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霍尼韦尔:先进平台支撑制浆造纸生产按需而变

作者:朱旭 CONTROL ENGINEERING China主编2013.11.27阅读 7791

   当今国内造纸业面临产能过剩的威胁,而另一方面,市场竞争激烈,纸厂纷纷在较有前景的品种生产上大量追加产能,为新一轮产能过剩埋下了伏笔。纸业在竞争中是否能走出这个一窝蜂上马,又一窝蜂产能过剩的恶性循环?环保等话题在纸业又有何种所谓“最佳途径”?由于霍尼韦尔是为全球纸业服务有丰富经验的自动化方案提供商,CEC记者尝试从与霍尼韦尔的专家们的交流中找到借鉴。
  纸业市场存变局
  霍尼韦尔过程控制部亚太地区制浆、造纸和板材市场业务总监弗德克﹒韦斯特贝里(Fredrik Westerberg)在被问到中国纸业市场和亚洲其他国家有何不同时指出,在中国市场虽已出现产能过剩,开机率下降等现象,但面对国内众多企业的竞争,除进行企业挖潜和其它举措外,仍可看到一些有实力的公司不断通过扩大产能提高竞争力,依靠规模优势淘汰市场的落后产能,整个布局仍在调整和变化之中,而在日本、韩国以及太平洋地区市场饱和时间较早CONTROL ENGINEERING China版权所有,市场已经达到优胜劣汰的平衡和稳定,新上项目不多,他们的焦点大多集中在对现有运生产线改造和优化上。
  弗德克介绍:“在成熟市场中,其生产线往往在建设之初就会被控制系统‘全副武装’,通过并依靠控制系统来实现目的www.cechina.cn,并根据需要不断投入,更有兴趣关注和尝试新技术,重点在是否能提供新手段服务于品种改善,提高质量和产能,开发潜能提高企业效率,不惜投入;而发展中的市场则对控制系统的认识和要求相对较弱,靠人不靠物,投入往往以基本需求为准,重点在先能跑稳更注重项目的先期投入控制和低成本开工;随着发展中市场向成熟市场的转变,客户会对自动化系统的认识也必趋于完善,造纸行业是高投入行业,自动化的投入实际只占整个生产线投入的很小比例,但它却是整个生产线的大脑和核心,对于实现商业目标来说,它至关重要。”
  弗德克分析指出:“我们能够看到中国正处于在一个快速发展的市场向混合型成熟市场转变的过程,其结果便是可在我们现有客户的基础上获得更多的服务合同,针对现有系统不断升级并提供新的技术和手段,这种需求也将随着市场的不断成熟而越来越多,弗德克相信尽早的项目介入和沟通以及‘一个霍尼韦尔’策略能给客户更多价值。”他说:“这意味着我们将能够使用霍尼韦尔全部的技术组合来为用户提供支持”。
  长期在中国工作的霍尼韦尔过程控制部制浆、造纸和印刷市场销售经理陈岩先生也对记者表达了自己对于国内纸业供需变化的分析,他说:国内推进林纸一体化。这一年间,新上的项目纸机项目有限;从发展上看,市场对浆线的刚性需求还是明显存在的。另外就是近两年来国内卫生用纸的需求一枝独秀,纸业厂商也一窝蜂地上马新的产能,产能过剩隐患很可能将在两三年后显现。包装纸的需求会随着国内经济冷暖有些起伏波动,总体上也仍是纸业厂商生产的另一重点。从陈岩经理的话中不难读出:由于市场需求波动日趋明显,纸厂投入应有远见。
  国内纸业将如何应对现有的产能过剩问题?弗德克的建议有其独到之处。他说:当纸业企业形成产能过剩的局面时,我们应首先审视如何在既有产能上,提升纸制品的竞争差异性。而这可以从产品的质量、品种,对市场的响应速度以及纸制品的供货周期等角度综合考虑。霍尼韦尔在此领域专业的MES系统OptiVision,对避免乃至解决产能过剩问题大有裨益,它会从纸业企业接到订单一开始就进行自动排产,让生产更具柔性。弗德克的建议在记者此后和晨鸣纸业工程师的交流中得到了一定的印证。晨鸣新上项目在质量控制与自动化程度上都对自身有很高的要求。
  先进平台利在长效
  对于造纸厂、制浆厂而言,MES系统并不陌生,但陈岩经理强调:目前国内对MES的概念和理解还有待提高,比如MES和ERP的区别,又比如同样叫MES,平台先进性与否将令应用效果区别显著!他在国内一些中小型纸厂中看到过一些所谓MES系统,有的是厂里从财务角度实施的ERP,有的是些数据采集和报表系统,有的包括MES某些功能但不成系统,而目前真正的MES系统能做到从原料进厂,一直到成品纸或纸浆出库装车,整个流程的全面控制和优化,特别是根据整个企业的综合情况,从订单管理开始为客户协调不同生产基地,不同生产线,不同工段,不同品种之间的排产和按时交付,并指导各个不同生产线的控制系统进行配合,如根据排产在同一生产线上品种和相关工艺配方的自动切换,轮到相同品种再产时对整线在不同状态下的最佳控制参数的记忆和一键恢复等功能,保证了企业可根据订单情况频繁更换生产品种和机台,保证在自动排产后在生产环节的最佳资源安排和最高生产效率。再比如,MES的成本实时功能,企业管理层坐在办公室里面就能知道生产投入资源成本的实时消耗数据CONTROL ENGINEERING China版权所有,这些MES的特色功能没有大量投入和高技术的不断开发是不可能做到的,为此,陈岩断言,国内拥有真正完整的MES系统并正在线运行的纸业企业并不多,目前业内最强的MES,应该是霍尼韦尔在晨鸣纸业的MES项目。晨鸣的MES项目的目标远大而明确,它逐步将设置在各地的工厂实施MES系统,并计划未来将这些MES全部连起来,将最终实现总部对所有一线工厂生产的透明化管理。
  霍尼韦尔过程控制部制浆和造纸自动化项目总监亚莫﹒克森(Jarmo Kosunen)指出:PKS系统优于传统DCS系统的亮点在于多变量模型系统。应用在浆线、纸机上就形成了所有优化的前提基础。它能给客户直接带来经济效益的。传统控制使用PID调节原理,超调回调的过程损失在所难免。而在当今PKS的底层系统采用PROFIT Loop调节和PID并存的,用户可优先选择Profit Loop。因为它的控制动作比PID平缓,设备磨损率低,可有效延缓设备的折旧。
  据亚莫总监介绍:针对制浆造纸,霍尼韦尔可提供DCS过程控制系统、QCS质量控制系统、相机成像扫描系统、以及MES生产制造执行系统。另外,霍尼韦尔还提供火气系统,CCTV 电视监测系统,转入控制系统等系统,可以说覆盖到造纸自动化控制与管理的方方面面了。
  霍尼韦尔在今年北京的国际造纸展上主推的制浆生产线先进控制方案涵盖了制浆, 洗选漂, 碱回收, 蒸发, 燃烧, 苛化, 石灰窑, 电厂和排放处理的各个领域,在先进控制方案中包括最新的自动辨识技术, 预估控制, 模糊控制CONTROL ENGINEERING China版权所有, 神经元网络, 统计学控制和优化算法。其它亮点技术包括:最大规模的基于配方控制的涂料制备系统;最新的基于相机技术的在线扫描传感器,断纸、纸病监测系统;用在压光机前的回湿装置等。而霍尼韦尔通过一些先进的蒸汽箱的应用技术,可帮助客户减少在后干燥工艺中的热量消耗CONTROL ENGINEERING China版权所有,从而实现节能降耗。
  另外,霍尼韦尔过程控制部亚太地区制浆和造纸自动化应用咨询顾问陆志强先生对媒体表示:2006年,霍尼韦尔QCS质量系统就在天津实现本地化生产了。对于国内纸业将有更多本地化的产品服务可以选择。
  环保之谏
  纸业企业除了采用先进技术平台提升自身核心竞争力外,纸业的发展仍然始终不能脱离对过度资源摄取的约束和对环保议题的重视。体量巨大的中国用纸市场更不能应只谈经济发展话题。就此记者询问霍尼韦尔专家并了解到,当今国际上,环保再生纸的生产作为纸业发展方向之一正在逐渐受到重视,大量使用回收废纸生产的可再生纸产品主要包括牛皮纸、瓦楞纸以及其它各类板纸。再生纸与国家倡导环保、节约的未来很可能成为推动国内纸业良性发展的长效增长点,而霍尼韦尔的如下先进技术可运用于再生纸的生产中去,值得纸业工程技术人员加以关注:
  ● 在线质量控制系统强度传感器,在每次扫描中,在QCS质量控制系统显示中能够提供95%以上相关度,以便能迅速地纠正偏离,且无需等待离线测试结果。
  ● 纤维方向传感器,以帮助减少纸板弯曲卷曲所造成的损失- 它可以和强度传感器一起工作。
  ● 激光厚度测量可用于横向(CD)厚度控制,不存在接触式传感器污物积聚及需要清洗等典型问题。
  ● 业界最佳的用于唇板和稀释水横向定量控制的执行机构,在开机和断纸发生后可迅速恢复正常工况减少原料损失。
  ● 最先进成熟的用于压榨部横向水分控制的Devronizer蒸汽箱,可减少后干燥过程中的能源消耗。
  ● 最先进成熟的Calcoil电磁加热技术,用于精准的横向厚度控制,特别是对纸边的控制可帮助减少切边损失。
  ● 表面质量和匀度传感器与Calendizer回湿装置结合使用,用于表面平滑度和匀度的测量和控制。
  ● 每次扫描控制可基于1200毫米/秒的横向扫描速度和2mm分辨率的精度,最快的控制速度最大限度地减少断纸或纸种变化造成的损失。
  ● 多变量横向控制可联合使用全部现有各种横向执行机构来优化所有关键的生产参数(如定量,水分,厚度等)。
  ● 断纸和纸病(WMS / WIS)集成的相机系统可直接找到纸病在纸机上的产生位置并指导消除纸机缺陷,追踪质量问题减少质量索赔。
  ● DCS中的多变量预估控制可在纸机能力范围内尽量去最大优化纸机各项纵向控制,减少纸种变化过程中产生的不合规格产品。
  至于涉及到纸业企业环保相关升级改造的项目,霍尼韦尔的弗德克先生强调:环保功能首先要确保简单易用,而且易于维护。在国内一些制浆造纸厂里,工厂已经拥有了很好的污水处理系统,但控制系统自动化程度仍有改进的余量。霍尼韦尔有一个部门叫全生命周期管理部门,它能够帮助纸业企业用户更容易、更地去实现运维目标、包括企业的环保目标。
  弗德克先生还表示:“对于未来的技术,我们正在不断保持和提高我们的技术优势,我们会在适当的条件下把更新的技术引进到现有的过程控制系统中去。”
  综上,记者整理来自霍尼韦尔专家的讯息,可以得出如下结论:国内纸业企业要想在竞争激烈的市场环境中立于不败之地,选用先进技术平台和良好的市场定位可使事半功倍。而在中国纸业从高速发展向混合型成熟市场转变的进程中,本土纸业企业应在运营理念上,关注指标上逐步调整、修正,借助先进技术平台,谋求在发展模式上有所突破、达成演进。
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