる。第１信号Ｄおよび第２信号Ｂ
は割算器２４に与えられる。この割算器２４は、
第１信号Ｄを第２信号Ｂで除した［使用可能な出
力］／［歯車モータ最大速度］を表わす商Ｄ／Ｂ
（以下第３信号と記す）を与えるような電子式ア
ナログ割算器である。 その出力の第３信号Ｄ／Ｂは実際の主モータ出
力を表わす測定値Ｃ（以下第４信号と記す）と共
に割算器３０に与えられる。その第４信号Ｃは主
駆動モータ１６に連結された出力変換器３８によ
つて与えられる。割算器３０もまた第４信号Ｃを
第３信号Ｄ／Ｂで除するよう機能する電子式アナ
ログ割算器である。この出力、すなわち商Ｃ／
（Ｄ／Ｂ）（第５信号）は第２信号Ｂと共に減算器
３２に与えられる。この減算器３２は、抵抗／電
流変換器２８の出力から割算器３０の出力を差し
引いて、直線方程式にてＡで示した所要の歯車モ
ータ速度をほぼ表わしている電流信号（第６信
号）を与える。割算器３０の出力および減算器３
２の出力はいずれも４〜20ミリアンペアの範囲に
ある。 減算器３２の出力は、常閉接点４２を通つて可
変周波数駆動制御器３４の設定回路の入力に与え
られる。したがつて、可変周波数駆動制御器３４
は主駆動モータ１６の出力レベルに基いて要求さ
れる歯車モータ回転速度における実際の増減を表
わす信号が備わつている。可変周波数駆動制御器
３４はこの中でゼロ点を持ち上げることのできる
手段を与える可変プリセツト式の歯車モータ最低
速度を表わす定数Ｅを有しており、したがつて、
定数Ｅは減算器３２からの出力信号に自動的に加
えられる。 第１図に示した装置はまた、一対の接点４２お
よび４４を作動させる警報回路４０をも有してい
る。これらの接点は自動アンロード警報（AUA）
として知られているもので、実際には簡単な電子
スイツチング素子である。その動作はリフアイナ
制御器１８に含まれるものであるがここでは簡単
のため別々に示した警報回路４０に基いている。
この警報回路４０の目的は、可変周波数駆動制御
器３４の周波数設定回路に信号（20mA）を与え
ることによつて可変周波数駆動制御器３４を自動
的に最大速度にすることにある。これにより、歯
車モータ起動制御器３６の作動シーケンスと組合
わされて、歯車モータの動作は“制御除外”また
は“高速”モードとなり、このようにして、警報
条件が存在するリフアイナに所要の保護を与える
のである。接点４２および４４はリフアイナ装置
に警報条件ないときの通常の位置で示されてい
る。この位置において、減算器３２の出力信号
（第６信号）は可変周波数駆動制御器３４に与え
られる。警報条件の基では、接点４２は開、接点
４４は閉にされるので、抵抗／電流変換器２８の
出力が可変周波数駆動制御器３４へ与えられる。
これは歯車モータ最大速度を表わす第２信号Ｂで
あるので、歯車モータ１４の速度は警報条件の基
での最大にまで上昇する。 上述のように、可変周波数駆動制御器３４は歯
車モータ最低速度を減算器３２の出力に加え、こ
れを歯車モータ起動制御器３６に与えて歯車モー
タ１４を所要の歯車モータ速度で動作させる。歯
車モータ起動制御器３６はまたリフアイナ制御器
１８から歯車モータ方向制御信号も受ける。 第２図から見ると、代表的な出力電流４６がデ
イスク位置に対する主モータ出力が示されてい
る。第２図は制御系の３つの異なる応答条件Ｘ，
Ｙ，Ｚが示され、主モータ出力がデイスク隙間の
減少に応じて対数的に増加していることを示して
いる。 第３図は、主モータ出力対歯車モータ速度につ
いて、３つの曲線、すなわち最大速度調整時の可
調整傾斜を表わしている曲線４８、歯車モータ速
度を表わしている曲線５０、および主駆動モータ
の代表的出力曲線を表わしている曲線５２を示し
ている。第３図はまた、最小速度領域５４および
最大速度領域５６も示している。 第２図および第３図を心に留めておいて、以
下、本発明に従つて構成され、動作される装置に
関する一例を与える。

【表】 上記によれば、実際に測定した主駆動モータ出
力が変化すると、歯車モータの出力速度はそれと
反対方向に変化することが示されている。 第１図に関して実際に実施するには多くの算術
アナログモジユールで構成していた。しかし、こ
れと同じ方式のものはマイクロプロセツサを利用
して構成することができ、上記特定の構成的実施
例に限定されるものではない。 本発明の動作を具体化するのに利用される構成
要素は、可変周波数駆動制御器３４、リフアイナ
制御器１８および歯車モータ起動制御３６を除い
て表の形で以下に示す。可変周波数駆動制御器３
４はいくつかの会社によつて、たとえば
Emerson Electric and Allen、Bradlyによつて
作られている。動作の具体化にはEmerson
Electricの可変周波数駆動制御器を利用した。リ
フアイナ制御器および歯車モータを起動制御器は
本出願人によつて作られたものである。

【表】 再び注目すれば、リフアイナ制御器１８は設定
点に関して主駆動モータの実際の出力をモニタす
る作用を有している。実際の出力は設定点の上下
にずれているので、リフアイナ制御器は歯車モー
タ起動制御器３６に方向制御信号に対応する信号
を与え、これによつて実際の出力は再びその設定
点に戻される。したがつて、主モータ出力が増加
すれば、歯車モータは歯車モータ起動制御器３６
を介して制御信号が与えられ、これによつて歯車
モータ１４は主モータに反対して作動され、この
ようにして第３図に示した可変分解能が与えられ
る。 以上、本発明をその好適な実施例を参照して詳
述したが、本発明の精神を逸脱することなく本発
明の各種変化変形をなし得ることは当業者には明
らかである。したがつて、そのような変化変形は
本発明の範囲内に当然含まれよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて構成され動作されるデ
イスクリフアイナ装置の略示図、第２図はリフア
イナデイスク隙間に関してプロツトした主モータ
出力を表わす図、第３図は歯車モータ速度に対し
てプロツトした主モータ出力および本発明によつ
て与えられた可変分解能を示す図である。 １０…デイスクリフアイナ装置、１２…デイス
クリフアイナ、１４…歯車モータ、１６…主駆動
モータ、１８…リフアイナ制御器、２０，２６…
可変抵抗器、２２…抵抗、２４，３０…割算器、
２８…抵抗／電流変換器、３２…減算器、３４…
可変周波数駆動制御器、３６…歯車モータ起動制
御器、３８…出力変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主モータによつて駆動されておりかつ〓間が
   歯車モータによつて制御されるデイスクを有して
   いるリフアイナの動作を制御する装置において、 主モータの使用可能な出力を表わす第１信号を
   発生する調整可能な第１の信号源と、 歯車モータの最大速度を表わす第２信号を発生
   する調整可能な第２の信号源と、 前記第１の信号源および第２の信号源に接続さ
   れて第１信号を第２の信号で除した商を表わす第
   ３信号を発生する第１の割算器と、 前記主モータに接続されて主モータの実際の出
   力を表わす第４信号を発生する出力変換器と、 前記第１の割算器および出力変換器に接続され
   て第４信号を第３信号で除した商を表わす第５信
   号を発生する第２の割算器と、 前記第２の信号源および第２の割算器に接続さ
   れて第２信号から第５信号を減じた差を表わす第
   ６信号を発生する減算器と、 この減算器に接続され前記第６信号の大きさに
   よつて決定される周波数で歯車モータを制御する
   第７信号を発生する可変周波数駆動制御器と、 前記出力変換器に接続されその第４信号が所定
   値より上か下かにより歯車モータの回転の方向を
   制御する方向制御信号を発生するリフアイナ制御
   器と、 前記可変周波数駆動制御器、リフアイナ制御器
   および歯車モータに接続されて前記第７信号およ
   び方向制御信号に従つて歯車モータを駆動する歯
   車モータ駆動制御器と を備えたことを特徴とするリフアイナの動作を制
   御する装置。