[发明专利]一种稀释水水力式流浆箱稀释水阀控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于轻工技术工程领域，具体涉及一种稀释水水力式流浆箱稀释水阀控制装置及控制方法。

背景技术

近年来，纸张质量得到了很大的提高，但同时市场对纸张质量也提出了更高的要求。纸张的定量是反映纸张质量的重要参数，也是造纸自动控制系统中最主要的受控参量。定量控制是使纸张定量在纵向与横向都保持均匀。目前，纵向定量控制问题已经得到了解决，但基于唇板局部开度调节的横向定量控制效果并不理想。因此带有稀释水调节装置的水力式流浆箱应运而生，更适合于高速纸机。它的工作原理为：当纸张横幅上某处的定量值与期望值偏差过大时，通过调节该处所对应的上游稀释阀来稀释该处的纸浆，进而改变该处的浆浓度来调节横幅定量。假设进入流浆箱内的纸浆浓度绝对均匀，如果布浆总管设计得足够理想，流入各个阶梯扩散管内纸浆的流量和浓度本应是完全一致的，此时在每个阶梯扩散管的第一阶梯处以和浆流垂直的方向注入稀释水(通常选用浓度为0.2％的白水)，当扫描架的扫描结果显示纸张横幅某处的定量值过大时，加大该测量点对应的上游稀释水阀开度，由于白水的浓度要低于纸浆的浓度，这样就降低了该处纸浆的纤维含量，进而起到了定量调节的作用。这是一种更合理的横幅定量调节方式，但是其控制系统难度大、控制策略复杂，因此长期由国外的Voith、Metso、Valmet等公司垄断，国外产品价格高昂、售后服务费较贵，使国内很多造纸企业望而却步。稀释水阀无外乎分为直行程和角行程两类，在机械结构上大同小异，而稀释水阀控制器是稀释水水力式流浆箱横幅定量控制系统的重中之重，对于国内的诸多企业而言还有很多关键技术尚未攻破，还不得已使用国外的成套芯片实现堆积木式组装，成本高昂，阻碍了国内高速纸机技术的进步和发展，虽然国内也有公司从事这一方面的研究，比如绵阳同成高科技股份有限公司，申请了发明专利《纸张横幅定量稀释水智能控制装置》(公开号：CN102108651A)；华南理工大学的冯郁成、陈克复申请了发明专利《一种用于流浆箱的稀释水控制纸张横幅定量的智能执行器》(公开号：CN103757968A)，但他们主要在稀释水阀阀体机械结构、网络结构上做出了表述，而对于稀释水阀控制器的组成及控制策略缺乏相应的研究。专利《纸张横幅定量稀释水智能控制装置》(公开号：CN102108651A)：“权利要求1装置智能控制盒通过CAN-bus接口模块接受远程控制端传来的数据，装置智能盒内部的中央处理器MCU将前述数据进行计算并转换成装置执行机构要执行的信号”，以及计算机软件控制流程图可以看出，该发明所示的控制盒还需要远程控制端发送来的阀门开度数据，倘若远程控制端发生了失效，会引起整个系统的崩溃；专利《一种用于流浆箱的稀释水控制纸张横幅定量的智能执行器》(公开号：CN103757968A)：“权利要求7所述的CAN总线通讯模块接收纸张横幅定量控制系统的给定稀释水阀门开度数据”，系统对纸张横幅定量控制系统的依赖性强，一般横幅定量控制系统是由计算机负责实现，每一台稀释水阀的开度都由横幅定量控制系统经过运算才能够发出，倘若有100只稀释水阀，就需要横幅定量控制系统完成100个回路的运算，系统的运算量大，且易出错，一旦横幅定量控制系统失效，会引起系统的紊乱；加之Windows系统的非实时性，处理速度会随运算容量的增大而变慢，造成严重滞后。因此，研制一种切实可行的稀释水水力式流浆箱稀释水阀控制器对于我国造纸技术的进步具有重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种稀释水水力式流浆箱稀释水阀控制装置及控制方法，以满足稀释水水力式流浆箱横幅定量控制的应用。

为了达到上述目的，一种稀释水水力式流浆箱稀释水阀控制装置，包括横幅定量控制计算机、设置在造纸机干燥部的定量扫描架、稀释水阀控制计算机、若干稀释水控制器以及与一个稀释水控制器连接的最多四个稀释水阀，稀释水控制器内有单片机和步进驱动芯片，横幅定量控制计算机通过OPC协议向稀释水阀控制计算机发送成纸各区域的定量数据，稀释水阀控制计算机通过RS485总线向若干稀释水水控制器发送定量数据、传递控制，其通讯协议为Modbus协议，稀释水控制器内的单片机通过内载的横幅定量控制算法决定阀门开大、关小或者静止，调节稀释白水通流量进而调节该区域的横幅定量；

所述稀释水阀包括双出轴步进电机，双出轴步进电机的一端连接有角位移传感器，另一端连接精密减速机，精密减速器的输出端与稀释水阀阀体连接，稀释水阀具有全开指示信号OPEN、全关指示信号CLOSE；