Los equipos Omron, basados en el autómata programable CS1, controlan hasta 35 lazos

Dosificación en continuo para la fabricación de papel en la Papelera Brandia

Redacción QU01/12/2006
La dosificación en continuo en el sector de las papeleras es una de las evoluciones necesarias en el proceso de fabricación, para adaptarse a la tendencia hacia procesos más flexibles, con pedidos cada vez más pequeños y plazos de entrega más ajustados. Papelera Brandia, dedicada a la fabricación de papel para packaging, ha implementado la dosificación en continuo en su fábrica. La ingeniería Abecor Sistemes, S.L., ha desarrollado el sistema de control con equipos Omron basado en autómata programable CS1 y llegándose a controlar hasta 35 lazos.
La ingeniería Abecor Sistemes, S.L., especializada en la automatización y gestión de instalaciones industriales, ha desarrollado un sistema de control para dosificar en continuo durante los procesos de fabricación de papel que se lleva a cabo en la Papelera Brandia, fábrica de papel para packaging ubicada en Santiago de Compostela.

Esta solución, innovadora en el mercado de las papeleras, ha sido desarrollada con equipos de control Omron, permitiendo a la fábrica optimizar los procesos de fabricación gracias a las ventajas que ofrece la dosificación en continuo: regularidad en las composiciones de los productos; reducción de costes energéticos, al aplicar los procesos complementarios únicamente a los componentes que lo precisen; reducción de costes y tiempos en los cambios de fabricación al poderse realizar justo en el momento que se ha satisfecho el pedido de fabricación, sin necesidad de esperar a gastar toda la mezcla preparada a tal efecto; minimizar los costes en la investigación y elaboración de nuevos papeles; máxima flexibilidad en la fabricación, tanto en lo referente a costes, cantidades, tipos y plazos de entrega solicitados por los clientes consumidores.

Descripción del proceso de fabricación de papel

De un modo muy general, la fabricación de papel consiste en la dispersión en agua de las materias que lo componen y las posteriores operaciones de formación de la lámina de papel, prensado y secado. Estas materias primas son básicamente celulosa, papel reciclado o subproducto de fabricación y algún aditivo químico. Para obtener una mezcla final con las características idóneas, además de dosificar las cantidades precisas, el proceso de preparación consiste en operaciones complementarias como el despastillado, depurado, refinado, etc., que contribuyen a lograr la calidad final de papel a fabricar.

El diferencial de coste entre las diferentes celulosas y/o subproductos recortes puede ser muy variable, y los procesos complementarios necesarios según las proporciones escogidas supondrán un tiempo de preparación y un coste energético concreto.

Para optimizar la preparación es necesario minimizar los costes de la materia prima, los tiempos de preparación y costes energéticos necesarios, a fin de conseguir una calidad final del papel acorde con el precio de venta final.

La dosificación en continuo requiere un seguimiento y análisis de todas y cada una de las diferentes etapas de la preparación, lo que implica la automatización total del proceso, así como máxima flexibilidad para su supervisión

Problemática existente antes de la reforma

Para lograr una determinada mezcla y con unas características específicas, industrialmente existen dos procedimientos básicos: por lotes y en continuo:

• El proceso por lotes consiste en incorporar en un recipiente adecuado determinadas cantidades de materia prima, según una receta previa. La cantidad o volumen final de pasta lograda, se someterá después a los procesos de depurado, despastillado, refinado, etc., necesarios para obtener las características deseadas.

• En el caso de la dosificación en continuo, se incorpora directamente en un recipiente mezclador la proporción precisa de cada componente, convenientemente preparado y tratado con los procesos complementarios necesarios únicamente para este componente. Las ventajas que este tipo de dosificación ofrece son obvias: reducción de costes de materia prima, de costes energéticos, de investigación y elaboración de nuevos papeles, de tiempos dedicados a cambios de fabricación y además máxima flexibilidad.

La dosificación en continuo requiere un seguimiento y análisis de todas y cada una de las diferentes etapas de la preparación, lo que implica la automatización total del proceso, así como máxima flexibilidad para su supervisión. Para ello, Papelera Brandía ha tenido que hacer una importante inversión en infraestructura y equipos (bombas, agitadores, refino, despastilladores, válvulas, calderería y estructuras, tinas y depósitos, etc.), en instrumentación (transmisores de presión, nivel, temperatura, caudal, consistencia, grado de refinado), equipos de control (ordenadores, SCADAs, pantallas táctiles, autómatas programables) y accionamientos (arrancadores estáticos, variadores de velocidad, etc.)

El control de una dosificación en continuo requiere la coordinación de todos los movimientos y acciones propias de una automatización (abrir-cerrar válvulas, paro-marcha motores, con lazos de regulación, nivel depósitos, caudales y presiones, etc., además de la realización de cálculos más o menos complejos con las variables reales del proceso, caudales, producciones, proporciones, etc.
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La comunicación entre las pantallas y el autómata CS1 se realiza a través del estándar Ethernet. A esta red se ha comunicado también un ordenador para dar asistencia remota

Preparación de pastas: Dosificación en continuo Papelera Brandia

La Papelera Brandia es una fábrica de papeles MG (“machine glazed”) Kraft, ideales para el envase y embalaje dadas su características mecánicas.

Además, el brillo de la cara satinada optimiza la impresión. El papel se adapta a los requerimientos del cliente, ajustando lisura, resistencia mecánica, resistencia a la humedad, etc.

La solución final adoptada para la preparación de pastas y dosificación en continuo de Papelera Brandía consiste en la utilización de equipos de control Omron. El centro neurálgico del sistema lo constituye un autómata programable CS1 junto con la novedosa tarjeta de control de procesos LCB05 que, con el potente software CX-One, permiten la realización de las diversas secuencias y rutinas de automatización, lazos de regulación y bloques de cálculos perfectamente coordinados y enlazados.

Para la supervisión del proceso, y dada la necesidad de disponer de la misma información en ubicaciones distintas, se han utilizado pantallas táctiles NS12, que ofrecen pantallas generales del proceso, de menús, de secuencias, de históricos, de alarmas y de parametrización.

La comunicación entre las pantallas y el autómata CS1 se realiza a través del estándar Ethernet. A esta red se ha comunicado también un ordenador para dar asistencia remota.

El autómata programable CS1 controla toda la instrumentación convencional (detectores de proximidad, finales de carrera, transductores de presión, etc.), así como instrumentación específica de la fábrica papelera (caudalímetros de pasta, medidores de consistencia de la pasta o del grado de refinado, etc.) y finalmente, de accionamientos mediante
arrancadores estáticos o medidores de velocidad de la serie 3G3_V.

La tarjeta de control de proceso LCB05, con capacidad para 500 bloques de función, ha permitido la realización de un total de 35 reguladores PID, varios de ellos integrados en cascada con sus correspondientes bloques y funciones de puesta a escala, alarmas y gráficos, todo ello coordinado con las secuencias yautomatizaciones integradas y programadas en el autómata CS1.

La Papelera Brandia es una fábrica de papeles MG (“machine glazed”) Kraft, ideales para el envase y embalaje dadas su características mecánicas

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