测厚仪

用来测量材料及物体厚度的仪表

测厚仪（thickness gauge ）是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度（如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料）。

这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计；有利用超声波频率变化的超声波厚度计；有利用涡流原理的电涡流厚度计；还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。

中文名测厚仪外文名thickness gauge作用测量材料及物体厚度主要类型超声、磁性、涡流、同位素等学科传感器科学测定原理放射性检测、超声波检测等

测厚仪的介绍

奥林巴斯磁感测厚仪Magna-Mike 8600，霍尔效应，检测应用

道路交通热熔标线 全铝底座数字显示仪表 测厚仪AT-CT-002

涡流测厚仪LS225+N1500两种测量模式演示

手持式测厚仪的操作

3点扫描测量激光测厚仪在板材检测的应用

重庆里博铁铝双用涂层测厚仪镀锌层厚度测量漆膜仪

楼板测厚仪检测混凝土楼板厚度操作步骤

金属表面的涂镀层如何测量，涂镀层测厚仪有哪些类型，该如何选择

钢结构防火涂料测厚仪

目录

1 介绍

2 主要类型

3 使用注意事项

4 应用

介绍

测厚仪可以用来在线测 量轧制后的板带材厚度，并以电讯号的形式输出。该电讯号输给显示器和自动厚度控制系统，以实现对板带厚度的自动厚度控制（AGC）。 目前常见的测厚仪有γ射线、β射 线、x射线及同位素射线等四种，其安放位置均在板带轧机的出口或入 口侧。设计、安装测厚仪时要在可能的条件下尽量靠近工作辊，目的是降低板厚的滞后调整时间。

主要类型

用于测定材料本身厚度或材料表面覆盖层厚度的仪器。有些构件在制造和检修时必须测量其厚度，以便了解材料的厚薄规格，各点均匀度和材料腐蚀、磨损程度；有时则要测定材料表面的覆盖层厚度，以产品质量和生产安全。根据测定原理的不同，常用测厚仪有超声、磁性、涡流、同位素等四种。

超声波测厚仪超声波在各种介质中的声速是不同的，但在同一介质中声速是一常数。超声波在介质中传播遇到第二种介质时会被反射，测量超声波脉冲从发射至接收的间隔时间，即可将这间隔时间换算成厚度。在电力工业中应用广的就是这类测厚仪。常用于测定锅炉锅筒、受热面管子、管道等的厚度，也用于校核工件结构尺寸等。这类测厚仪多是携带式的，体积与小型半导体收音机相近，厚度值的显示多是数字式的。对于钢材，测定厚度达2000 mm左右，精度在±0.01～±0.1 mm之间。

磁性测厚仪在测定各种导磁材料的磁阻时，测定值会因其表面非导磁覆盖层厚度的不同而发生变化。利用这种变化即可测知覆盖层厚度值。常用于测定铁磁金属表面上的喷铝层、塑料层、电镀层、磷化层、油漆层等的厚度。

涡流测厚仪当载有高频电流的探头线圈置于被测金属表面时，由于高频磁场的作用而使金属体内产生涡流，此涡流产生的磁场又反作用于探头线圈，使其阻抗发生变化，此变化量与探头线圈离金属表面的距离（即覆盖层的厚度）有关，因而根据探头线圈阻抗的变化可间接测量金属表面覆盖层的厚度。常用于测定铝材上的氧化膜或铝、铜表面上其他绝缘覆盖层的厚度。

 

 

同位素测厚仪利用物质厚度不同对辐射的吸收与散射不同的原理，可以测定薄钢板、薄铜板、薄铝板、硅钢片、合金片等金属材料及橡胶片，塑料膜，纸张等的厚度。常用的同位素射线有γ射线、β射线等。

使用注意事项

测厚仪的测试方法主要有：磁性测厚法，放射测厚法，电解测厚法，涡流测厚法，超声波测厚法。

测量注意事项：

⒈在进行测试的时候要注意标准片集体的金属磁性和表面粗糙度应当与试件相似。

⒉测量时侧头与试样表面保持垂直。

⒊测量时要注意基体金属的临界厚度，如果大于这个厚度测量就不受基体金属厚度的影响。

⒋测量时要注意试件的曲率对测量的影响。因此在弯曲的试件表面上测量时不可靠的。

⒌测量前要注意周围其他的电器设备会不会产生磁场，如果会将会干扰磁性测厚法。

⒍测量时要注意不要在内转角处和靠近试件边缘处测量，因为一般的测厚仪试件表面形状的忽然变化很敏感。

⒎在测量时要保持压力的恒定，否则会影响测量的读数。

⒏在进行测试的时候要注意仪器测头和被测试件的要直接接触，因此超声波测厚仪在进行对侧头清除附着物质。

应用

1、激光测厚仪是利用激光的反射原理，根据光切法测量和观察机械制造中零件加工表面的微观几何形状来测量产品的厚度，是一种非接触式的动态测量仪器。它可直接输出数字信号与工业计算机相连接，并迅速处理数据并输出偏差值到各种工业设备。

2、X射线测厚仪利用X射线穿透被测材料时，X射线的强度的变化与材料的厚度相关的特性，沧州欧谱从而测定材料的厚度，是一种非接触式的动态计量仪器。它以PLC和工业计算机为核心，采集计算数据并输出目标偏差值给轧机厚度控制系统，达到要求的轧制厚度。主要应用行业：有色金属的板带箔加工、冶金行业的板带加工。

3、纸张测厚仪：适用于4mm以下的各种薄膜、纸张、纸板以及其他片状材料厚度的测量。

4、薄膜测厚仪：用于测定薄膜、薄片等材料的厚度，测量范围宽、测量精度高，具有数据输出、任意位置置零、公英制转换、自动断电等特点。

5、涂层测厚仪：用于测量铁及非铁金属基体上涂层的厚度.

6、超声波测厚仪：超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。

 

 

霍尼韦尔质量控制系统在造纸行业中广泛应用。确保高水准的生产、质量和过程效率对于所有造纸厂都至关重要。Da Vinci 是霍尼韦尔专为纸浆和造纸行业提供的质量控制系统(QCS)。Da Vinci QCS 提供监控、报告和过程分析显示，可帮助用户即时了解造纸机的效率和所生产纸张的质量。该系统包含了一整套具备快速扫描和数据处理速度的在线传感器，可提供jingque、高分辨率的测量数据。

下图为 OCS系统在生产工艺中的安装位置

霍尼韦尔 QCS 主要对以下六个指标进行检查。定量、水分、厚度及灰分，光泽度、涂布量其中定量和水分是zui基本参数，控制又分横向控制和纵向控制两种。

下图是 QCS对于被调参数的控制流程图

下面是这 6个指标各个传感器的简述

1 定量传感器

用于测量运动中纸张单位面积的质量或定量，它利用纸张吸收 B 射线的原理进行非接触式的测量，系统主机将定量传感器的测量电压转化成定量值，并对影响精度的各种因素进行补偿。baozheng了定量测量的高精度。

工作原理:定量传感器包括一个 B 射线放射源，一个电离室和一个高倍数检测放大器。测量电压送到主机后,电压频率转换器先将电压信号转换位频率信号.然后由主机定时对脉冲频率采样计数，再对计数值做算法处理。

2 水分

纤维等物质对红外线的吸收在所有波长相差不多，但水分子对波长 1.9 微米的红外线有很强的吸收能力，对 1.8 微米的红外线则吸收很少。因此水份传感器以 1.9 微米为水份的测量波长，以 1.8 微米为水份的参考波长

工作原理:根据两处红外线衰减的差值大小对水份进行测量。实验证明纸张中单位面积的水份重量与测量得到的比值之间有确定的比例关系，再经过一定的修正，可以直接用于计算单位面积纸张中水份的重量。

3度

用于测量纸张的厚度，使用橡胶褶式气囊驱动的圆触点来夹住纸的两侧，气囊与不锈钢臂连接，使得它能良好的悬浮在有皱纹卷曲和波动的纸页上。这个应用广泛，在新闻纸，文化用纸，板纸上应用广泛。厚度传感器有多种类型，有机械式，有laser 式等。

4灰分

灰分传感器用于检测运动中纸张的灰份含量，所谓灰份是指纸张燃烧后留下的残渣。一般来说残渣的多少反映了人们在纸浆中为了达到某种纸张性能或纸张的经济效益而加入的化学品的多少，通常所加入的化学品，如二氧化钦，磁土，碳酸钙等都具有比纤维更高的分子量，纤维是由分子量较轻的氢和碳组成。

灰份传感器能够直接检测纸张中的灰份含量，系统软件将灰份测量值除以绝干定量计算值就得到了 灰份百分比含量。

5

纸张的感光性能，根据纸张反射光的不同，传感器统计接收的不同量的光。

计算光泽度。

 

 

 

质量控制系统

霍尼韦尔质量控制系统（QCS）用于制浆和造纸、塑料、橡胶、无纺布和铝加工行业，为生产过程提供zhuoyue的可视性，提高产品质量和生产效率，同时降低成本。

 

Experion®MX

Experion® MX是一款quanmian集成型质量控制和过程知识系统，能够在降低总生命周期成本的情况下，提高纸张质量，节省原材料、能源、服务和维护成本，并增加生产效率。

CD执行器系统

对造纸机进行横向（CD）控制的目的是减少纸幅生产过程中的横向偏差。霍尼韦尔不但提供客制化CD执行器系统的硬件和接口，而且还提供xianjin的软件控制组件，作为Experion® MX系统的一部分。用户能够实现的效益包括提高纸张质量，降低原材料和能源消耗并提高生产力。

霍尼韦尔 横向执行器系统（CD Actuator System）针对每种应用进行定制设计，其监控器采用了多变量控制技术:

• AutoSlice：控制流浆箱唇板开口，调节CD重量属性

• ProFlow II：控制流浆箱稀释调测

• Devronizer：可靠的XP10气动阀门可以调节流向各个调测区域的蒸汽流  

• AquaTrol：液压雾化再润湿喷淋可以调节CD湿度属性

• Calcoil：感应加热系统提供gaoxiao的辊面加热，用于CD属性控制和xianjin的纸张加工

• Calendizer：干燥口蒸汽喷淋可通过温度和湿度梯度压延，优化整理过程

• ProCoat：用于刮刀涂布机或辊式涂布机的电动执行器，可调节CD涂布重量属性

 

MD和CD控制

霍尼韦尔Experion® MX纵向（MD）和横向（CD）控制系统利用多变量模型预测控制技术确保产品质量和造纸机的运行性能。此类控制系统可以更合理地使用资源、提高生产效率、改善造纸过程的经济效益。

多变量MD控制系统使用霍尼韦尔Alpha MPC控制器来减少造纸过程中所有受控变量的预计变化，同时确保对操作变量实行质量控制和物理控制,实现对过程的动态控制。

此外还可在开环回路或闭环回路中通过具监控功能的MD控制系统自动执行品级变化控制，实现快速、可靠的品级变化。

多变量CD控制系统可协调多个CD执行器的修正操作，扩大其有效控制范围，提供更佳的总体纸张质量。

IntelliMap过程识别及调整工具可有效运转CD控制系统，而动态校直工具则能够持续监测控制性能，自动监测并更正校直变化。

 

扫描系统

配有Experion® MX质量控制系统（QCS）的帧扫描系统，能够提供高速、准确、功能强大的平台，适用于霍尼韦尔全系列的质量传感器产品

配有Experion® MX的Q4000 O-帧扫描能够针对造纸商重视的每个关键质量参数，以极高的扫描速度生成全幅高清数据图表，大部分机器不超过10秒钟即可生成相关图表。它可通过改善纸张质量、减少原材料和能源消耗以及提高生产效率来帮助提升业务绩效。

 

扫描质量传感器

令质量参数充分可视化是达到有效产品控制的先决条件，因而造纸商们需要采用市场上xianjin的测量技术。霍尼韦尔质量扫描传感器能够准确地显示产品细微的细节，帮助提高纸张质量并增强用户的盈利能力。

霍尼韦尔质量扫描传感器是Experion® MX架构的一部分，能够捕捉O-Frame或单行扫描仪扫描的整个纸张状况，测量纸张的基本重量、湿度、卡尺、涂布种类、颜色、光泽、透明度、表面形貌、构成、强度、纤维取向、疏松度等。

无论是传统型还是多变量型设备，这些测量参数都是纵向和横向控制的基础。通过运用zhuoyue的测量和控制技术减少产品差异，通过减少停车时间提高产量，通过实现较高的纸张质量和降低能耗来优化收益。霍尼韦尔的质量扫描传感器可与霍尼韦尔的控制系统和执行器wanmei配合，提供一体化解决方案。

 

 

 

MXProLine

霍尼韦尔用于塑料、无纺布、橡胶和铝板处理的MXProline质量控制系统（QCS）提供连续腹板的高速测量功能，可以保持产品质量，减少原材料的使用量并提高产量。

MAProLine用于塑料、涂层、无纺布、玻璃纤维

霍尼韦尔的MXProLine质量控制系统（QCS）提供在线扫描仪和传感器，帮助用户选择适合其网络测量应用的测量系统。

METALSMASTER

霍尼韦尔 MetalsMaster是用于冷轧铝板和箔材应用的在线测量及控制系统。

轧机带材质量控制系统。包括：

• 金属测厚仪

• 厚度自动控制（AGC）

• 板形自动控制（AFC）  

• 板形边部控制（Calcoil）

• 传动控制

 

用于橡胶的MXProLine

MXProLine用于橡胶压延的在线测量和控制系统可提供一系列适用于钢线、纺织品及生胶压延的扫描传感器。

 

 

 

质量控制系统（QCS）升级

霍尼韦尔的质量控制系统（QCS）升级为用户提供了经济实惠、持续改进的升级途径，可将其现有的质量控制系统（QCS）和基于摄像头的系统升级至zuixin的测量和系统技术、软件和控制应用。

测量升级——使现有扫描仪和传感器能够无缝地结合测量扫描仪和信号处理技术

扫描仪升级套件——可针对现有扫描仪提供若干升级选项

MD与CD多变量升级——有助于在保持现有在线板材测量和CD执行器的基础上实现增值

CD执行器升级套件——可提高现有CD执行器和界面电子产品的可靠性与性能

 

 

质量控制系统服务

凭借在纸浆、造纸和印刷行业积累的数十年经验以及遍布全球各地的服务工程师，霍尼韦尔提供的服务可帮助用户提高产品质量和运营效率，并优化其在质量控制系统（QCS）方面的投资回报率。

QCS 4.0

霍尼韦尔QCS 4.0是质量控制技术的重大jinbu，适用于所有类型的行业，包括纸浆、造纸和连续卷筒纸操作。QCS 4.0提供了wanquan利用本地QCS信息的能力。

流浆箱优化

霍尼韦尔的流浆箱优化包括一系列旨在提高流浆箱性能的服务。由于用户可对该服务进行客制化，因此无论流浆箱出自哪一家制造商，该服务都可满足其需求。

PM ProActive服务

PM ProActive服务是一项预防性维护计划，可提高系统的可靠性和可用性 PM ProActive服务能够延长系统的正常运行时间，优化维护过程。

属性优化服务

霍尼韦尔的属性优化服务可通过IntelliMap调整和表征工具帮助简化过程，提高jingque度和总体生产效能

QCS支持

霍尼韦尔的质量控制系统（QCS）支持计划能够以quanxin的方式帮助工厂提高运营绩效。

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放射服务

霍尼韦尔的核源与核装置回收/转移服务针对此类问题提供经济适用的解决方案，并帮助用户轻松、安全地处理核装置。

在线网络测量系统的应需培训

应需培训（TOD）为在线网络测量系统的操作和维护人员提供在线培训。 此项服务需每年签约。

 

 

质量控制系统支持

霍尼韦尔质量控制系统（QCS）支持计划以一种quanxin的方式帮助工厂提高运营绩效，集合霍尼韦尔专业知识与技术，在恰当的时间，利用恰当的资源和技能，为工厂提供支持。

霍尼韦尔质量控制系统（QCS）支持计划是一项灵活的服务产品，帮助用户优化造纸机的操作性能。无论用户是想偶尔获得专家的帮助，还是需要提高其现有生产能力，或者是想依靠霍尼韦尔满足其所有QCS支持需求，该计划都可以进行定制，满足工厂的运行需求，帮助用户解决各种各样的问题。

该计划提供的远程服务包括前瞻性支持和专家级的故障排除服务。必要时还可与用户的本地现场支持团队相结合，确保用户能够得到更佳的服务。霍尼韦尔将根据具体情况，以更gaoxiao、更有效的方式管理对用户工厂的支持服务，让用户高枕无忧。

 

 

 

  “QCS”是“质量控制系统”的英文缩写，它是指对造纸生产过程中定量、水份、灰份和厚度等参数进行在线检测和控制。

     造纸生产过程的成纸定量水份控制是提高产品质量、节约原材料、降低成本、提高自动化程度和企业经济效益的重要手段和措施。它由计算机控制工作站、智能扫描架、传感器、执行机构和控制算法软件等部分组成。计算机控制工作站根据采集的现场信息，组合成各种形式的显示图表，实时、动态、直观。以供工艺人员分析。界面主要包括：工艺流程图、控制画面、纵横幅定量水份分布图、历史趋势等。同时形成各种报表，如日报表、班报表、卷报表。日报表有一天三班各班的总产量、抄造总长度、生产时间、停机时间。班报表有本班每卷的下机时间、卷目标值、平均值、方差等信息。卷报表有定量给定值、卷均方差值、卷平均值；水份给定值、卷均方差值、卷平均值；整卷纸重、纸长、断纸次数、断纸时间、整卷抄造时间、平均车速、下卷时间、卷号、班号等信息。并接受操作员的指令，更改定量水份的设定值。扫描架的电控部分包括控制器、变频器、传感器和waiwei保护开关。扫描架控制器有自动和手动两种控制方式；变频器主要控制扫描头的扫描速度；传感器主要检测扫描架的位置和纸机状态；waiwei保护开关主要保护扫描架安全运行。 控制方式： 定量 主要通过控制高精度流量阀调节上网绝干浆 量的方法控制纸张的定量； 水份 主要通过控制蒸汽调节阀改变蒸汽压力即烘 缸表面温度来控制纸的水份； 灰份 主要通过控制填料流量阀调节上网填料量的 方法控制纸张的灰份； 由于纸张定量和水份的控制是纯滞后很大的过程，相互之间的耦合非常重要，所以系统进行了强解耦控制。为实现优良的控制品质，系统还引入浓度、车速等工艺变量参与前馈控制。

     此外，根据生产工艺要求，系统中还设有断纸自动降汽等自动处理功能。 一般情况下水份、定量工作在大闭环全自动状态，无须人工对系统作任何操作 QCS系统定量检测需用同位素放射源，一般有Pm147、Kr85、镅241β。水份用的是红外线放射源。

 

 

 

涂布白卡纸机采用世界上xianjin的三长网与顶网的纸页成型技术、靴式压榨，配置了xianjin的机内硬压光机、五个涂布头的机内涂布机、机内软压光机和完成设备。设计车速800米/分，卷纸宽度为5650毫米，年产量为30万吨。其质量控制系统是霍尼韦尔公司提供的达芬奇质量控制系统（Da Vinci QCS），它配备了业内zui为广泛的各种在线传感器和高速扫描头，zui终提供了可靠、稳定、jingque、高精度的横向、纵向的测量和控制功能。

二．工艺描述，系统和功能要求

        涂布白卡纸项目是国家“双高一优”大型技改项目之一，产品定位为高档涂布白卡纸。生产线采用世界上xianjin的三长网与顶网的纸页成型技术、靴式压榨，配置了xianjin的机内硬压光机、五个涂布头的机内涂布机、机内软压光机和完成设备。设计车速800米/分，卷纸宽度为5650毫米，年产量为30万吨。 质量控制系统（QCS）要求采用世界上xianjin的控制技术，能对整条生产线的产品质量实行全方位监控。要求在施胶前、卷取前与涂布头前后分别设有一个扫描架，安装必要的检测探头，除对定量、水份、涂布量进行纵向控制以外，还需对定量、水份、涂布量、厚度进行横向控制，这样才能有效地baozheng成纸的生产质量①。

    本系统前后共需7个扫描架、5套横向控制（横向定量控制、横向水分控制、横向厚度控制、正/反面涂布量横向控制），与三菱、库斯特、美卓、西门子等多家系统存在通讯接口。传感器配备定量、微波水分、厚度、灰分等传感器，用于检测定量、水分、厚度、涂布量等指标并用来进行相应的纵向、横向控制。

本项目在实施过程中的难点：

1.浆网速比多层控制；

2.与其它系统的通讯接口；

3.涂布量测量方法；

4.瓦哈托流浆箱上的稀释水阀与霍尼韦尔控制执行器的结合；

5.横向定量、横向水分控制要求能在1#、2#扫描架之间切换控制，以实现备用。

三．霍尼韦尔的解决方案

        霍尼韦尔针对用户的要求提供了一套达芬奇质量控制系统（Da Vinci QCS），它配备了业内zui为广泛的各种在线传感器和高速扫描头，zui终提供了可靠、稳定、jingque、高精度的横向和纵向的测量和控制功能。系统按客户要求配置了7个扫描架，每个扫描架都配置了定量、微波水分、灰分、纸页温度、空气间隙温度和间隙距离传感器，厚度传感器安装在原纸扫描架和卷取扫描架上，系统配置包括了所有需要的其他设备（如操作站终端、打印机、控制主机）和系统所需的应用软件。包括与第三方系统的通讯所需的接口、硬件、软件和相关工作。系统结构如图一所示：

系统硬件介绍：

    扫描架采用达芬奇4000系列 O 型双工字钢承重梁型扫描架，配备有扫描头表面加热均温系统、防静电装置、防结露单元、自动温控系统、纸边到纸边的检测系统等附属装置。扫描头可挂12传感器，方便传感器扩展。扫描速度是可调节的，zui大扫描速度为600 mm/s，扫描位置测量精度为+/- 2mm，以达到zui佳的横向和纵向控制。

    传感器全部采用智能新型传感器，baozheng了测量重复性和精度。

    网络采用容错以太网FTE作为达芬奇系统的控制网络，提供了冗余配置的高品质的交换机，扫描架和横向系统分别挂于控制网络，容错以太网FTE 是Honeywell的专利技术，该技术可以保障以太网满足控制网络实时性和可靠性的要求且提供了可靠的100Mbps 高速传输速率。

达芬奇系统软件介绍：

 

    纵向定量控制是通过对量化的干浆流量的控制来实现的。纵向水份控制是通过对烘干部的控制来对zui终水份进行控制的。达芬奇系统控制本身和其他相关控制解耦来消除影响、优化过程稳定的交互作用，控制品质随着扫描速度的加快而提高，且对生产过程变量的快速变化的控制更加有效，使经济效益显著提高。

    协调车速变化控制是将速度设定值变到新的设定值过程中，同时协调如浆流量,篜汽压力，总压头以及其他相关变量的变化来保持产品的质量的平稳过渡。达芬奇系统是通过前馈和延时等控制作用实现的，其设定值的改变量用于jingque补偿由于车速变化而带来的产品质量的改变，确保了产品质量的平稳过渡。

    断纸烘缸启/停控制是指在断纸发生时对烘缸蒸汽压力的控制以防止烘缸积水或过热，断纸发生时烘缸蒸汽压力将自动下降到一个预先设定的设定值，设定值可以是正常烘缸蒸汽压力的一个百分值，经过一定延时后,再次下降到另一预先设定的设定值，当断纸故障消除后烘缸蒸汽压力将自动恢复到正常的烘缸蒸汽压力，每段变化的幅度,延时时间,坡变速度和段数都可根据需要设定。达芬奇系统对断纸烘缸启/停控制有助于缩短断纸时间快速恢复产品生产，快速达到原来的产品质量。

针对本项目在实施过程中的难点，霍尼韦尔提供了如下解决方案：

1．达芬奇浆网速比多层控制

    浆网速比控制是用来稳定流浆箱的匀度和抗张比率。浆网速比控制为流浆箱的压力控制器计算出压力设定值。当纸机车速或浆网速比设定值改变时，自动调节流浆箱压力控制器的设定值。达芬奇系统提供了三层网前箱的浆网速比控制，改善了纸张的质量和多层流浆箱的稳定性，减少了扰动和断纸次数，减少了更换生产品种期间和生产速度变化期间的不合格纸张，简化了维护和故障处理,从而使多层流浆箱获得了良好的性能。如图二：         

2．与其它系统的通讯接口

   本系统与多个供货商存在通讯，有着数据上的传送，霍尼韦尔公司达芬奇系统为用户提供了开放的通讯协议如OPC、PRIFIBUS-DP等，有了开放的通讯协议，达芬奇系统把第三方系统作为自己系统的一部分进行了无缝衔接，满足了设备供货商的需求，确保了通讯的畅通，使数据交换更加方便。

3．涂布量测量方法

   现在zui常用的测量方法有三种，分别为直接涂布量传感器测量法、绝干差法、灰分差法。

1) 直接涂布量传感器测量

    这种方法是采用红外线传感器直接测定，工作原理是根据涂料成分有选择地吸收某些红外线波长，当把传感器放在涂布机前和涂布机后的扫描架上时，传感器就可以测出涂料中的成分比，就可以确定涂布量。当前已经应用了具有对粘土、胶乳、水分、纤维等各自特有的检测红外线波长带段的传感器，用于测定纸的涂布量。不同的被测定物具有自己特有的吸收波长带，而检测出的是具有选择性的那个狭窄的波长带。红外线传感器测定的精度主要受传感器的性能和过程参数的影响。

 

 

 

 

本文主要阐述了恒丰10号造纸机控制系统DCS及QCS升级改造方案及应用情况。重点说明了在DCS及 QCS系统升级改造中，详细的硬件及软件升级过程，新增功能，改善程度，并对霍尼公司的解决方案及自动化产品及服务给予肯定。

恒丰10号纸机的DCS控制为1999年引进Honeywell 公司针对制浆、造纸业专门开发的TotalPlant® Alcont(简称TPA)集散控制系统，QCS亦为同年引进的MxOpen质量控制系统。TPA是恒丰纸业diyi套完整的DCS控制系统，其良好的人际界面、完善的、灵活方便的系统及应用组态工具，在1999年的diyi次纸机改造中发挥了重要作用。8年来，这DCS/QCS系统运行良好，为10号纸机的正常生产及产品质量的稳定起着保驾护航的作用。

此次DCS/QCS系统改造的主要原因：

1. 随着国内外市场对产品质量的要求越来越高，该纸机需要再次进行局部改造，同时也迫切需要控制系统进行扩展和更新换代以适应新时期生产的需要。

2. 同时改造前的控制系统的部件逐渐开始老化，系统也开始出现运行不稳定趋势，故障造成偶尔停机，甚至影响生产。

3．维护成本越来越高，特别是QCS系统中控制板卡，由于现代计算机技术、电子元件的飞速发展、更新升级加快，控制系统的控制板卡的元器件已逐步淘汰，其配件在市场上很少且价格很高，所以大部分板（卡）件出现故障时只能送回供应商的工厂返修，可以想像出对生产的影响，而更为严重的是有的备件已无法得到正常供应。

为适应新的生产需要和当前科学技术jinbu，需要对现有的DCS、QCS系统进行改造升级。根据系统现状及改造资金情况，我们与Honeywell公司的专家进行反复论证、探讨确定了既能保持原系统大部分控制功能不变又能利用现有资源提高控制档次及控制精度，使改造后的控制系统与主流控制相适应的升级改造方案。具体实施方法如下：

一、操作站更新情况

原旧系统操作站情况：浆部DCS操作站、纸部DCS操作站（纸部设工程师站）、卷取DCS操作站、QCS操作站。

改造后系统操作站情况：浆部DCS操作站不变，纸部淘汰的旧操作站作为备用，增加一台新的操作站，更换新的电脑，配置为戴尔高档Optiplex商用工作站；纸部保留工程师站（不设操作站），更换新电脑，配置为为戴尔高档Precision商用工作站、增加QCS服务器及纸病服务器，新配置；卷取增加纸病站、设DCS站QCS站，分别为新电脑，zuixin主流配置。

操作站及工程师站的重新分配及更新换代，使控制室的面貌焕然一新，同时也更利于集中维护、管理及操作。

二、DCS系统（TPA）硬件升级情况

 

1.ETI网卡内置驱动程序升级：

 

原二块由ETIUP11B升级为ETIUP11E，通过软盘专用卡升级。

2.过程模块PM升级：

原系统的PM1、PM1/1、PM2、PM2/1、PM2/2及PM3等5卡内置驱动程序升级，通过软件下载进行升级。

3.IOC卡升级：

3块与服务器的连接卡P1/ IOC卡通过软件升级。

4.增加现场控制器FC：

增加一个新的FC1，同时增加2个IO接线柜C3和C4，4个现场总线接口单元NIU，28个输入输出IO板。新增的自动控制功能全部在新的现场控制器中完成控制。

硬件的升级，使相当于CPU的XPR卡自动升级。它的升级使将使系统现场控制器FC的运行时间大大缩短。TPA中XPR的CPU的运行时间为0.16ms，新FC的运行时间将达到0.08ms，单位时间可运行的blocks数量也大大增加，大大改善了控制效果。

同时TPA系统通过网络上新的现场控制器FC，进一步利用Profibus现场总线实现与传动系统的通讯。旧系统传动系统的连锁信号（如上浆泵速度及卷取速度）是通过硬线接入到相应的接口卡的，但每接入一个传动系统的信号都需要重新敷设电缆，而系统升级后，一条Profibus线便能提供所需的任何传动信号。网络系统的改进将会使系统继续得以扩展，如进一步可接入PA智能现场仪表及新型智能编码器通讯信号等。

硬件的升级会使控制系统的扩展更加灵活，不必采用较为昂贵的、专门的Honeywell的IO板件。如本次改造中IO模块中采用了GE公司的VersaMax IO板。特别是控制施剂机电磁阀的控制信号类型是-10V--+10V ，旧的TPA系统要想实现控制必需在原有板件后增加转换器才能将-10V--+10V信号送出到电磁阀；但系统升级后，这种特殊的-10V--+10V信号可直接通过GE公司的VersaMax的IO板输出到电磁阀上，实现控制，方便简捷。

三、TPA DCS软件系统升级

1.操作系统升级：

纸部原DCS工程师站、操作站及卷取操作站的操作系统由原来NT系统升级为XP系统。操作系统的升级使之wanquan支持中文，面板、菜单界面都为中文，更易于操作工的操作、理解。

2.组态软件升级：

原TPA组态软件中绘图功能不完善，如不具备图形的旋转功能等，组态软件升级后绘图更容易，操作也更简便。

四、QCS系统升级情况

1.硬件部分：

原来中控室的QM柜取消，改为壁挂式Davinci系统柜（PM柜）。PMP中装有信号处理器对传感器的检测信号进行处理，并通过以太网与达芬奇主机相连。该处理器具有2000/秒的采样速率。由于采样速度的提高，使系统横向测量分辨率达到5mm。

扫描架内直流传动电机改为交流变频电机，扫描速度可提高到400mm/s。使用高分辨率的编码器，扫描位置精度提高到0.1mm。

更换QCS系统控制计算机，改用达芬奇系统控制主机，系统中采用戴尔高档Precision商用工作站计算机。

2.软件部份：

原来的操作平台为Unix系统，一些设置需要用命令进行操作，对工程师的要求较高，而现在升级后可在表面上直接操作，简单方便。

达芬奇系统为用户提供了开放协议如OPC等。OPC是一个开放的接口标准，是一个技术规范，它为应用程序间的住处集成和交互提供了强有力的手段。现场信号→OPC→系统监控制软件，表示了现场总线与计算机之间住处传递通道。有了OPC作为通用接口，就可把现场信号与上位监控制、人机界面软件方便地链接起来，还可把它们与PC机的某些通用开发和应用软件平台链接起来。使QCS更方便地与TPA DCS通过OPC进行通讯。

QCS在升级到达芬奇系统后，与原系统相比，性能大幅提高：

1. 扫描速度由200mm/s—300mm/s提高到400mm/s，提高30%-100%。系统横向检测分辨率提高到5mm。由于扫描速度和分辨率的提高，使系统能够发现纸页品质的细微变化，系统的控制响应速度也大大提高。产品次品率降低，质量提高。

2. 增加系统健康诊断浏览器，使操作者随时了解运行状态，实现在线故障诊断。扫描架、传感器和控制板的每一个通道的工作状态都能清晰显示。这种早期的故障报警显示，为维修人员提供了及时处理的可能和预防措施，维修更加方便。

3. 系统报警存储功能，可在系统中查找历史纪录，分析原因，隐患。改变了必须配置打印机记录报警事件的传统。

4．增加了如下功能：质量控制数据管理系统—历史数据存储管理；数据分析—对生产过程趋势曲线按照用户设定的格式显示。为生产管理人员提供丰富的资料，提供数据分析工具，有利于生产管理及质量的提高；表格形式生成品质及生产报告—易于网络传输，统一的格式使各类人员方便地进行资源共享，实行电子信息化管理；建立实验室检测数据与达芬奇系统检测数据的关联数据库；每批（卷）的质量控制参数、系统工作状态与实验室检测数据有机结合；根据生产批号、日期、纸卷记录查找实验室检测数据和QCS系统检测数据。

此次升级改造工作时间紧、任务重，但通过Honeywell专家与用户详细地论证及合理地配置，既保留了原系统的优特点，又对控制系统进行了换代，使增加的控制点合理地进入控制系统；同时也使此次改造达到了zui佳的性价比。

Honeywell公司是恒丰纸业优秀的供应商之一，1999年至今已有10号纸机、12号纸机、13号纸机、14号纸机及15号纸机都先后引进了Honeywell公司的DCS、QCS、WIS纸病检测系统。如今的系统改造是对10号纸机控制系统的diyi次升级，此次升级换代，改变了该车间控制系统在公司的控制系统落后于时代的局面，使控制系统再次增添了新的生机和活力。这种对老系统的升级改造不仅提高了系统性能，而且缩短了改造周期，投资又少，是企业挖掘设备潜力，提高经济效益的有效途径。目前10号纸机运行稳定，控制良好。

恒丰纸业是目前国内首家实行TotalPlant® Alcont DCS系统升级改造的企业，在系统升级的过程中，Honeywell公司的专家为确保顺利升级，不影响用户的开机时间，专门派人提前来公司进行硬件和软件升级，对一些重要问题提前处理，baozheng了用户的整个技术改造的按时顺利完成。