Un sistema de control de calidad (QCS) se refiere a un sistema utilizado para medir y controlar la calidad de los procesos de hojas en movimiento en línea como en el papel producido por una máquina de papel. Generalmente, un sistema de control se ocupa de la medición y el control de una o múltiples propiedades en el tiempo en una sola dimensión. Un QCS está diseñado para medir y controlar continuamente las propiedades del material de la hoja en movimiento en dos dimensiones: en la dirección de la máquina (MD) y en la dirección transversal a la máquina (CD). El objetivo final es mantener una calidad buena y homogénea y cumplir con los objetivos económicos de los usuarios. Un sistema básico de medición de la calidad generalmente incluye el gramajey mediciones del perfil de humedad y, además, el peso base medio de la banda de papel y el control de la humedad relacionados con estas variables. Caliper es también una de las medidas básicas. [1]
Otras mediciones continuas comúnmente utilizadas incluyen: contenido de cenizas, color, brillo, suavidad y brillo, peso de la capa, formación, porosidad, orientación de la fibra y propiedades de la superficie (topografía). [2]
QCS se utiliza en máquinas de papel , máquinas de cartón, máquinas de tisú , máquinas de secado de pulpa y otros procesos de películas de plástico o metal.
En los sistemas modernos, las aplicaciones QCS pueden integrarse en sistemas de control distribuidos .
Plataforma de sensores
Los sensores que miden la calidad del papel (medidores en línea) están conectados a una plataforma de sensores que se mueven a través de la banda guiados por el rayo del escáner. Un tiempo de cruce típico para una plataforma de sensores es de 10 a 30 s (una banda de 8 m, 60 cm / s). La plataforma del sensor escanea a través de la banda de papel y mide continuamente las características del papel de borde a borde. También se puede dirigir y detener a un punto fijo específico en la banda para medir la variación de la dirección de la máquina (MD) en un solo punto.
Haz de escáner
El rayo del escáner QCS es una parte esencial de un sistema QCS. Las máquinas anchas y los cálculos de perfil precisos requieren estabilidad del haz y precisión del movimiento mecánico. Como se requiere una alta precisión en condiciones exigentes y variables, los sensores sensibles deben estar bien sujetos. El objetivo más importante es mantener la posición exacta respectiva de las plataformas de medición superior e inferior en relación con su distancia entre sí, en MD y en CD. Esto se logra mediante una construcción robusta y reduciendo los efectos de la temperatura y otros efectos ambientales y mediante un mecanismo de movimiento con un juego mínimo de la plataforma de medición.
Por lo general, el rayo del escáner también contiene todos los cables y las tuberías de aire, líquido refrigerante y gas de protección. La base del rayo del escáner contiene elementos que amortiguan la vibración vertical.
Variables a medir
Un sistema básico de medición de la calidad incluye generalmente mediciones del peso base y del perfil de humedad y además el peso base medio de la banda de papel y el control de la humedad relacionado con estas variables. Caliper es también una de las medidas básicas. [3]
Otras mediciones continuas comúnmente utilizadas incluyen: contenido de cenizas, color, brillo, suavidad y brillo, peso de la capa, formación], porosidad, orientación de la fibra y propiedades de la superficie (topografía).
Proceso de medida
Los sensores en línea están configurados en el rayo del escáner para escanear en la web. El tiempo de cruce típico de la banda en sistemas nuevos es de 10 a 30 s (banda de 8 m, 60 cm / s). Si la velocidad de la banda es de 1200 m / min y el ancho de la banda de 8,5 m, la banda se mueve 280 m durante un escaneo y el sensor se mueve la misma distancia en diagonal a través de la banda. Las medidas se toman en la línea diagonal y actúan como base para el perfil (máquina y dirección transversal) y cálculos de variación. Este valor está sujeto a integración en función de la velocidad de la máquina. Si la frecuencia de muestreo de la señal de medición está en el rango de tamaño 2000 / s, entonces el elemento de medición más pequeño tiene aproximadamente 0,2 cm en dirección transversal. Los datos de medición están integrados para eliminar una variación de formación a pequeña escala del resultado de la medición.
El valor de medición se promedia para que cada sensor proporcione un valor de medición por cada cuadro de datos, que suele ser de 5 mm a un centímetro de ancho de banda. Para una banda de 1 metro de ancho, por ejemplo, se toman de 100 a 200 valores de medición. Estos valores de medición de un solo escaneo (puntos de perfil) se denominan 'perfiles sin procesar'. En los sistemas de control de calidad modernos, el ancho de estos cuadros de datos se puede cambiar y se pueden formar perfiles precisos utilizando varios miles de cuadros de datos de perfil.
Normalmente, la salida del sensor es el valor instantáneo, el valor medio del perfil y el perfil completo.
Requisitos del sensor
Los requisitos para un sensor en línea de máquina de papel ideal incluyen lo siguiente: el sensor se calibra a una constante natural durante la medición; el sensor y la electrónica relacionada incluyen diagnóstico de fallas; el procesamiento digital de la señal es posible desde el principio sin destruir la posibilidad de analizar componentes de gran frecuencia; el sistema de sensores no perturba la producción; las mediciones se realizan en tiempo real y se pueden ajustar sin demoras; la medición se refiere a toda la producción, no solo a pequeños valores de muestra. Debe ser posible distinguir entre la desviación direccional y transversal de la máquina y la desviación residual, ya que el sistema de control maneja estas tres desviaciones por separado y de diferentes maneras. Los sistemas anteriores calcularon un perfil promedio a largo plazo para filtrar el perfil. Dado que se pueden ajustar automáticamente varios perfiles de calidad, es importante obtener rápidamente los datos de perfil correctos con alta resolución para el sistema de control. Esto es especialmente importante durante los cambios, después de los descansos y durante los cambios de grado. En sistemas avanzados, se utilizan algoritmos para calcular los datos del perfil.
Ver también
Referencias
- ^ Grupo de interés común de educación de sistemas de control de calidad de la División de Control de procesos (2012). Sistemas de control de calidad de máquinas de papel - Volumen 1: Sistemas de medición y variabilidad del producto . Organización Tappi. ISBN 978-1595101921.
- ^ Nuyan, Seyhan (1997). Automatización estratégica para la fabricación inteligente de papel . Corporación Valmet. ISBN 951-95881-2-4.
- ^ Educación en Sistemas de Control de Calidad Grupo de Interés Común de la División de Control de Procesos (2012). Sistemas de control de calidad de máquinas de papel - Volumen 1: Sistemas de medición y variabilidad del producto . Organización Tappi. ISBN 978-1595101921.