De nombreuses nouvelles machines dans les usines à papier modernes sont construites avec des systèmes automatiques. En revanche, de nombreuses usines papetières de première génération utilisent encore des machines datant de plusieurs décennies. Des améliorations simples peuvent rendre ces machines plus intelligentes et plus efficaces, et les aider à répondre aux exigences du marché actuel.
Deux systèmes qui permettent de maintenir de bonnes conditions de vos douches sont le brise-mousse automatique et l'oscillateur. Ces deux systèmes existent depuis longtemps, mais la technologie moderne permet leur fonctionnement plus efficace malgré la demande accrue des fabricants de papier.
Les buses automatiques
Elles permettent d'automatiser et de moderniser facilement les systèmes de douche des usines papetières. Actuellement, les fabricants de papier utilisent plus de whitewater dans leurs systèmes de douche que jamais. Si cela est positif pour les objectifs et initiatives en matière de durabilité, cela peut endommager les systèmes à petits orifices des buses. Les systèmes de douche à brosse, y compris automatiques, existent depuis des années ; cependant, ils ne sont pas encore en mesure d'utiliser les données des capteurs pour déterminer quand un cycle de brossage est nécessaire.
Les douches à brosses manuelles
Leur efficacité dépend de la fréquence d'utilisation par les agents de maintenance. En raison du récent manque de main-d'œuvre dans les usines papetières, le personnel de maintenance néglige souvent d'utiliser ces douches régulièrement. Les meilleures pratiques actuelles préconisent qu'elles soient toutes opérationnelles au moins une fois par tour de travail ou tous les huit heures. Cependant, ce n'est pas toujours le cas. Selon l'emplacement et l'accessibilité du disque de nettoyage, la douche peut être négligée lors de l'opération manuelle. Cela peut avoir plusieurs conséquences néfastes, notamment des nozzles obstrués, des profils de humidité irréguliers, du papier machine encrassé et des coûts d'exploitation augmentés.
Figure 1: douchette à main
Les douchettes à main automatiques
Les anciens systèmes de douche à buses automatiques constituent une nette amélioration par rapport aux douches manuelles. Les anciens modèles peuvent être actionnés de deux manières différentes. Ils peuvent être actionnés par un bouton sur un contrôleur, ou être programmés pour fonctionner à intervalles spécifiques. Ce système est pratique, car au lieu que le personnel ait à grimper sur toute la longueur d'une machine à papier pour manuellement actionner les dizaines de roues à pince, il leur suffit de presser un bouton pour que l' moteur électrique mette en marche le mécanisme de la brosse et évacue le dépôt de papier accumulé à l'intérieur de l'appareil. Si le contrôleur dispose d'une fonction de programmation, l'appareil se déclenchera automatiquement à l'heure programmée. Nous recommandions auparavant d'actionner le brise-papier une fois par tour de travail, de sorte que le programmateur pouvait être réglé en conséquence. Ainsi, il devient beaucoup plus difficile de manquer une opération critique, comme le nettoyage des mécanismes de la brosse pour éviter les problèmes de colmatage et de qualité du produit.
Figure 2: douchette automatique
Autre avantage des systèmes de commande de douche automatique : la possibilité de contrôler plusieurs douches automatiquement avec un seul contrôleur, mais aussi le contrôleur qui communique avec le système DCS de l'usine de papier. Le fait de pouvoir contrôler plusieurs douches automatiquement avec un seul contrôleur permet de réduire l'espace au mur nécessaire pour chaque contrôleur. Les machines à papier peuvent en effet avoir des dizaines de buses de pulvérisation, ce qui peut poser un sérieux problème d'installation en raison de la nécessité d'installer des dizaines de panneaux de commande dans un espace facilement accessible pour l'entretien. Sans compter les économies que l'on pourrait réaliser avec un seul contrôleur plutôt que avec une trentaine de contrôleurs. Il existe également des contrôleurs capables de communiquer directement avec le système DCS de la machine. Cela permettrait à un opérateur de machine dans le contrôleur de room de faire apparaître les données du contrôleur à l'écran sans avoir à se rendre sur place. L'opérateur peut consulter des informations critiques telles que le nombre de cycles de nettoyage du pinceau effectués, la date et l'heure de la dernière utilisation, ainsi que les éventuelles erreurs détectées par le système. Le machine operator aurait également la possibilité de démarrer manuellement un autre cycle de brossage si les circonstances l'exigeaient.
Figure 3: programmateur de douche à main automatique
La prochaine grande innovation technologique de AutoBrush est ce que nous aimons appeler « Smart Showers ». Le Smart Shower utilise un Automatic Brush, mais il est également équipé de capteurs supplémentaires tels qu'un transducteur de pression et un compteur de volume. L'ensemble est connecté à une PLC, ce qui permet de centraliser l'ensemble des données. Il est désormais possible de suivre le débit de chaque douche. L'analyse de ces données permet de déterminer les intervalles de temps durant lesquels les nozzles usés doivent être remplacés par des nouveaux pour maintenir le processus le plus efficace possible. Le compteur de volume peut également être utilisé pour suivre la consommation d'eau totale dans l'usine. Cela peut également aider à suivre des métriques pour atteindre les objectifs de durabilité. L'utilisation conjointe du signal du débitmètre et du signal du transducteur de pression permet même d'automatiser le fonctionnement de l'AutoBrush avec ces deux entrées. Il est possible de définir une condition de seuil pour que l'AutoBrush effectue un cycle de nettoyage si la vitesse d'écoulement diminue (en raison de obstructions) et si la pression augmente (en raison d'une réduction de la vitesse), ce qui ajoute encore un niveau d'automatisation au processus. Cela permet de maintenir l'optimisation du processus et de libérer le personnel de l'usine pour qu'il se consacre à des tâches plus importantes.
Les oscillateurs de douche
Les systèmes oscillants des HP sont un élément essentiel de leur fonctionnement. Sans oscillateurs, le jet d'eau à haute pression détruirait les tissus de la machine à papier. La vitesse optimale des oscillateurs aura également un impact sur la propreté des tissus lavés par les HP showers.
Figure 4: douchette oscillante et automatique
Il est important que l'oscillateur d'une douche HP soit réglé sur la vitesse de fonctionnement de la machine à papier. Il existe des oscillateurs à vitesse fixe et des oscillateurs synchronisés à la vitesse de la ligne. De nombreux moulins utilisent des oscillateurs à vitesse fixe qui ne s'adaptent pas aux changements de vitesse de la machine. Ils peuvent généralement être programmés pour fonctionner à différentes vitesses manuellement, mais cela nécessite de se rendre sur le panneau de contrôle de chaque oscillateur individuellement, d'effectuer les réglages nécessaires et de continuer. Même de petites variations de la vitesse de la machine peuvent affecter l'efficacité d'un oscillateur à vitesse fixe.
Figure 5: machine à papier fabriquée avec un oscillateur à vitesse fixe
Avec un système d'oscillateur synchronisé à la vitesse de la ligne, il y a une entrée pour la vitesse de la ligne dans le contrôleur de l'oscillateur. Lorsque la vitesse de la ligne de production de la machine change, le contrôleur de l'oscillateur ajuste automatiquement la vitesse d'oscillation pour garantir le déplacement d'un orifice par rotation de la toile. Ce système est très utile lorsque la machine fonctionne à une vitesse inférieure à la normale. Lors des phases de démarrage ou d'arrêt, l'oscillateur s'adapte automatiquement. Si la machine accélère, l'oscillateur peut suivre et garantir un nettoyage efficace des tissus, évitant ainsi tout problème de production. La différence entre un oscillateur à fréquence de ligne et un oscillateur à fréquence fixe mal réglé peut être observée sur l'image ci-dessous. L'efficacité de nettoyage est alors considérablement réduite.
Figure 6: comparaison d'un oscillateur synchronisé à la vitesse de la ligne à un oscillateur à vitesse fixe
Disposer d'un oscillateur doté d'une synchronisation à la vitesse du signal est seulement l'une des solutions en matière d'automatisation. Disposer d'un contrôleur connecté est également un atout pour l'automatisation. Avec un contrôleur capable de communiquer avec le système DCS de la usine, il est possible de démarrer et d'arrêter à distance l'oscillateur, de consulter les alarmes, d'afficher l'état et la position du shower en temps réel, et de procéder à de petites réglages si nécessaire. Cette fonctionnalité de retour d'information et de contrôle à distance permet à plus d'employés de la salle des machines de se consacrer à des tâches de maintenance plus importantes au lieu de se rendre aux contrôleurs des oscillateurs pour surveiller leur performance. Tout cela peut désormais être effectué simplement dans le contrôleur par un opérateur de machine. Pour simplifier encore davantage les choses, il existe désormais des contrôleurs capables de contrôler plusieurs oscillateurs (3 actuellement maximum). Cela permet à une usine de réduire le coût de ses systèmes d'oscillateurs, car elle n'a plus besoin de trois contrôleurs différents. Les économies réalisées sont considérables, tant en ce qui concerne le coût des matériaux pour les contrôleurs qu'en ce qui concerne le coût du personnel pouvant ainsi se consacrer à des tâches plus importantes dans l'usine.
Ces deux produits illustrent la manière dont l'automatisation de votre système de douche peut vous faire économiser sur vos coûts d'exploitation, votre temps et vous apporter des retours précieux pour garantir le bon fonctionnement de vos processus. En adoptant ces technologies, votre usine peut améliorer son contrôle de processus et permettre à son personnel de se concentrer sur des tâches plus importantes.
À propos de l'auteur
Bernard Pyzdrowski est ingénieur de projet, Industries des pâtes et papiers, chez Spraying Systems Co.
A propos de Spraying Systems
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