Automatischer Scanner

QCS für die Papierproduktionslinie, Messung von Feuchtigkeit, Grammatur und Papierbreite

In der modernen Papierindustrie hat der Einsatz fortschrittlicher Technologien und Geräte die Effizienz und Qualität der Papierproduktion erheblich verbessert. Ein solches entscheidendes Gerät ist das Scansystem, das für verschiedene Messungen und Steuerungen in der Papiermaschine verwendet wird. In diesem Blog werden wir die Software, Funktionalität und Leistung des Scansystems in Papierherstellungsmaschinen untersuchen.

Das Scansystem in Papiermaschinen basiert auf dem Betriebssystem Microsoft Windows 10 und wurde mit der Siemens PCS7-Software entwickelt, einschließlich CFC (Continuous Function Chart) und WinCC zur Konfiguration. Es nutzt ProfiNET-Ethernet-Kommunikation und ermöglicht eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung von bis zu 100 Mbit/s. Das System ist so konzipiert, dass es mit Standardschnittstellensystemen kompatibel ist und eine nahtlose Kommunikation mit DCS (Distributed Control Systems), Antrieben und anderen Geräten unter Verwendung gängiger Kommunikationsprotokolle wie OPC ermöglicht. Darüber hinaus unterstützt es die TCP/IP-Kommunikation mit Unternehmensnetzwerken und bietet benutzerfreundliche Schnittstellen zur Systemanpassung. Zur komfortablen Bedienung und Überwachung lässt sich die Software einfach auf einer PC-Bedienstation installieren.

Das System bietet eine umfassende grafische Oberfläche, die wichtige Prozessparameter anzeigt, einschließlich der gesamten Prozessübersicht, Banner-Grammgewichtskurve, Feuchtigkeitskurve, Längs-Grammgewichtskurve, Feuchtigkeitskurve, Durchschnittswerte, Maximal-/Minimalwerte, Standardabweichung und manueller/automatischer Betriebsstatus. Es ermöglicht außerdem die Messung der Papierbreite in Echtzeit und bietet Funktionen zur Abfrage historischer Daten. Das personalisierte Schnittstellendesign ermöglicht die vertikale Anzeige historischer Trends und unterstützt den automatischen/manuellen Trenddruck. Darüber hinaus umfasst es Einstellungen zur Scanrahmenkonfiguration, zur Ereignis- und Alarmanzeige sowie zur Sensorstatusüberwachung.

Das Scansystem generiert verschiedene Berichte, die automatisch generiert oder manuell gedruckt werden können. Zu diesen Berichten gehören Produktionsberichte, Qualitätsberichte, Rollberichte, Schichtberichte, Tagesberichte, Wochenberichte, Monatsberichte, Jahresberichte und Quartalsberichte.

● 1.3.1 Messung und Kontrolle des Flächengewichts
Die Steuerung vergleicht die Basisgewichtsmessdaten mit den eingestellten Werten, um die Leimungsmenge in der Papiermaschine zu bestimmen. Es passt das Leimungsventil (oder die Geschwindigkeit der Leimungspumpe) über den Leimungsfluss-Regelkreis an, um eine präzise Steuerung des Flächengewichts zu erreichen. Änderungen in der Leimungskonsistenz und der Durchflussrate werden durch die rückkopplungsgesteuerte Einstellung des Leimungsventils (oder der Geschwindigkeit der Leimungspumpe) ausgeglichen, wodurch die Auswirkungen auf die Flächengewichtskontrolle verringert werden. Das System speist das QCS (Quality Control System) über lokale Instrumente oder die Kommunikation mit DCS mit Signalen wie der Größendurchflussrate, der Größenkonsistenz und Online-Instrumentendaten.

● 1.3.2 Feuchtigkeitsmessung und -regelung
Der Regler regelt den Dampfdruck auf der Grundlage der Abweichung zwischen Feuchtigkeitsmesswerten und eingestellten Werten, um eine Feuchtigkeitskontrolle durch Regulierung der Oberflächentemperatur der Dampfgarer zu erreichen. Das System steuert direkt die Dampfzufuhr zum Verglasungsdampfkasten und hält gleichzeitig die Druckunterschiede zwischen anderen Dampfkästen über ein Wärmepumpensystem aufrecht. Im Falle eines Bahnrisses reduziert das System den Dampfdruck, der den Dämpfern zugeführt wird. Nach der Wiederverbindung der Bahn wird der Dampfdruck schrittweise erhöht, bis sich die Papierfeuchtigkeit stabilisiert und der optimale Produktionszustand erreicht ist. Dampfdrucksignale und Druckventilinstrumente werden dem QCS über lokale Instrumente oder Kommunikation mit DCS bereitgestellt.

Das Scansystem verfügt über Papierkantensensoren, um die Position der Papierkante genau zu messen. Ein hochpräziser Drehgeber und eine Berechnungssoftware sorgen für eine genaue Messung der Papierbreite mit einer Genauigkeit von weniger als 1 mm.

Das Scansystem gewährleistet die Leistung durch die folgenden Sensor- und Steuerungsspezifikationen. Die Kontrollleistung wird durch die Verringerung der Langzeitvariation (2σ) von Papierrolle zu Papierrolle während eines dreitägigen Blindlaufs und eines dreitägigen kontrollierten Laufs bestimmt.

2.1 Scanrahmen:

◆ Measurement speed: >1000 Messungen/s

◆ Auflösung: Positionierung ±0,25 mm

◆ Abstandsfehler zwischen oberem und unterem Sensorkopf: ±0,10 mm

◆ Horizontaler Fehler: ±0,15 mm

◆ Richtungsfehler der Papiermaschine: ±0,2 mm

◆ Scangeschwindigkeit: 50–500 mm/s (einstellbare Frequenz, optimiert basierend auf der Geschwindigkeit der Papiermaschine)

◆ Positionierungsgenauigkeit des Scanrahmens: Weniger als oder gleich 1 mm

◆ Versiegelter Überdruck zur Vermeidung von Staub

◆ Relative Luftfeuchtigkeit: Weniger als oder gleich 95 %, keine Kondensation

◆ Maximale Betriebstemperatur: Weniger als oder gleich 85 Grad

2.2 Sensorleistung:

◆ Messabstand: 8–20 mm

◆ Lichtleiter-Erkennungsöffnung: 5 mm

◆ Papierflächengewichtsbereich: 5–250 g/m2

◆ Messbereich: Feuchtigkeit: 0–20 %, Flächengewicht: 5–250 g/m2

◆ Wiederholbarkeit: Feuchtigkeit: 0,15 %, Flächengewicht: 0,25 % oder 0,25 g/m2

◆ Dynamische Feuchtigkeitsgenauigkeit: 2σ Kleiner oder gleich ±0,15 (% Feuchtigkeitsgehalt, Scankopfbewegung, fixierte Papierprobe)

◆ Dynamische Genauigkeit des Flächengewichts: 2σ Kleiner oder gleich ±0,25 g/m² oder ±0,25 % des Messwerts (Scankopfbewegung, fixierte Papierprobe)

◆ Staub- und kondensationssichere-Struktur

◆ Ausgang: 4–20 mA, RS485

◆ Maximale Betriebstemperatur: 70 Grad

2.3 Leistungssicherung der Ausrüstung:
Die in diesem Angebot bereitgestellte Ausrüstung entspricht Normen wie IEC1131, IEC1158-2, EN50170 und verfügt über CE-, TÜV-Zertifizierung und das europäische CE-Herstellungszeichen. Eine vollständige Ersatzteilliste wird bereitgestellt, um Ausfallzeiten bei Geräteausfällen zu minimieren und eine schnelle Wiederherstellung innerhalb von 20 Minuten zu gewährleisten. Das Steuerungssystem (kontinuierlich oder intermittierend) hat eine störungsfreie Betriebszeit (ohne Feldausrüstung) von mehr als 40.000 Stunden.

2.4 Steuerungsleistung:
Die mit der durchschnittlichen Längsabweichung von Papierrollen verbundene Kontrollleistung wird auf der Grundlage der vom Feuchtigkeitskontrollsystem generierten Papierrollenberichte bestimmt. Die prozentuale Streuungsreduzierung wird aus der Differenz der Durchschnittswerte bei Regelbetrieb und Blindlaufbetrieb berechnet. Das Steuerungssystem zielt darauf ab, folgende Leistungswerte zu erreichen:

◆ Genauigkeit der Flächengewichtskontrolle: Verbesserungsrate größer oder gleich 60 %

◆ Genauigkeit der Feuchtigkeitskontrolle: Verbesserungsrate größer oder gleich 60 %

Das Scansystem spielt eine entscheidende Rolle im Papierherstellungsprozess und ermöglicht die genaue Messung und Steuerung von Flächengewicht und Feuchtigkeitsparametern. Mit seiner fortschrittlichen Software, überlegenen Funktionalität und leistungsstarken-Sensoren trägt es zu einer verbesserten Produktivität und Qualität in der Papierproduktion bei. Die Fähigkeit des Systems, umfassende Berichte zu erstellen und mit anderen Steuerungssystemen zu kommunizieren, gewährleistet einen effizienten Betrieb und eine Optimierung der Papiermaschine.

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