Escáner automático

QCS para línea de producción de papel, medición de humedad, gramaje y ancho del papel

En la industria papelera moderna, el uso de tecnologías y equipos avanzados ha mejorado enormemente la eficiencia y la calidad de la producción de papel. Uno de esos dispositivos cruciales es el sistema de escaneo, que se utiliza para diversas mediciones y controles en la máquina de papel. En este blog, exploraremos el software, la funcionalidad y el rendimiento del sistema de escaneo en las máquinas de fabricación de papel.

El sistema de escaneo en las máquinas papeleras está basado en el sistema operativo Microsoft Windows 10 y desarrollado utilizando el software Siemens PCS7, que incluye CFC (Continuous Function Chart) y WinCC para la configuración. Utiliza comunicación Ethernet ProfiNET, lo que permite una transferencia de datos de alta-velocidad de hasta 100 Mbps. El sistema está diseñado para ser compatible con sistemas de interfaz estándar, lo que permite una comunicación perfecta con DCS (sistemas de control distribuido), variadores y otros equipos que utilizan protocolos de comunicación populares como OPC. Además, admite la comunicación TCP/IP con redes empresariales y proporciona interfaces -fáciles de usar para la personalización del sistema. El software se puede instalar fácilmente en una estación de operador de PC para una operación y monitoreo convenientes.

El sistema ofrece una interfaz gráfica integral que muestra los parámetros clave del proceso, incluida la descripción general del proceso, la curva de gramaje de pancartas, la curva de humedad, la curva de gramaje longitudinal, la curva de humedad, los valores promedio, los valores máximos/mínimos, la desviación estándar y el estado de operación manual/automático. También cuenta con medición en tiempo real-del ancho del papel y proporciona capacidades de consulta de datos históricos. El diseño de interfaz personalizado permite la visualización vertical de tendencias históricas, lo que admite la impresión de tendencias automática/manual. Además, incluye ajustes para la configuración del marco de escaneo, visualización de eventos y alarmas, así como monitoreo del estado del sensor.

El sistema de escaneo genera varios informes que pueden generarse automáticamente o imprimirse manualmente. Estos informes incluyen informes de producción, informes de calidad, informes de rollo, informes de turnos, informes diarios, informes semanales, informes mensuales, informes anuales e informes trimestrales.

● 1.3.1 Medición y control del peso base
El controlador compara los datos de medición del peso base con los valores establecidos para determinar la cantidad de tamaño en la máquina de papel. Ajusta la válvula de dimensionamiento (o la velocidad de la bomba de dimensionamiento) a través del circuito de control de flujo de dimensionamiento para lograr un control preciso del peso base. Los cambios en la consistencia del tamaño y el caudal se compensan ajustando la válvula de tamaño (o la velocidad de la bomba de tamaño) en forma de control de retroalimentación, lo que reduce el impacto en el control del peso base. El sistema alimenta al QCS (Sistema de control de calidad) con señales como caudal de dimensionamiento, consistencia del dimensionamiento y datos de instrumentos en línea-a través de instrumentos locales o comunicación con DCS.

● 1.3.2 Medición y control de la humedad
El controlador controla la presión del vaporizador en función de la desviación entre los valores de medición de humedad y los valores establecidos para lograr el control de la humedad regulando la temperatura de la superficie de los vaporizadores. El sistema controla directamente el suministro de vapor a la caja de vapor de acristalamiento mientras mantiene las diferencias de presión entre otras cajas de vapor a través de un sistema de bomba de calor. En caso de rotura de la banda, el sistema reduce la presión del vapor suministrado a los vaporizadores. Después de la reconexión de la banda, la presión del vapor se aumenta gradualmente hasta que la humedad del papel se estabiliza, logrando el estado de producción óptimo. Las señales de presión de vapor y los instrumentos de la válvula de presión se proporcionan al QCS a través de instrumentos locales o comunicación con el DCS.

El sistema de escaneo incorpora sensores de borde del papel para medir con precisión la posición del borde del papel. Un codificador rotatorio de alta-precisión y un software de cálculo garantizan una medición precisa del ancho del papel, con una precisión de menos de 1 mm.

El sistema de escaneo garantiza el rendimiento a través de las siguientes especificaciones de sensores y control. El rendimiento del control está determinado por la reducción de la variación-a largo plazo (2σ) de un rollo de papel a otro durante un experimento a ciegas de tres días y un experimento controlado de tres días.

2.1 Marco de escaneo:

◆ Measurement speed: >1000 mediciones/s

◆ Resolución: Posicionamiento ±0,25 mm

◆ Error de espaciado entre los cabezales del sensor superior e inferior: ±0,10 mm

◆ Error horizontal: ±0,15 mm

◆ Error de dirección de la máquina de papel: ±0,2 mm

◆ Velocidad de escaneo: 50-500 mm/s (frecuencia ajustable, optimizada según la velocidad de la máquina de papel)

◆ Precisión de posicionamiento del marco de escaneo: menor o igual a 1 mm

◆ Presión positiva sellada para evitar el polvo.

◆ Humedad relativa: Menor o igual al 95%, sin condensación

◆ Temperatura máxima de funcionamiento: menor o igual a 85 grados

2.2 Rendimiento del sensor:

◆ Espacio de medición: 8-20 mm

◆ Apertura de detección de guía de luz: 5 mm

◆ Rango de gramaje del papel: 5-250 g/m2

◆ Rango de medición: Humedad: 0-20%, peso base: 5-250 g/m2

◆ Repetibilidad: Humedad: 0,15 %, peso base: 0,25 % o 0,25 g/m2

◆ Precisión dinámica de la humedad: 2σ Menor o igual a ±0,15 (% del contenido de humedad, movimiento del cabezal de escaneo, muestra de papel fija)

◆ Precisión dinámica del peso base: 2σ Menor o igual a ±0,25 g/m² o ±0,25 % del valor medido (movimiento del cabezal de escaneo, muestra de papel fija)

◆ Estructura a prueba de polvo y condensación-

◆ Salida: 4-20 mA, RS485

◆ Temperatura máxima de funcionamiento: 70 grados

2.3 Garantía de desempeño del equipo:
Los equipos proporcionados en esta propuesta cumplen con estándares como IEC1131, IEC1158-2, EN50170 y poseen certificación CE, TUV y la marca de fabricación europea CE. Se proporciona una lista completa de repuestos para minimizar el tiempo de inactividad en caso de falla del equipo, lo que garantiza una recuperación rápida en 20 minutos. El sistema de control (continuo o intermitente) tiene un tiempo de operación libre de fallas (excluyendo equipos de campo) de más de 40.000 horas.

2.4 Desempeño del control:
El rendimiento del control asociado con la variación longitudinal promedio de los rollos de papel se determina basándose en los informes de rollos de papel generados por el sistema de control de humedad. El porcentaje de reducción de la variación se calcula en base a la diferencia entre los valores promedio durante la operación controlada y la operación a ciegas. El sistema de control tiene como objetivo alcanzar los siguientes valores de rendimiento:

◆ Precisión del control del peso base: tasa de mejora mayor o igual al 60%

◆ Precisión del control de humedad: tasa de mejora mayor o igual al 60%

El sistema de escaneo desempeña un papel vital en el proceso de fabricación de papel, proporcionando una medición y control precisos del gramaje y los parámetros de humedad. Con su software avanzado, funcionalidad superior y sensores de alto-rendimiento, contribuye a mejorar la productividad y la calidad en la producción de papel. La capacidad del sistema para generar informes completos e interactuar con otros sistemas de control garantiza un funcionamiento eficiente y la optimización de la máquina de papel.

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