Snímače a senzory Leine Linde obstojí i v náročných podmínkách papírenského průmyslu
Kniha… to je zřejmě první, co každého z nás v souvislosti s výrobou papíru napadne. Nezaměnitelná vůně papíru, kvalitní tisk a hladký list, který s naprostou samozřejmostí obracíme mezi prsty, je to, co okamžitě vnímáme. Málokdo si ale uvědomí, jak složitá cesta k tomu vedla. Nespočet procesů řízených senzory a robotickými systémy, které umožňují papírenským závodům pracovat s nepřetržitou přesností, rychlostí a bezpečností. A právě tato část moderní výroby papíru, kterou přinesla automatizace a robotizace, změnila papírenský průmysl zcela zásadním způsobem. Ruční řemeslo minulosti se proměnilo v inteligentní, efektivní a téměř autonomní proces.
Papírenská výroba zahrnuje několik samostatných a na sebe navazujících částí (mokrá část, sušicí část, dokončovací část, navíjecí a řezací část)
Česká republika a papírenský průmysl
Výroba papíru má na našem území dlouhou tradici. Rozvoj internetu, elektroniky a zobrazovací techniky však způsobuje, že v Česku spotřeba papíru rapidně klesá, a to zejména u grafických papírů (bohužel se to týká i námi na začátku zmiňované knihy nebo novin a kancelářského papíru). Že by tedy papírenskému průmyslu zvonila hrana? Omyl!
Podle statistických údajů výroba papíru a papírové suroviny roste! Jak je to možné? Odpověď na tuto otázku je až nápadně jednoduchá: kartonáž a obalové materiály. Dnešní rozmach obalů (e‑shopy, náhrada plastů, letáky) byl v letech 2016—2018 teprve v začátcích a obalové papíry ještě nedokázaly pokles grafických papírů nahradit. Po roce 2019 se však vzestup rozjel naplno a na obalové materiály a letáky se přeorientovaly prakticky všechny papírny. Ty, které to nestihly, už žel neexistují a zanikly — tento smutný příběh se týká např. papírny ve Větřní, kdysi největšího a nejmodernějšího závodu Rakouska-Uherska. Významnou roli v českém papírenství však hraje export: české papírny jsou součástí mezinárodních skupin a dodávají své produkty do celé Evropy.
Nenápadní pomocníci: rotační snímače a senzory Leine Linde
Ve složitých výrobních procesech celulózového a papírenského průmyslu jsou rozhodujícími faktory spolehlivost a přesnost výroby. Stroje musí pracovat na plný výkon, hladce a dokonale. Protože stroje jsou obrovské, podmínky brutálně náročné a papír je velmi nestabilní, jsou jakékoliv opravy, prostoje či odstávky výroby velmi drahé. Je zcela jasné, že nároky na monitorování jsou extrémně vysoké.
Spolehlivou zpětnou vazbu o poloze a rychlosti pohonů a motorů nebo i běžících kilometrech samotného papíru poskytují snímače. Vynikajících výsledků dosahují v automatizovaných provozech snímače Leine Linde, a to ve všech fázích papírenské výroby, která zahrnuje několik samostatných a na sebe navazujících částí (mokrá část, sušicí část, dokončovací část, navíjecí a řezací část).
Snímače a senzory Leine Linde jsou robustní a vysoce odolné, a právě proto našly své místo i v náročných papírenských provozech. Pomáhají maximalizovat dobu provozu strojů i jejich výkonnost. Výběr snímače je doporučen podle výrobní části procesu. Například snímače řady FSI800 a FSI900 jsou enkodéry s integrovanou funkční bezpečností, které jsou určeny především do navíjecí a řezací části provozů, kde se manipuluje s těžkými rolemi papíru.
V sušicí nebo navíjecí části papírenské výroby se často setkáme např. s enkodéry, které nabízejí i funkce monitorování stavu. Ty umožňují také prediktivní údržbu a zajišťují bezproblémový chod zařízení. Mohou poskytovat i relevantní diagnostické údaje o potenciálních zdrojích poruch, které by mohly jinak ohrozit celou výrobu. Do této skupiny patří snímače s integrovanou funkcí ADS Uptime, které sledují nejdůležitější data z rotačních zařízení a motorů. Tyto snímače nabízejí jednoduchý přístup k datům a diagnostice prostřednictvím bluetooth nebo ADS linku.
Přehledná tabulka umístění snímačů na papírenském stroji
| Sekce stroje | Typické umístění snímačů | Hlavní účel |
| mokrá část | šneky, nátokové prvky, dráhy síta | řízení přísunu buničiny, regulace rychlosti |
| lisová část | pojezdové válce | stabilní rychlost síta |
| sušicí část | sušicí válce | regulace rychlostních stupňů |
| dokončovací část | válce kalandru | rovnoměrná tloušťka |
| navíjecí a řezací část | pope, navíjecí válce | kontrola napětí a přesného řezu |
Znáte Fourdrinierův stroj pro výrobu papíru?
Je to obrovský papírenský stroj, který z tekuté papíroviny (voda + vlákna) kontinuálně vytváří nekonečný pás papíru. Papírovina se rozlije na pohyblivou drátěnou síť (Fourdrinierova síť), kde odtéká voda a vlákna se spojí do tenké vrstvy. Ta se pak lisuje, suší a navíjí jako hotový papír. Tuto technologii rozvinuli na začátku 19. století bratři Fourdrinierové a jejich princip používají moderní papírny dodnes.
Během celého procesu, při kterém se vytlačuje přebytečná voda, je nutné zajistit stabilitu a plynulý chod motoru, aby bylo dosaženo dokonalé rychlosti vedení. Přesné informace z rotačních snímačů jsou pro řízení nezbytné, i přes vibrace, teplo a chemikálie, které jsou tohoto procesu součástí.
Díky svým vlastnostem se snímače Leine Linde na Fourdrinierově stroji používají ve všech zmiňovaných klíčových sekcích. Jsou doslova rozprostřeny v celém procesu, kde se sleduje rychlost, poloha a synchronizace motorů.
Podmínky, které musí snímače při této technologii zvládnout, jsou opravdovou zkouškou a snímače musí být extrémně robustní a odolné. Například v nejteplejší oblasti papírenského stroje panují teploty, při kterých zde nelze použít běžné snímače. Díky konceptu Gateway nabízí společnost Leine Linde řešení i pro okolní teploty přes 100 °C. Překážkou pro poskytnutí relevantních dat není ani vysoká vlhkost a teplotní proměnlivost v mokré části, kdy snímače měří rychlost a počet otáček otevíracího šroubu nebo sledují rovnoměrný přísun buničiny.
A jdeme do finále!
Při dokončovací fázi papír prochází kalandrem, kde ocelové válce v přesně stanovených intervalech zajišťují rovnoměrnou tloušťku papíru. V prašném prostředí dokončovací části musí systém odolávat těžké hmotnosti, nárazům, vibracím a zatížení. Rychlost válců, bubnů a kol musí být v náročném prostředí řízena velmi přesně. Průmyslové vysokovýkonné rotační snímače zde odvádějí opravdu těžkou práci.
V této části jsou definovány všechny parametry a papír tak může být navinut na ocelové jádro, které tlačí proti válci Pope. Papírenská linka vyrábí dlouhé jumbo role papíru s přesnou šířkou a přesnou hmotností, všechny potřebné parametry spolehlivě pohlídají snímače. Role jsou až 10 m široké a mohou nést až 57 km papíru! Poté se papír přesouvá z jedné role na druhou. K tomu je nutný proces příčného řezání, který vyžaduje absolutní kontrolu polohy řezacích kotoučů a rychlosti posuvu. V procesech, při kterých se manipuluje s těžkými rolemi papíru, jsou nezbytné snímače s integrovanou funkční bezpečností.
Zajištění provozuschopnosti pomocí integrované diagnostiky
Pro budoucí bezporuchový provoz je důležitá prevence. Enkodéry s funkcí monitorování stavu poskytují relevantní data o potenciálních zdrojích chyb. Díky integrované bezpečnostní elektronice se dosahuje funkční bezpečnosti v souladu s evropskou směrnicí o strojních zařízeních. Enkodéry jsou připojeny přímo k nouzovému vypínacímu obvodu nebo k vybraným brzdovým funkcím. Pro nebezpečné provozy (např. nebezpečí výbuchu při práci s chemikáliemi a barvami) jsou určeny snímače s certifikací podle ATEX v provedení jak absolutní, tak inkrementální.
Na začátku byla kniha… Kdykoliv po ní nyní sáhnete, již dobře víte, jakou cestu musely jednotlivé listy urazit a jak klíčovou roli v jejich zrodu hrají spolehlivé, odolné a přesné snímače společnosti Leine Linde. Bez jejich relevantních informací by stroje neudržely optimální napětí pásu, synchronizaci rychlosti ani kontrolu kritických procesů. Výroba by ztratila stabilitu, efektivitu a někdy i samotnou možnost fungovat.
| Leine Linde, člen skupiny Heidenhain |
| Švédská společnost Leine Linde vyrábí snímače a senzory pro průmyslové aplikace. Tyto produkty se používají zejména k měření rychlosti, polohy nebo napětí a jsou známé svou robustností, výkonem a spolehlivostí. Často se s nimi lze setkat i v zákaznickém provedení, mají široké uplatnění zejména v těchto odvětvích: jeřáby a zdvihací zařízení, průmysl papíru a celulózy, obnovitelná energie, ocel a metalurgie, těžba, nebezpečné provozy jako např. rafinérie, námořní a pobřežní průmysl. |