[发明专利]一种造纸机张力自动控制设备

说明书

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。