一种用于调节稀释水阀的智能执行机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种稀释水阀技术领域，具体的说，是一种用于调节稀释水阀的智能执行机构。
技术背景
[0002]本实用新型所述的稀释水阀执行机构是造纸机纸张横幅定量控制系统中的一个关键设备。传统的横幅定量控制是通过调节流桨箱唇板的局部开度来实现的，这种方法的缺陷是调节范围小、精度差、灵敏度及分辨率低，而且调节过程完全依靠人工进行，因此只能应用于狭幅、低速的纸机。
[0003]目前国内外在高速、宽幅纸机上普遍采用一种新型的稀释水横幅定量控制系统，其工作原理(参见附图2)是根据QCS扫描检测得到纸张的横幅定量数据送往中央控制室计算出横幅定量各分区(宽度为Omm)的偏差值，并依据此偏差值计算出各分区的稀释水阀的调节量，从而可改变该分区浆料内注入的稀释水量，浓度会随之变化，各分区的定量就得到重新调整。
[0004]在上述过程中，稀释水阀执行机构是一个关键设备，它起到了承前启后的作用，前面与中央控制室的数据通讯要求安全、快捷，后面对稀释水阀的控制要求精确可靠。在本实用新型之前，已有报导称横幅定量控制系统的结构为中央控制室与若干个“智能控制盒”通过数据接口进行连接，每个“智能控制盒”最多可带八个执行机构，他们之间是通过电气接口进行连接。这种结构的特点是:执行机构是非智能的，其与中央控制室的数据交换需要通过一个中间环节:“智能控制盒”来实现，这种结构易出故障及难于判定每个执行机构内部的运行状态。此外，国内的稀释水阀实际的调节量数据都是采用位移传感器来取得的，这种传感器产生的是模拟量信号，只能通过电气接口加以传递，这也限制了执行机构的调节精度和速度。本实用新型即是针对上述三个缺点而展开研发、改进的。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型克服了上述三个缺点，使稀释水执行机构有了更为优异的性能，从而提高了整个横幅定量控制系统的水平。
[0006]本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，包括
[0008]总装壳体以及设置在总装壳体内
[0009]由步进电机和步进电机驱动电路板组成的动力部；
[0010]由弹性联轴器、精密丝杆、自润滑螺母及稀释水阀阀芯连杆组成的传动部；
[0011]由上限位装置和下限位装置组成的限位部；
[0012]由主控板、数据通讯板及电缆接口组成的控制通讯部；
[0013]由主控板和磁编码器组成的位移检测部；
[0014]其中，步进电机上端与磁编码器同轴连接，在轴的延伸端连接有手轮，步进电机下端设置有圆筒形支架，支架的上下两端有延伸的支架上平台和支架下平台，其支架上平台与步进电机相连接，支架下平台与密封垫块固定连接，而密封垫块与总装壳体固定连接；在支架中间部设置有传动部与限位部，所述限位部设置于传动部的一侧；
[0015]所述电机驱动电路板、主控板和数据通讯板设置于近电机本体一侧的插槽内。
[0016]所述主控板是带有微处理器及各种I/O接口的微型电脑。
[0017]所述的主控板与数据通讯板配合场执行器，各执行机构都可以作为一个独立接点直接接入现场总线，与远程中央控制室连接成可以互通信息，共同完成自控任务的全分布式控制系统。
[0018]所述主控板与步进电机驱动电路板及步进电机相配合，在稀释水阀整个行程30_过程中，可细分为12500步。
【附图说明】
[0019]1、图1是本实用新型的结构示意图；
[0020]2、图2是本实用新型实施例的质量控制系统的网络结构图；
[0021]3、图3是本实用新型实施例的网络结构图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的描述。
[0023]参照图1，图1为本实用新型的机械机构图，包括总装壳体8内动力部、传动部、限位部、控制通讯部以及位移检测部；
[0024]所述动力部由步进电机3、步进电机驱动器电路板14组成，驱动电路板14向步进电机3每送出一个脉冲，步进电机3就会转动一个确定的角度，在每个调节过程中，总共送出多少的脉冲，是由主控板15向步进电机驱动电路板14发出的指令确定的。
[0025]所述传动部由联轴器4、精密丝杆5以及自润滑螺母6及稀释水阀阀芯连杆10组成，传动部通过联轴器4将精密丝杆5与步进电机3的旋转轴相连接，在精密丝杆5随步进电机3旋转时，与其紧密配合的自润滑螺母6将上述角位移转换成直线位移，并通过固定在螺母6上的稀释水阀阀芯连杆10带动稀释水阀的阀芯随着步进电机3的转动作上、下移动，从而改变稀释水阀的开度。
[0026]所述限位部由上限位装置12和下限位装置13组成，其有两个作用:一是将稀释水阀的开度限制在一定的范围之内，另一个作用是校正功能，在本实用新型中稀释水的开度是依据磁编码器的脉冲累计数来确定的，在长时间运行后会产生误差，因此每隔一段时间就要把上限位(零点位置)作为起始点，对阀位显示作一次校正。
[0027]如图1和图2所示:本实用新型的智能执行机构所调节的稀释水阀是一种直行程阀，当处于上限位装置12位置时开度为零，处于下线位装置13位置时开度为100%，整个行程为:30mm，对应的步进电机3转动范围为O?12500步。每10步可使稀释水阀阀芯连杆10 移动:0.024mm。
[0028]所述位移检测部由主控板15及磁编码器2组成，对稀释水阀阀芯的位移也即稀释水阀的开度可作出精确的定位，其分辨率为0.01_。磁编码器2的轴与步进电机3的轴同轴连接，步进电机3带动磁编码器2转动一周，通过磁编码器2内的磁感应器发出24个脉冲信号，并送往主控板15进行累计，由此可计算出稀释水阀阀芯的位移量及稀释水阀的开度。为了校正由正、反转产生的回差，在主控板15中设置回差补偿系统，可有效的克服回差带来的对位移量检测的误差。
[0029]所述的主控板15是带有微处理器(CPU)及各种±/0接口的微型电脑；
[0030]如图3所示，所述的主控板15与数据通讯板16组合，使本智能执行机构成为符合现场总线要求的标准的现场执行器，每个执行机构都可以作为一个独立节点接入现场总线。与远程中央控制室连接成可以互通信息，共同完成自控任务的全分布式控制系统。
[0031]所述的主控板15与步进电机驱动电路板14组合可按中央控制室提供的信息，量化的控制步进电机的转动步数。
[0032]所述的主控板15与磁编码器2组合可准确地计算出稀释水阀的位移量及开度，并开发了回差补偿系统克服了回差带来的误差。
[0033]所述的主控板15与上限位装置12及下限位装置13提供了上下限位功能，使稀释水阀阀芯连杆10带动的阀芯位移控制在一定的范围，可保证执行机构因越限而造成损坏。
[0034]所述的主控板15还具有故障诊断及报警功能，当阀芯出现卡滞、步进电机3电流越限，与中央控制室通讯出现障碍等各种可及时检测到，并发出报警信号、显示故障代码。
[0035]为了更全面的了解本实用新型在横幅定量控制系统中的作用，以图2所示的控制系统原理图加以说明:
[0036]在横幅定量控制系统投入运行后，首先通过质量检测系统QCS对正在抄造的纸张沿横幅进行在线扫描检测，得到一组横幅定量数据，组内数据是按分区来划分的，每个分区占据的纸横幅宽度为:30mm，以纸幅总宽度为4800mm的纸机为例。68分区，即每组横幅定量中含有68个分区定量数据。QCS把这组数据送往中央控制室的计算机，先计算出这68个数据的平均值，再计算出各分区的定量数据相对于平均值的偏差值。进一步计算为了消除这个偏差各分区的稀释水阀(数量也为68个)应该做出的调节量。中央控制室通过现场总线将这些数据发送给本实用新型的各执行机构，由执行机构的主控板15给步进电机驱动电路板14发出调节量指令，再通过动力部、传动部驱使电路板14发出调节量指令，再通过动力部、传动部驱使稀释水阀作一定的位移，改变稀释水阀的开度，从而使各分区的定量偏差向减少方向调整，以此完成一次横幅定量调节。经过几次这样的调节过程，可使横幅定量获得明显的改善。
【主权项】
1.一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，其特征在于:包括 总装壳体以及设置在总装壳体内 由步进电机和步进电机驱动电路板组成的动力部； 由弹性联轴器、精密丝杆、自润滑螺母及稀释水阀阀芯连杆组成的传动部； 由上限位装置和下限位装置组成的限位部； 由主控板、数据通讯板及电缆接口组成的控制通讯部； 由主控板和磁编码器组成的位移检测部； 其中，步进电机上端与磁编码器同轴连接，在轴的延伸端连接有手轮，步进电机下端设置有圆筒形支架，支架的上下两端有延伸的支架上平台和支架下平台，其支架上平台与步进电机相连接，支架下平台与密封垫块固定连接，而密封垫块与总装壳体固定连接；在支架中间部设置有传动部与限位部，所述限位部设置于传动部的一侧； 所述电机驱动电路板、主控板和数据通讯板设置于近电机本体一侧的插槽内。2.根据权利要求1所述的一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，其特征在于:所述主控板是带有微处理器及各种I/O接口的微型电脑。3.根据权利要求1所述的一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，其特征在于:所述的主控板与数据通讯板配合场执行器，各执行机构都可以作为一个独立接点直接接入现场总线，与远程中央控制室连接成可以互通信息，共同完成自控任务的全分布式控制系统。4.根据权利要求1所述的一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，其特征在于:所述主控板与步进电机驱动电路板及步进电机相配合，在稀释水阀整个行程30_过程中，可细分为12500步。
【专利摘要】本实用新型采用如下技术方案:一种用于调节稀释水阀的智能执行机构，包括总装壳体以及设置在总装壳体内，由步进电机和步进电机驱动电路板组成的动力部；由弹性联轴器、精密丝杆、自润滑螺母及稀释水阀阀芯连杆组成的传动部；由上限位装置和下限位装置组成的限位部；由主控板、数据通讯板及电缆接口组成的控制通讯部；由主控板和磁编码器组成的位移检测部；在支架中间部设置有传动部与限位部，所述限位部设置于传动部的一侧；所述电机驱动电路板、主控板和数据通讯板设置于近电机本体一侧的插槽内。本实用新型克服了上述三个缺点，使稀释水执行机构有了更为优异的性能，从而提高了整个横幅定量控制系统的水平。
【IPC分类】D21F1/08
【公开号】CN204644770
【申请号】CN201520296721
【发明人】米林安, 王孟效
【申请人】陕西西微测控工程有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月10日