Riduzione dello strappo del velo tramite una tecnologia digitale

Kari Hilden, Papertech

Lo strappo del velo è generalmente classificato a seconda che sia dovuto a cause note o non note. Il primo tipo di rottura é di solito risolvibile, mentre il secondo può determinare notevoli perdite di velocità ed efficienza nella macchina. Ad esempio, una macchina continua che ha una produzione giornaliera di 100 t con dieci strappi al giorno di 5 minuti in media l’uno, subisce una perdita annuale in efficienza corrispondente a 250.000 dollari americani.

TECNOLOGIA DI REGISTRAZIONE DELLO STRAPPO. Per aumentare la produzione e la qualità del prodotto riducendo i costi operativi, è stato sviluppato il sistema WebVision® Plus, che fornisce ai produttori gli strumenti adatti ad individuare e registrare gli episodi di rottura. Così è possibile identificare le cause degli strappi, i difetti del velo o problemi di funzionamento, evitando dannosi fermo-macchina.

I produttori possono utilizzare strumenti di analisi in tempo reale per individuare il punto in cui si verifica il problema: feltro per presa automatica, rullo pressore di aspirazione, accumuli di adesivi nello Yankee, lama del creping, cambio della bobina, ecc., e questo spesso permette di prevenire lo strappo.

Ecco, in generale, le principali caratteristiche del sistema WebVision® Plus:

·Progettato per adattarsi specificamente alle condizioni di lavoro della macchina;

·Ottimo sistema di telecamere: facilmente accessibile, con rotazione dell’immagine a 360°;

·Sistema di illuminazione efficiente, potente e di ridotte dimensioni, con angolo di illuminazione regolabile.

·Telecamere a infrarossi ad alta risoluzione ed alta velocità, con una capacità di 120 immagini al secondo per riprendere gli eventi alla velocità di funzionamento della macchina;

·Pannello interfaccia compatto, ad alta affidabilità, ultra-accessoriato con le più recenti tecnologie informatiche non proprietarie.

·Evoluti moduli software con caratteristiche ultra moderne per l’individuazione dei difetti e dei problemi di funzionamento della macchina.

·Facile upgrade.

·Possibilità di caricare e scaricare dati dal sistema informativo di stabilimento.

A pagina 110 si vede il layout generale di un sistema digitale di registrazione degli eventi. Tutti i componenti devono essere collegati per evitare che qualche problema di collegamento comprometta il funzionamento del sistema. In genere, su macchine più larghe di 8 metri si montano telecamere a coppie, una davanti l’altra dietro.

I sistemi automatici di registrazione digitale dello strappo sono progettati per massimizzare la visibilità ed i risultati su tutti i tipi di PM, per prevenire ed eliminare gli strappi del velo. Il sistema è controllato con software tramite una stazione operatore (monitor PC). La postazione di interfaccia include un computer, gli strumenti per la registrazione e l’archiviazione delle immagini ed è di solito collocata nella stanza elettrica.

COMPONENTI DEL SISTEMA TELECAMERE. Le telecamere sono un elemento fondamentale del sistema di registrazione. Se non sono sufficientemente sensibili o non sono progettate per essere compatibili con le condizioni di lavoro della macchina, il sistema non sarà in grado di effettuare una corretta analisi (vedi a pagina 111).

La tecnologia video basata su sensori CCD è stata notevolmente migliorata nel corso degli ultimi 10 anni e oggi offre una elevata sensibilità (sotto 0,1 lux con lenti di alta qualità) con velocità dell’otturatore fino a 1/100.000 di secondo. La velocità dell’otturatore assicura il minimo spostamento del velo e migliora la definizione dell’immagine come mostra la tabella 1.

La frequenza d’immagine della telecamera è in funzione della frequenza della linea. Nel Nord America la frequenza è 60Hz e con il non-interlacciamento (sistema che separa i campi pari e dispari dell’immagine) è possibile vedere 60 immagini al secondo, contro le 30 immagini al secondo del sistema televisivo NTSC. Come mostrato nella tabella 2, la frequenza dell’immagine definisce la distanza compiuta dal velo in 1/60 di secondo. Ad esempio, alla velocità di 1400 m/min il velo compie 38 cm tra una immagine e l’altra. Quindi le telecamere devono essere collocate in modo da permettere che sia visibile almeno questa porzione di velo nella direzione della macchina.

Anche l’illuminazione è molto importante. Serve luce a sufficienza e del tipo giusto per garantire la massima velocità dell’otturatore ed evitare il problema della dissolvenza in apertura e in chiusura, che si verifica quando la frequenza della linea di luce interferisce con la frequenza d’immagine della telecamera. Inoltre sono necessari molti supporti montanti per garantire alla telecamera le migliori posizioni per la visibilità del velo e affinché le telecamere non ostacolino le operazioni di manutenzione della macchina.

REGISTRAZIONE DELL’EVENTO. Il metodo utilizzato per registrare è importante quanto le telecamere. Lo scopo è registrare alla massima risoluzione possibile.

Oggi sono disponibili molte tecnologie che consentono di registrare le immagini sia nella RAM che nella memoria hard disk.

Questo rende possibile sia l’accesso istantaneo dopo la rottura (senza momenti di blackout) che download parziali quando ad esempio il sistema è fatto scattare da un rilevatore di interruzione velo.

INTERFACCIA OPERATORE E SOFTWARE. Altro elemento critico nel sistema di analisi strappi è l’interfaccia operatore. Deve essere semplice da usare e consentire l’analisi e la registrazione completa degli strappi.

WebVision® Plus può registrare e archiviare centinaia di eventi. Con l’elevata risoluzione immagine e la frequenza di fotogramma del sistema, le immagini sono chiare ed offrono ai produttori un potente strumento per identificare le cause dei problemi di funzionamento (Fig. 1).

Il nostro software, di semplice utilizzo, funziona con Windows® XP. Permette facile controllo ed accesso alle telecamere e a tutte le funzioni del sistema.

L’immagine mostra le possibilità di visualizzazione multipla della telecamera. E’ possibile identificare quale telecamera ha ripreso una interruzione nel velo, un buco o una irregolarità sui bordi. La sincronizzazione delle telecamere è utile per vedere lo stesso esatto tratto di velo mentre passa da tutte le telecamere: questo consente di individuare la causa del problema (Fig. 2).

Il software rende molto facile registrare l’informazione dopo lo strappo. Un rapido download consente all’operatore di rivedere lo strappo subito dopo che si è verificato con tutte le telecamere attive, registrarlo e annotarne la causa. L’operatore può inoltre analizzare rapidamente l’evento più recente e confrontarlo con uno precedente con un semplice click.

POSIZIONAMENTO DELLE TELECAMERE. Telecamere progettate per resistere alle alte temperature e dotate di sufficiente sistema di pulizia ed illuminazione possono essere collocate in qualsiasi punto della linea. Tipiche collocazioni sono in corrispondenza del getto di acqua a pressione nel wet-end per tagliare il rifilo del velo, della presa automatica, del rullo pressore, della lama del creping, della bobina e varie posizioni lungo la linea di trasformazione.

RISULTATI. Ad oggi, i sistemi di monitoraggio hanno fornito al produttore un nuovo efficace strumento per ridurre le rotture.

Con un numero sufficiente di telecamere ben collocate, è possibile ottenere una ricostruzione quasi completa dell’evento.

Una cartiera di prima categoria ha documentato sostanziali riduzioni degli strappi utilizzando WebVision® Plus. Considerati i risultati ottenuti, la cartiera installerà nuovi sistemi su altre linee.

Dei 500 episodi di rottura velo analizzati dal sistema:

·57% sono risultati conseguenza di un evento verificatosi nella parte posteriore della macchina;

·30% causati da mancanza di tensione ai bordi del velo;

·25% riconducibili alla fase di avvolgimento e stesura;

·20% dovuti alla patinatura del monolucido;

·15% alla rottura del bordo;

·10% sconosciuti.

Nella cartiera si verificavano dalle 20 alle 70 rotture al giorno ed è stato possibile ricondurre molte di quelle avvenute nello Yankee, nella lama del creping e nella bobina a problemi nati nel wet-end. Prima di questa verifica, gli operatori non sapevano che i problemi avessero origine in questa parte della macchina.

Il problema si è rivelato con rigonfiamenti sul velo nel wet-end che degeneravano in rotture durante la pressatura e l’essiccamento. Si è scoperto che i rigonfiamenti si formavano nel trasferimento del velo dalla tela al feltro di presa automatica nel wet-end (Fig. 3).

CONCLUSIONI. Ridurre al minimo tutte le cause di strappi del velo nella macchina continua ottimizza l’efficienza operativa ed i ritmi produttivi della macchina. La tecnologia di registrazione degli eventi ha dimostrato di ridurre gli strappi dal 20% fino ad oltre l’80%.

In conclusione, i sistemi automatici di registrazione sono in grado di:

-Monitorare e registrare i punti critici della macchina;

-Usare software di facile utilizzo su Windows® per PC che permettono all’operatore di visionare e gestire tutte le informazioni;

-Usare telecamere protette, ad alta risoluzione, da piazzare in tutte le posizioni critiche;

-Fornire una registrazione permanente di ogni evento che può essere visionata, stampata, archiviata e confrontata con altre;

-Allertare gli operatori in caso di accumulo di rifilo, accumulo di adesivo nel cilindro Yankee, problemi alla lama del creping, irregolarità di avvolgimento della bobina ed altro;

-Interfacciarsi ai sistemi informativi dello stabilimento per un report completo.

Con un ritorno medio di circa 6 mesi ed un aumento dell’efficienza della macchina del 2-5%, si prevede che nei prossimi 5 anni l’uso di questa tecnologia si diffonderà rapidamente per garantire la massima efficienza e produttività della macchina e la massima qualità del prodotto. •