Sistema de control y monitoreo en línea para la línea de producción de papel: el núcleo del monitoreo en línea y el control automático en las líneas de producción de máquinas de papel reside en el QCS (Sistema de control de calidad) y el DCS (Sistema de control distribuido), que, junto con varios sensores y actuadores especializados, permiten un control de bucle cerrado-a lo largo de todo el proceso, desde la pulpa hasta el papel terminado, lo que garantiza una producción de alta-velocidad, estabilidad y alta-calidad. Introducción detallada a los sistemas centrales, instrumentos de monitoreo clave, equipos de control automático y escenarios de aplicación típicos:
Sistemas de control centrales
1. Funciones QCS (Sistema de control de calidad): Monitoreo en línea de parámetros clave del papel, como gramaje, contenido de humedad, espesor, contenido de cenizas y brillo. El marco de escaneo realiza un escaneo transversal que, cuando se combina con datos longitudinales, genera un mapa de distribución de calidad bidimensional. Equipo principal: Marco de escaneo: Abarca la banda de papel, está equipado con múltiples sensores y escanea transversalmente a una velocidad constante. Sensores de detección: sensor de peso base de rayos beta-, sensor de humedad infrarrojo, sensor de contenido de cenizas de rayos X-, sensor de espesor láser. Lógica de control: Peso base → ajustar el caudal de stock; contenido de humedad → ajustar la presión del vapor en los cilindros secadores; contenido de cenizas → ajustar la dosis de relleno.
2. Funciones del DCS (Sistema de control distribuido): Controla las secciones del proceso, incluido el flujo de material, la sección de alambre, la sección de prensa, la sección de secado y la sección de bobinado; interactúa con QCS, PLC y variadores de frecuencia para lograr un control estable de velocidad, tensión, presión y niveles de líquido. Equipo principal: estación de ingeniero, estación de operador, estación de control, módulos de E/S, red de comunicación.
Instrumentos de monitoreo en línea (sensores)
1. Medidor de concentración de monitoreo de existencias (extremo húmedo): Microondas / Ultrasónico / Óptico, mide la concentración de existencias para controlar la velocidad de alimentación de existencias, precisión ±0,5%. Medidores de flujo: Los medidores de flujo electromagnéticos (para pulpa conductora) y los medidores de flujo másico Coriolis (de alta precisión) miden los caudales de pulpa, agua y productos químicos para garantizar una dosificación precisa. Medidores de pH/medidores de conductividad: monitorean el pH de la pulpa para controlar los efectos de apresto y blanqueo. Medidor de flujo-libre: Mide el rendimiento del drenaje de la pulpa (valores CSF/SR) en línea para optimizar el refinado.
2. Sensor de peso base de monitoreo de calidad web (extremo seco): método de transmisión de rayos beta-, mide g/m², precisión ±0,8 g/m², instalado en el marco de escaneo. Sensor de humedad: Método de absorción infrarroja, mide el contenido de humedad para controlar la intensidad del secado en los cilindros de secado, precisión ±0,5%. Sensor de espesor (compacidad): método de triangulación láser, precisión de nivel micrométrico-, medición de espesor sin-contacto para evitar daños en la superficie. Sensor de contenido de cenizas: método de fluorescencia de rayos X-, mide el contenido de relleno para controlar los costos y la resistencia. Detección de defectos en la superficie: cámara de escaneo en línea-de alta velocidad- + iluminación inteligente (por ejemplo, ISRA PAPER MASTER), detecta defectos en la superficie como agujeros, bordes irregulares, arrugas y polvo. Sistema de monitoreo de banda (WMS): Cámaras de alta-definición, monitoreo-en tiempo real del estado de la banda en la sección de alambre, sección de prensa y sección de secado, captura automática y trazabilidad de roturas de banda.
3. Transmisores de presión de monitoreo de parámetros de proceso: Monitoreo de la presión de la caja de entrada, la presión del rodillo de presión y la presión del vapor, precisión ±0,2% FS. Sensores de temperatura: Termopares/RTD, que miden la temperatura de la superficie del cilindro secador, la temperatura de la pulpa y la temperatura ambiente. Sensores de tensión: Magnetoestrictivos/fibra-óptica, que miden la tensión de la banda para controlar la velocidad de bobinado/desenrollado y evitar roturas y arrugas del papel. Medidores de nivel: Radar / ultrasónico / presión diferencial, medición de nivel de caja de entrada, nivel de tanque de pulpa y nivel de tanque de aguas blancas.
Actuadores de Ajuste Automático (Manos y Pies)
Control de flujo de pulpa
Caja de entrada: actuador de ajuste fino-del labio (eléctrico/neumático), que ajusta la apertura del labio para controlar la consistencia lateral.
Bomba de pulpa de frecuencia-variable: control de velocidad PID basado en la concentración y la retroalimentación del caudal para estabilizar la velocidad de alimentación de pulpa al alambre.
Control del agua de dilución: válvula de flujo de alta-precisión + ramal de agua de dilución para ajustar la concentración local y corregir las desviaciones laterales del peso base.
Sección de alambre y control de prensa
Accionamiento del rodillo de pecho/rodillo de presión: servomotor + control de tensión de bucle cerrado-, que hace coincidir la velocidad del alambre con el flujo de material para mejorar la orientación de la fibra.
Control de presión del rodillo de prensa: Sistema de presurización hidráulico/neumático, que ajusta automáticamente la presión de la línea según el grado del papel para controlar la tasa de deshidratación.
Control de sección de secadora
Válvulas de control de vapor: Válvulas de control neumáticas/eléctricas, que ajustan la presión del vapor del cilindro en función de la retroalimentación de humedad para controlar la velocidad de secado.
Control de zona de temperatura del cilindro: circuitos de vapor multi-zona + sensores de temperatura, optimizando la curva de secado para evitar un secado excesivo o insuficiente.
Sistema de re-humectación de la red: sistema de pulverización de vapor/agua nebulizada, que regula la distribución transversal de la humedad para reducir la deformación.
Control de bobinado y accionamiento
Control de tensión del bobinado: Variador de frecuencia + sensor de tensión, bobinado de tensión constante para asegurar rollos compactos y extremos planos.
Sistema de Sincronización de Velocidad: Leva electrónica + codificador, logrando una sincronización precisa de las velocidades de sección de alambre, prensa, secado y bobinado para reducir las roturas del papel.
Proceso típico de control de bucle cerrado-(utilizando el peso base como ejemplo)
Detección
Los sensores de rayos beta-del marco de escaneo realizan un escaneo transversal para recopilar datos de peso base-en tiempo real.
Comparación
El sistema QCS compara los valores medidos con el punto de ajuste para calcular la desviación.
Ajuste
El DCS emite una señal para-afinar la apertura del labio de la caja de entrada o la velocidad de la bomba de pulpa de frecuencia-variable, alterando así el flujo de pulpa hacia el cable.
Comentario
Los sensores continúan monitoreando, formando un circuito cerrado hasta que se elimina la desviación.
Configuraciones especiales para máquinas de papel especiales
QCS de alta-precisión: desviación del peso base menor o igual a ±0,5 g/m², coeficiente de variación del espesor menor o igual al 2%.
Sensores especializados:
Papel médico: Detección microbiana y sensores de permeabilidad al aire.
Papel eléctrico: Sensores de tensión de ruptura y constante dieléctrica.
Papel de filtro: Sensores de distribución del tamaño de poro y permeabilidad al aire.
Actuadores de grado-limpio: construcción de acero inoxidable y lubricación-sin aceite, que cumplen con los requisitos de grado-médico y alimentario.
1300 máquina de almohadilla de papel de cilindro de 800x1500 con red inclinada 26 cilindros pequeños
Máquina de papel cilíndrica 12+6 de tres presiones netas largas 1575
Máquina de papel de doble cilindro grande y doble malla 2400
Resumen
Monitoreo en línea: centrado en el marco de escaneo QCS y sensores especializados, que cubre todos los parámetros clave, incluido el peso base, el contenido de humedad, el espesor y los defectos.
Ajuste automático: centrado en los actuadores DCS +, este sistema logra un control de bucle cerrado-del volumen, la presión, la temperatura y la tensión del recubrimiento;
reduce las fluctuaciones del gramaje de ±5 % a ±1 %, las fluctuaciones de humedad de ±1,5 % a ±0,5 % y reduce las roturas del papel en más de un 50 %, mejorando significativamente el rendimiento y la eficiencia de producción.
Presentación en vídeo
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