Kartonkikone KA2 vianilmaisinjärjestelmän ongelmat ja toiminta

Abstract

Työssä selvitettiin Stora Enson Imatran tehtaiden kartonkikone kahden vianilmaisin- ja katkokamerajärjestelmän toimintaa ja niiden ongelmia. Työn tavoitteena oli esittää korjaus- ja parannusehdotuksia järjestelmiin, sekä tarkastella järjestelmien elinkaaria asiakkaan näkökulmasta.

Työn aikana perehdyttiin järjestelmiä käsittelevään kirjallisuuteen, aina yksittäisten komponenttien datalehtiä myöten. Järjestelmäkohtaisista asetuksista ja järjestelmän ohjelmoinnista ei ollut käytettävissä käytännössä lainkaan kirjallisuutta, joten kaikki tämä on päätelty järjestelmästä ja kokeiltu käytännössä.

Järjestelmien toimintaa esiteltiin yleisellä tasolla kirjallisuudessa esitetyn mukaisesti, minkä jälkeen käytiin läpi järjestelmien ongelmia tarkemmin. Työssä tarkasteltiin vianilmaisinjärjestelmän mekaanisia ongelmia, eli mittausgeometrioiden virheitä asennuskuviin verrattuna. Suurin osa näistä ongelmista on korjattavissa uudelleensuuntauksella ja kalibroinnilla.

Vianilmaisinjärjestelmän ohjelmiston ja asetusten ongelmia tarkasteltiin tummien täplien ja viirujen ilmaisun kautta, mitkä olivat kaksi merkittävintä tapausta. Molemmissa tapauksissa järjestelmän käyttämien konfiguraatiotiedostojen muokkaaminen ratkaisi ongelmat.

Järjestelmän vianilmaisua simuloitiin Matlab-ohjelmistolla käyttämällä järjestelmästä tallennettuja vikakuvia ja tarkasteltiin suodattimien vaikutusta vianilmaisun viritykseen. Lisäksi tarkasteltiin eri mittausgeometrioden resoluutioita, minkä pohjalta annettiin ehdotuksia järjestelmän suodattimien sekä niiden dimensioiden valintaan.

Katkokamerajärjestelmän merkittävin ongelma on ollut kameroiden synkronointi. Huonon synkronoinnin takia osa katkoista ei näkynyt lainkaan nauhoituksissa. Työssä esitettiin tähän mennessä tehtyjä toimenpiteitä synkronoinnin parantamiseksi, sekä esiteltiin menettelytapa, millä kameroiden synkronoinnin parantaminen on mahdollista häiritsemättä tuotantoa.

Vianilmaisinjärjestelmän elinkaarta tarkasteltiin järjestelmän pääkomponenttien avulla. Vianilmaisimessa käytettävien led-valojen osalta laadittiin arvio jäljellä olevasta käyttöiästä, sekä tarkasteltiin muiden komponenttien saatavuutta. Tehdyn selvityksen perusteella järjestelmä on elinkaarensa loppupuolella. Useiden komponenttien saatavuus riippuu toimittajan varastotilanteesta tai mahdollisesta siirtymisestä korvaavien komponenttien käyttöön, koska käytettyjen komponenttien tuotanto on monelta osin lopetettu.

This Master’s thesis explores working principles and problems of web inspection and monitoring systems of Stora Enso's board machine two. Goal of this thesis was to present suggestions for fixing and improving these systems and to explore the lifecycle of these systems from the customers point of view.

In the process literature describing these systems was explored all the way to datasheets of single components. Written material describing system settings, and the programming used in the system, was very limited. Therefore, everything related to these topics has been deduced from the system and tested in practice.

The working principles of the systems were explained according to the literature, and after, the prob-lems of the systems were viewed more closely. Mechanical problems of the web inspection system, such as problems in the measurement geometries, were compared to the original installation blueprints. Most of these problems can be solved by realigning and recalibrating the inspection beams.

Problems in the inspection framework and system settings were viewed with two cases: small black spots and streaks, which were the most significant problems. In both of these cases modifying the system configuration files resolved the problems.

Web inspection system's defect detection was simulated with Matlab-software and defect images obtained from the system. The effects of used filters to the tuning of the inspection system were explored. In addition, the resolution of different inspection geometries was compared, and based on these results suggestions for filter selections were given.

Web monitoring system's most significant problem has been synchronization. Because of this, part of the web breaks was not captured in the recordings. This thesis presents the work done to improve the synchronization and describes a method for further improving the synchronization without interruptions in production.

Web inspection systems lifecycle was researched based on the system's main components. An estimation was calculated for the led beams used on the web inspection system for remaining lifetime. The availability of the used components was also explored. Based on the work done the system seems to be on the end half of its lifecycle. The availability of replacement parts is mostly dependent on the system supplier's stock, or system suppliers use of alternative components in the used parts, as production of multiple main components has ended.