美卓更穩定有效的生活用紙自動化概念

竺寧 美卓自動化（上海）有限公司

美卓更穩定有效的生活用紙自動化概念

竺寧 美卓自動化（上海）有限公司

Metso’s Tissue Automation Concept

編者按：本文是美卓自動化制漿造紙自動化系統中國區經理竺寧在2013年深圳年會技術交流會上的演講稿，本刊根據現場錄音整理，主要介紹了美卓的衛生紙生產自動化概念，及升級后的最新產品和相關應用，供讀者參考。

衛生紙生產線的產品質量和運行管理是目前自動化領域中的重要進展。這包括開發沒有放射源的定量傳感器，同樣也能測量紙張的含水量；首個衛生紙顏色測量和自動控制系統；一個更高熱吸收效率的蒸汽橫幅（兩倍于傳統概念），CD方向控制響應尤其優越；一個新的完整的具備高解析度的過程和質量視覺系統；以及最近研發的漿料分析儀，幫助我們預測那些影響成品紙張強度的纖維特性。新的分析儀也能準確地提供備漿和磨漿的管理，以便達到最好的紙張運行性能，更高的紙機效率和更低的備漿損耗。

這些就是我們從衛生紙生產自動化概念解決方案的發展過程中所獲得的非常寶貴的應用經驗。例如，超過60條衛生紙生產線在使用質量控制系統，其中超過40套系統中安裝了沒有放射源的單個傳感器測量定量和水分。蒸汽橫幅在衛生紙的生產中也變得非常普及，使用結果表明能耗節省更多，干燥能力增加，CD橫幅更加平整。

本文中所指的這些革命性技術成就的使用結果和優點現在已經在衛生紙生產中得到應用。

美卓衛生紙綜合性的自動化概念是遵循衛生紙生產線的過程控制和紙機的發展來設計的。同樣，衛生紙的生產不得不面臨很多的挑戰，例如，在衛生紙生產過程中處理好復雜的化學品，從而達到更好的運行效率和更高的能耗效率。首先，我們采用了一些升級后最新的解決方案來提高我們處理這些挑戰的能力。

美卓漿料分析儀（Metso MAP）和美卓纖維影像分析儀（Metso FS5）：美卓MAP目前已經升級，它包括一個在線的微刻度纖維打漿測量。還包括附加的在線游離度測量和其他纖維特性測量。這臺分析儀對于最優化脫水和紙張質量屬性起著非常重要的作用。精確的備漿處理和低濃度磨漿管理能夠實現更好的紙幅運行性能和更高的紙機運行效率。美卓MAP和美卓離線影像分析儀（Metso FS5）使用相同的HD技術來進行影像分析。因此，這兩款產品很好完善了美卓漿料制備測量產品線。適當的磨漿可以使漿料纖維的表面積增加。纖維表面積增加的程度也就是“打漿度”。在磨漿階段的機械作用下，打漿度得到提升，這對紙張強度有著積極的影響。它也影響紙張的結構和視覺屬性。因此直到今天，這仍是一個非常重要的纖維性能參數，需在實驗室測定。美卓MAP是第一個實現在線測量的設備。這個測量對于優化衛生紙成品屬性的配比也非常重要，不同的配比能夠影響紙張的特定屬性。例如，當使用化學針葉木漿時可以增加紙張的強度屬性，但它使紙張表面的柔軟度變差。我們可以通過在混合漿中加入或多或少的闊葉木漿來有效減少這種影響。當然，它們都增加了亮度（白度）。

圖1 美卓的在線纖維影像和數據分析

美卓漿料分析儀和纖維影像分析儀使成紙的表面柔軟度、強度、松厚度、白度、成本這幾個主要因素達到最優化。

美卓DNA紙機監控系統：該系統集成在美卓DNA控制系統平臺中，能夠連續測量和分析紙機上生產設備和生產過程中的機械狀況。為了確保紙張的質量和運行能力，機械振動、過程脈沖和起皺刮刀顫動需及時的監測和維護。這會使維護工作變得有前瞻性，效率得到提高。此外，油和潤滑功能的好壞也是減少非計劃停機的關鍵所在。美卓DNA紙機監控系統還能夠提高操作的安全性。

圖2 不同品種的生活用紙的性能需求

圖3 不同紙漿的性能區別

圖4 美卓DNA紙機監控系統的監控位置

美卓過程和質量視覺監控系統：新的高速、高精度的攝像機能夠發現和找出紙頁褶皺和破損的成因，從而允許紙機操作員防止它們的再次發生。在系統高精度的能力下，即使紙幅速度超過2,000m/min，非常小的褶皺和紙幅不穩定都能被發現。為了更方便地安裝和操作，相機和LED燈源被集成在一起。高亮度的閃光LED燈能耗非常低。斷紙監控系統（WMS）和紙幅檢測系統（WIS）能夠用在紙機、復卷機和相關的生產線上。

圖5 美卓DNA紙機監控系統的高精度攝像機

美卓DNA自動化平臺：最新開發出的解決方案被應用于美卓唯一的自動化平臺——美卓DNA。它使整個衛生紙自動化概念相對其他紙種更加突顯。如果工廠的自動化需要一個DCS或QCS功能，或一個簡單的紙機控制系統（MCS）或傳動控制系統，他們都可以被集成在一個統一的結構中，使用相同的硬件和軟件環境。美卓DNA是一個模塊的，可擴展的系統，能夠用在一個小的或者大的系統上。對于所有的衛生紙機，這些全部的案例都可以使用同樣的結構。這些特點使得美卓DNA平臺成為一個非常物有所值的自動化環境。在統一的平臺上可擴展和模塊化使得用戶節省成本，方便操作。

美卓衛生紙概念中其他獨特的解決方案：纖維質量和水分的MD和CD控制是基于美卓IQ纖維質量測量，用單紅外線傳感器取代了傳統的放射源（具有核輻射的）傳感器。美卓是第一個把單傳感器引入衛生紙生產的自動化供應商。在過去的一年中，共售出和交貨了33套，很多在新的和以前的質量控制系統上安裝。這個無核化簡化的單傳感器解決方案還有其他的優點，如高速測量和減少灰塵造成的偏差，減小在掃描架平臺上所需的安裝空間。美卓也采用一種更小型化的平臺來減少在紙機方向所需的安裝空間。

如上所述，美卓的QCS解決方案，作為美卓其他的自動化解決方案，源于美卓DNA自動化平臺，采用相同的處理器和軟件環境，操作和控制功能，開發系統和遠程連接。同樣，它也是可擴展的。如果需要，它可以是一個簡單的掃描架，包括定量水分測量，MD控制和報表功能。（通過掃描架內部的一個小型ACN處理器來實現）或者擴展成一個大的QCS系統，包括多個掃描架和傳感器，控制室功能和一個或多個CD橫向控制。

美卓IQ系統還包括IQ Web Color Measurement衛生紙顏色深淺的在線測量，專門為衛生紙而開發。這是第一個能夠測量衛生紙或擦手紙產品顏色或白度的儀器。

圖6 美卓DNA自動化平臺

美卓稀釋水橫幅控制和美卓蒸汽橫幅控制提供唯一的CD橫幅質量控制解決方案。并減少揚克氣罩干燥對能耗需求。高熱的蒸汽橫幅的重要作用是可以提高產量。目前，30套蒸汽箱已經安裝在衛生紙機上。蒸汽箱是提高紙機車速的有效手段，通過在壓榨部使用蒸汽箱，可以提高1%～1.5%的出壓榨干度，產量可提高約5%。

圖7 美卓IQ質量控制系統

圖8 美卓DCS系統中的能源消耗監控

并且，作為綜合性的自動化解決方案的一部分，包括美卓的濃度計、駐留率和電荷分布分析儀、濕部穩定性控制。電荷分析儀、美卓濕部分析儀對于精確控制濕部添加劑、穩定駐留率和白水平衡是非常有價值的。

DCS中一些功能，例如：過程回放、紙機幫助和能源消耗監控是美卓衛生紙概念中獨一無二的功能，它會給使用者帶來巨大的收益。

（周楊 整理）