LM_AN_INFO_0106_D_LSV_Papierindustrie.pdf

Fertigungsprüfung

Erfolgreicher Rollenwechsel

Berührungsloser LSV Geschwindigkeits-Sensor für

eine unterbrechungsfreie Papierproduktion

Wegen häufiger Ausfälle beim Wechsel der Papierrollen auf einer Streichmaschine hat eine Papier-

fabrik das LSV Laser Surface Velocimeter installiert. Durch Integration des LSV in die Prozessteuerung

können die Abrollgeschwindigkeiten bis auf ± 0,1 % genau miteinander abgeglichen werden.

Dies führt zu einer signifikanten Verringerung der Spannungsschwankungen beim Verbinden der

Papierbahnen und hat bereits in weniger als einem Jahr die Investitionskosten eingespart.

Fliegender Rollenwechsel

Das fliegende Spleißen ist ein Verfahren,

um im laufenden Betrieb Papierrollen

miteinander zu verbinden. Der Anfang

der neuen Rolle wird dabei mit dem

Ende der verbrauchten Rolle verklebt.

Da die Rollenabwickler mit immer

höheren Geschwindigkeiten gefahren

werden, wird der Geschwindigkeits-

abgleich zwischen den Rollen mit

Hilfe herkömmlicher Rechenverfahren

zunehmend schwieriger.

wurden, installierte die Firma ein

Polytec LSV-5000 Laser Surface

Velocimeter auf dem Rollenabwickler.

Seit der Inbetriebnahme ergänzen die

Online-Messwerte des LSV die üblichen

Messungen. Ein signifikanter Rückgang

der Ausfälle zeigt, dass der genaue

Abgleich bei zunehmendem Maschinen-

tempo kritisch wird. Mit Hilfe des LSV

wird deshalb die Papierspannung

während des Spleißens kontrolliert.

Dies wirkt sich entscheidend auf die

Effizienz des Gesamtprozesses aus.

und der aktuellen, hohen Drehzahl

berechnet. Der Durchmesser der Rolle

vergrößert sich allerdings mit zuneh-

mender Geschwindigkeit aufgrund der

Zentrifugalkräfte und erzeugt damit

einen Fehler in der Berechnung der

Bahngeschwindigkeit.

Mit Hilfe des LSV konnten diese Fehler

zu 6 – 9 m min -1 bestimmt werden.

Papiermaschine (Foto: Metso Paper Inc.)

LSV kontrolliert die Papierspannung

In der Papierfabrik führten häufige,

meist tägliche Unterbrechungen beim

Spleißen auf einer Streichmaschine zu

erheblichen Produktionsausfällen. Da

diese auf einen mangelnden Geschwin-

digkeitsabgleich zwischen neuen und

auslaufenden Rollen zurückgeführt

Integration in die Prozesssteuerung

Die bestehende Steuerung basierte auf

Messungen des Rollendurchmessers

mit einem Ultraschallsensor bei sehr

kleinen Drehzahlen. Die Bahngeschwin-

digkeit zum Zeitpunkt des Spleißens

wurde dann aus diesem Durchmesser

Quelle: Polytec LM INFO Special Ausgabe 1/2006 www.polytec.de

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Ein missglückter Spleißvorgang kann

wegen der damit verbundenen Aus-

fälle und Arbeiten zwischen 500 $

und 8500 $ kosten. Der verbesserte

Geschwindigkeitsabgleich führt auch

zu geringeren mechanischen Stoß- und

Spannungsbelastungen, was weitere

Kosten einsparen kann. Der Betreiber

kann das Kosten-/Nutzenverhältnis

berechnen, in dem er die Gesamtkosten

pro Ausfall und die Anzahl der Ausfälle

analysiert. Im vorliegenden Fall hatte

sich die Investition in weniger als

einem Jahr ausbezahlt.

Zusammenfassung

Das LSV Laser Surface Velocimeter misst

die reale Oberflächengeschwindigkeit

auf Papierrollen und stellt damit ein

genaues, reproduzierbares und zuver-

lässiges Messsignal zur Verfügung.

Durch mangelnden Geschwindigkeits-

abgleich verursachte Ausfälle werden

dadurch vollständig verhindert.

Folgende weitere Anwendungen findet

das LSV in der Papierindustrie:

Präzise Längenmessung auf

Papiermaschine und Spulen

Differenzmessungen zur Bestimmung

von Zug- und Dehnverhältnissen

Geschwindigkeitsabgleich zwischen

Rollen und Bahnen

FFT-Analyse von Geschwindigkeits-

schwankungen

LSV-065 Laser-Messkopf und Mess-

räder bei der Geschwindigkeits-

messung auf einer Pappebahn.

Die Firma hatte bereits mehrere Ver-

suche mit unterschiedlichen Sensoren

zur Online-Bestimmung des Rollendurch-

messers gemacht, aber die Messwerte

waren für die Prozesssteuerung nicht

stabil genug. Das LSV wurde anfäng-

lich nur zur einfachen Überwachung

der Oberflächengeschwindigkeit ein-

gesetzt. Nach einer Woche ergab die

Auswertung der Daten eine beträcht-

liche Differenz zwischen berechneten

und gemessenen Geschwindigkeiten.

Das LSV konnte so den Zusammenhang

zwischen der Oberflächengeschwindig-

keit und den beim Spleißen auftreten-

den Spannungsschwankungen klar

belegen, was die Möglichkeit eröffnete,

zukünftige Ausfälle vorauszusehen.

Diese Option führte zu der Entscheidung,

das LSV vollständig in den Regelkreis

zu integrieren, um vor dem Spleißen

eine Feinanpassung der Geschwindig-

keit vorzunehmen. Die neue Regelung

ist seither erfolgreich in Betrieb. Der

Durchmesser der Rolle wird wie bisher

gemessen und beim Hochfahren der

Maschine für eine ungefähre Einstellung

der Geschwindigkeit verwendet. Un-

mittelbar vor dem Spleißen sorgt dann

das LSV für einen präzisen Abgleich

zwischen den Rollen. Die Abrollgeschwin-

digkeiten stimmen damit zuverlässig

bis auf ±1,5 m min -1 überein, was bei

Absolutwerten von 1500 m min -1 einem

relativen Fehler von ± 0,1 % entspricht.

Dies führt zu einer signifikanten Ver-

ringerung der Spannungsschwankungen

und verhindert damit sämtliche durch

unterschiedliche Geschwindigkeiten

verursachten Ausfälle.

KONTAKT

Dan Blank

Metso Paper USA, Inc.

54911-8667 Appleton, WI, USA

dan.blank@metso.com

LSV-6000/LSV-300 Laser

Surface Velocimeter

Laser Surface Velocimeter messen

Oberflächengeschwindigkeiten und

Längen auf allen Materialsorten und

werden, außer in der Papierindus-

trie, auch verbreitet in der Stahl-

industrie und Metallverarbeitung,

Kunststoff-, Glas- Textil- und

Gummiverarbeitung eingesetzt.

Die Sensoren bewähren sich überall

dort, wo kontaktierende Verfahren wie

Messräder oder Tachometer wegen

Schlupf oder thermischer Effekte

keine ausreichend genauen Werte

liefern oder das Produkt beschädigen

könnten. Die LSV-Systeme von

Polytec bestehen aus einem Messkopf,

Controller und Software, sind robust

und industrietauglich und messen

sehr genau, sowohl im Stillstand als

auch im Vor- und Rücklauf Geschwin-

digkeiten bis zu 7200 m min -1 .

www.polytec.de/lsv

Quelle: Polytec LM INFO Special Ausgabe 1/2006 www.polytec.de

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: