Sistema de monitoramento e controle on-line para linha de produção de papel: o núcleo do monitoramento on-line e do controle automático em linhas de produção de máquinas de papel está no QCS (Sistema de Controle de Qualidade) e DCS (Sistema de Controle Distribuído), que, em conjunto com vários sensores e atuadores especializados, permitem controle de circuito-fechado em todo o processo, desde a polpa até o papel acabado, garantindo alta-velocidade, estabilidade e alta{2}}produção de qualidade. Introdução detalhada aos sistemas principais, principais instrumentos de monitoramento, equipamentos de controle automático e cenários típicos de aplicação:
Sistemas de Controle Central
1. Funções QCS (Sistema de Controle de Qualidade): Monitoramento on-line dos principais parâmetros do papel, como gramatura, teor de umidade, espessura, teor de cinzas e brilho. O quadro de varredura realiza varredura transversal, que, quando combinada com dados longitudinais, gera um mapa de distribuição de qualidade bi-dimensional. Equipamento principal: Estrutura de digitalização: abrange a teia de papel, equipada com vários sensores e digitaliza transversalmente a uma velocidade constante. Sensores de detecção: sensor de peso básico de raios-beta, sensor infravermelho de umidade, sensor de conteúdo de cinzas-de raios X, sensor de espessura a laser. Lógica de Controle: Peso base → ajustar vazão de estoque; teor de umidade → ajustar a pressão do vapor nos cilindros de secagem; teor de cinzas → ajustar a dosagem do enchimento.
2. Funções do DCS (Sistema de Controle Distribuído): Controla as seções do processo, incluindo fluxo de estoque, seção de arame, seção de prensa, seção de secagem e seção de enrolamento; faz interface com QCS, PLC e drives de frequência variável para obter controle estável de velocidade, tensão, pressão e níveis de líquido. Equipamento principal: Estação de engenharia, estação de operador, estação de controle, módulos de E/S, rede de comunicação.
Instrumentos de monitoramento on-line (sensores)
1. Medidor de concentração de monitoramento de estoque (extremidade úmida): Microondas / Ultrassônico / Óptico, mede a concentração de estoque para controlar a taxa de alimentação de estoque, precisão ± 0,5%. Medidores de vazão: Medidores de vazão eletromagnéticos (para polpa condutiva) e medidores de vazão de massa Coriolis (alta precisão) medem taxas de vazão de polpa, água e produtos químicos para garantir dosagem precisa. Medidores de pH/Medidores de Condutividade: Monitore o pH da polpa para controlar os efeitos de colagem e branqueamento. Medidor de fluxo-livre: mede o desempenho da drenagem da polpa (valores CSF/SR) on-line para otimizar o refino.
2. Monitoramento de Qualidade da Web (Extremidade Seca) Sensor de peso básico: Método de transmissão de raios beta-, mede g/m², precisão ±0,8 g/m², instalado no quadro de digitalização. Sensor de umidade: Método de absorção infravermelha, mede o teor de umidade para controlar a intensidade de secagem nos cilindros de secagem, precisão ±0,5%. Sensor de espessura (compactação): método de triangulação a laser, precisão de nível micrométrico-, medição de espessura sem-contato para evitar danos à superfície. Sensor de conteúdo de cinzas: método de fluorescência de raios X, mede o conteúdo de enchimento para controlar custos e resistência. Detecção de defeitos de superfície: câmera de varredura de linha-de alta velocidade + iluminação inteligente (por exemplo, ISRA PAPER MASTER), detecta defeitos de superfície, como buracos, bordas irregulares, vincos e poeira. Sistema de monitoramento de banda (WMS): câmeras de alta-definição, monitoramento-em tempo real da condição da banda na seção de arame, seção de prensa e seção de secagem, captura automática e rastreabilidade de quebras de banda.
3. Transmissores de pressão para monitoramento de parâmetros de processo: Monitoramento da pressão da caixa de entrada, pressão do rolo de prensa e pressão do vapor, precisão ±0,2% FS. Sensores de temperatura: Termopares/RTDs, medindo temperatura da superfície do cilindro secador, temperatura da polpa e temperatura ambiente. Sensores de tensão: Magnetostritivos/fibra-óptica, medindo a tensão da teia para controlar a velocidade de enrolamento/desenrolamento e evitar quebras e vincos do papel. Medidores de nível: Radar / ultrassônico / pressão diferencial, medição de nível da caixa de entrada, nível do tanque de celulose e nível do tanque de água branca.
Atuadores de ajuste automático (mãos e pés)
Controle de fluxo de polpa
Caixa de entrada: Atuador de ajuste fino-do lábio (elétrico/pneumático), que ajusta a abertura do lábio para controlar a consistência lateral.
Bomba de polpa de frequência-variável: controle de velocidade PID com base na concentração e feedback de taxa de fluxo para estabilizar a taxa de alimentação de polpa para o fio.
Controle de água de diluição: válvula de fluxo de alta-precisão + ramal de água de diluição para ajustar a concentração local e corrigir desvios laterais de peso base.
Seção de fio e controle de prensa
Acionamento do rolo peitoral/rolo de pressão: Servo motor + controle de tensão de circuito-fechado, combinando a velocidade do fio com o fluxo de estoque para melhorar a orientação da fibra.
Controle de pressão do rolo de prensa: Sistema de pressurização hidráulico/pneumático, ajustando automaticamente a pressão da linha de acordo com o tipo de papel para controlar a taxa de desidratação.
Controle da Seção Secadora
Válvulas de controle de vapor: Válvulas de controle pneumático/elétrico, ajustando a pressão do vapor do cilindro com base no feedback de umidade para controlar a taxa de secagem.
Controle de zona de temperatura do cilindro: circuitos de vapor multi{0}}zonas + sensores de temperatura, otimizando a curva de secagem para evitar secagem excessiva-ou insuficiente-.
Sistema de re-umidificação da banda: sistema de pulverização de vapor/névoa de água, regulando a distribuição transversal de umidade para reduzir empenamentos.
Enrolamento e controle de acionamento
Controle de tensão do enrolamento: Acionamento de frequência variável + sensor de tensão, enrolamento de tensão constante para garantir rolos compactos e pontas planas.
Sistema de sincronização de velocidade: came eletrônico + codificador, alcançando sincronização precisa da seção do fio, velocidades de prensagem, secagem e enrolamento para reduzir quebras de papel.
Processo típico de controle de loop fechado-(usando peso base como exemplo)
Detecção
Os sensores de raios-beta do quadro de varredura realizam varredura transversal para coletar dados de peso base em-tempo real.
Comparação
O sistema QCS compara os valores medidos com o ponto de ajuste para calcular o desvio.
Ajuste
O DCS emite um sinal para ajustar-a abertura da borda da caixa de entrada ou a velocidade da bomba de polpa de frequência-variável, alterando assim o fluxo de polpa para o fio.
Opinião
Os sensores continuam monitorando, formando um circuito fechado até que o desvio seja eliminado.
Configurações especiais para máquinas de papéis especiais
QCS de{0}}alta precisão: desvio de peso base menor ou igual a ±0,5 g/m², coeficiente de variação de espessura menor ou igual a 2%.
Sensores especializados:
Artigo médico: Detecção microbiana e sensores de permeabilidade ao ar.
Papel elétrico: Constante dielétrica e sensores de tensão de ruptura.
Papel de filtro: Sensores de distribuição de tamanho de poros e permeabilidade ao ar.
Atuadores de-classe limpa: construção em aço inoxidável e lubrificação-isenta de óleo, atendendo aos requisitos de classe alimentar/médica-.
Máquina de almofada de papel com rede inclinada 1300, 26 cilindros pequenos, 800x1500
Máquina de papel cilíndrica de três pressões 12+6 de rede longa 1575
Máquina de papel de cilindro duplo grande de malha dupla 2400
Resumo
Monitoramento on-line: Centrado na estrutura de digitalização QCS e em sensores especializados, cobrindo todos os parâmetros principais, incluindo gramatura, teor de umidade, espessura e defeitos.
Ajuste automático: Centrado nos atuadores DCS +, este sistema alcança controle de circuito-fechado de volume, pressão, temperatura e tensão do revestimento;
reduz as flutuações de gramatura de ±5% para ±1%, as flutuações de umidade de ±1,5% para ±0,5% e reduz as quebras de papel em mais de 50%, melhorando significativamente o rendimento e a eficiência da produção.
Apresentação de vídeo
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