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 buena y homogénea calidad y cumplir los objetivos económicos de los usuarios. Un sistema básico de medición de la calidad generalmente incluye mediciones del gramaje y del perfil de humedad y además el gramaje promedio de la banda de papel y el control de la humedad relacionado con estas variables. El calibrador 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 las fibras 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 plásticas o metálicas.
En los sistemas modernos, las aplicaciones QCS se pueden integrar en sistemas de control distribuido .
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 haz del escáner. Un tiempo de cruce típico para una plataforma de sensores es de 10 a 30 s (una red de 8 m, 60 cm/s). La plataforma del sensor escanea la banda de papel y mide continuamente las características del papel de borde a borde. También se puede dirigir y detener en un punto fijo específico de la banda para medir la variación de la dirección de la máquina (MD) en un solo punto.
El haz del escáner QCS es una parte esencial de un sistema QCS. Las máquinas anchas y los cálculos precisos de los perfiles requieren estabilidad del haz y precisión del movimiento mecánico. Como se requiere una alta precisión en condiciones exigentes y variables, los sensores sensibles deben fijarse de forma segura. 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 móvil con un juego mínimo de la plataforma de medición.
Normalmente, el haz del escáner también contiene todos los cables y las tuberías de aire, líquido refrigerante y gas protector. La base del haz del escáner contiene elementos que amortiguan la vibración vertical.
Un sistema básico de medición de la calidad generalmente incluye mediciones del gramaje y del perfil de humedad y además el gramaje promedio de la banda de papel y el control de la humedad relacionado con estas variables. El calibrador 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 las fibras y propiedades de la superficie (topografía).
Los sensores en línea están configurados en el haz del escáner para escanear la web. El tiempo típico de cruce de la red en sistemas nuevos es de 10 a 30 s (red de 8 m, 60 cm/s). Si la velocidad de la banda es de 1200 m/min y el ancho de la banda es 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 sirven como base para los cálculos del perfil (máquina y dirección transversal) y 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 de 2000/s, entonces el elemento de medición más pequeño tiene aproximadamente 0,2 cm en dirección transversal. Los datos de medición se integran para eliminar una variación de formación a pequeña escala del resultado de la medición.
El valor de medición se promedia de modo que cada sensor proporcione un valor de medición por cada cuadro de datos, que normalmente oscila entre 5 mm y un centímetro de ancho de banda. Para una banda de 1 metro de ancho se toman, por ejemplo, entre 100 y 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, se puede cambiar el ancho de estos cuadros de datos 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.
Los requisitos para un sensor en línea de máquina de papel ideal incluyen los siguientes: el sensor está calibrado 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 frecuencia grandes; el sistema de sensores no perturba la producción; las mediciones se realizan en tiempo real y pueden ajustarse sin demoras; la medición afecta a toda la producción, no sólo a pequeños valores de muestra. Debe ser posible distinguir entre la desviación en la dirección de la máquina y en la dirección transversal y la desviación residual, ya que el sistema de control maneja estas tres desviaciones por separado y de diferentes maneras. Los sistemas anteriores calculaban un perfil promedio a largo plazo para filtrar el perfil. Como se pueden ajustar automáticamente varios perfiles de calidad, es importante enviar rápidamente los datos del perfil correctos con alta resolución al sistema de control. Esto es especialmente importante durante los cambios, después de los recesos y durante los cambios de grado. En los sistemas avanzados, se utilizan algoritmos para calcular los datos del perfil.