Système de surveillance et de contrôle en ligne pour la ligne de production de papier : le cœur de la surveillance en ligne et du contrôle automatique dans les lignes de production de machines à papier réside dans le QCS (Quality Control System) et le DCS (Distributed Control System), qui, en conjonction avec divers capteurs et actionneurs spécialisés, permettent un contrôle en boucle fermée-tout au long du processus, de la pâte au papier fini, garantissant ainsi une production à haute vitesse, stable et de haute qualité. Introduction détaillée aux systèmes de base, aux principaux instruments de surveillance, aux équipements de contrôle automatique et aux scénarios d'application typiques :
Systèmes de contrôle de base
1. Fonctions QCS (système de contrôle de qualité) : Surveillance en ligne des paramètres clés du papier tels que le grammage, la teneur en humidité, l'épaisseur, la teneur en cendres et la brillance. Le cadre de numérisation effectue un balayage transversal qui, lorsqu'il est combiné avec des données longitudinales, génère une carte de distribution de qualité bidimensionnelle. Équipement de base : Bâti de numérisation : s'étend sur la bande de papier, équipé de plusieurs capteurs, et numérise transversalement à une vitesse constante. Capteurs de détection : capteur de grammage à rayons bêta-, capteur d'humidité infrarouge, capteur de teneur en cendres à rayons X-, capteur d'épaisseur laser. Logique de contrôle : grammage de base → ajuster le débit de stock ; teneur en humidité → ajuster la pression de la vapeur dans les cylindres de séchage ; teneur en cendres → ajuster le dosage du filler.
2. Fonctions DCS (système de contrôle distribué) : contrôle les sections du processus, notamment le flux de stock, la section de fil, la section de presse, la section de séchage et la section d'enroulement ; s'interface avec QCS, PLC et variateurs de fréquence pour obtenir un contrôle stable de la vitesse, de la tension, de la pression et des niveaux de liquide. Équipement de base : poste ingénieur, poste opérateur, poste de contrôle, modules d'E/S, réseau de communication.
Instruments de surveillance en ligne (capteurs)
1. Compteur de concentration de surveillance des stocks (extrémité humide) : micro-ondes/ultrasons/optique, mesure la concentration des stocks pour contrôler le taux d'alimentation des stocks, précision ± 0,5 %. Débitmètres : les débitmètres électromagnétiques (pour la pâte conductrice) et les débitmètres massiques Coriolis (haute précision) mesurent les débits de pâte, d'eau et de produits chimiques pour garantir un dosage précis. pH-mètres/conductimètres : surveillez le pH de la pâte pour contrôler les effets d'encollage et de blanchiment. Débitmètre gratuit- : mesure en ligne les performances de drainage de la pulpe (valeurs CSF/SR) pour optimiser le raffinage.
2. Capteur de grammage de base de surveillance de la qualité du Web (extrémité sèche) : méthode de transmission de rayons bêta-, mesure g/m², précision ±0,8 g/m², installé sur le cadre de numérisation. Capteur d'humidité : méthode d'absorption infrarouge, mesure la teneur en humidité pour contrôler l'intensité du séchage dans les cylindres de séchage, précision ±0,5 %. Capteur d'épaisseur (compacité) : méthode de triangulation laser, précision au niveau du micromètre-, mesure de l'épaisseur sans-contact pour éviter les dommages à la surface. Capteur de teneur en cendres : méthode de fluorescence aux rayons X -, mesure la teneur en charges pour contrôler les coûts et la résistance. Détection des défauts de surface : caméra à balayage linéaire à grande vitesse-+ éclairage intelligent (par exemple ISRA PAPER MASTER), détecte les défauts de surface tels que les trous, les bords irréguliers, les plis et la poussière. Système de surveillance de la bande (WMS) : caméras haute-définition, surveillance-en temps réel de l'état de la bande dans la section de fil, la section de presse et la section de séchage, capture et traçabilité automatiques des ruptures de bande.
3. Transmetteurs de pression de surveillance des paramètres de processus : surveillance de la pression de la caisse d'arrivée, de la pression du rouleau de presse et de la pression de la vapeur, précision ± 0,2 % FS. Capteurs de température : thermocouples/RTD, mesurant la température de surface du cylindre du séchoir, la température de la pâte et la température ambiante. Capteurs de tension : magnétostrictifs/fibres optiques-, mesurant la tension de la bande pour contrôler la vitesse d'enroulement/déroulage et éviter les cassures et les plis du papier. Jauges de niveau : Radar / ultrasons / pression différentielle, mesure du niveau de la caisse de tête, du niveau du réservoir de pulpe et du niveau du réservoir d'eau blanche.
Actionneurs à réglage automatique (mains et pieds)
Contrôle du flux de pulpe
Headbox : actionneur de réglage précis de la lèvre (électrique/pneumatique), qui ajuste l'ouverture de la lèvre pour contrôler la cohérence latérale.
Pompe à pâte à fréquence variable- : contrôle de la vitesse PID basé sur la concentration et le débit pour stabiliser le débit d'alimentation en pâte vers le fil.
Contrôle de l'eau de dilution : vanne de débit de haute-précision + conduite de dérivation d'eau de dilution pour ajuster la concentration locale et corriger les écarts latéraux de grammage.
Section de fil et contrôle de presse
Entraînement du rouleau de poitrine/du rouleau de pression : servomoteur + contrôle de tension en boucle fermée-, adaptant la vitesse du fil au débit du stock pour améliorer l'orientation des fibres.
Contrôle de la pression du rouleau de presse : système de pressurisation hydraulique/pneumatique, ajustant automatiquement la pression de la ligne en fonction de la qualité du papier pour contrôler le taux de déshydratation.
Contrôle de la section du sèche-linge
Vannes de régulation de vapeur : vannes de régulation pneumatiques/électriques, ajustant la pression de la vapeur du cylindre en fonction du retour d'humidité pour contrôler le taux de séchage.
Contrôle des zones de température des cylindres : circuits de vapeur multi-zones + capteurs de température, optimisant la courbe de séchage pour éviter un sur-séchage ou un sous-séchage-.
Système de réhumidification de la bande - : système de pulvérisation de vapeur/brouillard d'eau, régulant la répartition transversale de l'humidité pour réduire la déformation.
Commande d'enroulement et d'entraînement
Contrôle de la tension d'enroulement : entraînement à fréquence variable + capteur de tension, enroulement à tension constante pour garantir des rouleaux compacts et des extrémités plates.
Système de synchronisation de vitesse : came électronique + encodeur, permettant une synchronisation précise des vitesses de section de fil, de presse, de séchage et d'enroulement pour réduire les casses de papier.
Processus typique de contrôle en boucle fermée- (en utilisant le poids de base comme exemple)
Détection
Les capteurs à rayons bêta-du cadre de numérisation effectuent un balayage transversal pour collecter-des données de grammage en temps réel.
Comparaison
Le système QCS compare les valeurs mesurées avec la consigne pour calculer l'écart.
Ajustement
Le DCS émet un signal pour affiner-l'ouverture du rebord de la caisse d'arrivée ou la vitesse de la pompe à pulpe à fréquence variable-, modifiant ainsi le débit de pulpe vers le fil.
Retour
Les capteurs continuent de surveiller, formant une boucle fermée jusqu'à ce que l'écart soit éliminé.
Configurations spéciales pour les machines à papier spécial
QCS haute-précision : écart de grammage inférieur ou égal à ±0,5 g/m², coefficient de variation d'épaisseur inférieur ou égal à 2 %.
Capteurs spécialisés :
Article médical : Capteurs de détection microbienne et de perméabilité à l’air.
Papier électrique : Capteurs de constante diélectrique et de tension de claquage.
Papier filtre : capteurs de distribution de taille de pores et de perméabilité à l'air.
Actionneurs de qualité-propre : construction en acier inoxydable et lubrification-sans huile, répondant aux exigences de qualité alimentaire/médicale-.
Machine à tampons en papier à filet incliné 1300, 26 petits cylindres 800x1500
Machine à papier à cylindre à trois pressions à filet long de 1575 12+6
Machine à papier à double grand cylindre à double maille 2400
Résumé
Surveillance en ligne : centrée sur le cadre de numérisation QCS et des capteurs spécialisés, couvrant tous les paramètres clés, notamment le grammage, la teneur en humidité, l'épaisseur et les défauts.
Ajustement automatique : centré sur les actionneurs DCS +, ce système permet un contrôle en boucle fermée-du volume, de la pression, de la température et de la tension du revêtement ;
il réduit les fluctuations de grammage de ±5 % à ±1 %, les fluctuations d'humidité de ±1,5 % à ±0,5 % et réduit les casses de papier de plus de 50 %, améliorant ainsi considérablement le rendement et l'efficacité de la production.
Présentation vidéo
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