enhanced process control advanced instrumentation 2017/conference proceedings... · enhanced...

Enhanced Process Control Through Advanced Instrumentation

1. Introduction2. Working principle3. Installation points4. Practical cases

“If you cannot measure it,you cannot improve it.”

Lord Kelvin, Engineer/Philosopher(1824‐1907)

On‐line contactless sensor• Accurate measurement of the water mass in paper & pulp sheet

• Universal calibration for all grades• Advanced, microwave technology• No required microwave reflectors• Non‐radioactive• Non‐sensitive to colour, fogging or surface appearance

• Output in gr/m2, oz/ft2 or %• Fixed point or cross beam available

1. Introduction2. Working principle3. Installation points4. Practical cases

Method of Measurement Sensor Operation• Planar Microwave Sensor

Microwaves vs. NIR (near infrared)Water molecules are stimulated 

throughout the entire sheet thickness

Short microwave technology Near infrared sensor

Limited to a penetration of 3 microns

Contactless moisture meter ‐ Data specs• Working distance from the pulp & paper sheet: 3‐10 mm

• Accuracy: 0,02/0,2%• Calibration: universal for all grades• Sampling rate: 1024 sps• Sensor network connection: Ethernet• Connection to control unit: Up to 16 sensors connected• Connection to DCS: via control hub 4‐20mA or Ethernet• FFT capabilities: trough PC software supplied with the unit• Normalization: through a special normalization glass• Normalization intervals: suggested once per month

1. Introduction2. Working principle3. Installation points4. Practical cases

Installation points

Best position

Possibleposition

Free draw

Contactless microwave 

sheet moisture meter(Fixed point)

Contactless microwavesheet moisture meter

(CMD profile)

Microwave consistency meter

(Fixed point)

To DCS

Fixed point

1. Introduction2. Working principle3. Installation points4. Practical cases

“Does higher vacuums alwaysequate to more drainage?”

Theory of dewatering in formingThe dewatering paradox.

• Vacuum @ suction boxes:‐ 50%

• Dryness @ couch roll:+ 0,8%

• Steam pressure‐0,5 bar

Results:• Vacuum reduction• Steam saving• Kw/h drive load reduction• Higher dryness @ couch• Higher fabric & foils life

6 hours

Dry content when changing the vacuum settings in %

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

14

15

16

17

18

19

20

%%

Dryness before CR Dryness before Top former

‐2

‐1

0

3

5

7

Kpa

bar

S5 pressure After dr Vac B11

Contactless moisture meter – DCS trends

0

5

10

15

20

25

30

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

9:47 AM

Solids gr/m2 SmartScan gr/m2Reel Speed m/min t/hSteam Flow Specific steam consumption t/tMoisture at reel

Contactless moisture meter – DCS trends

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

3.2

3.4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

t/t

gr/m

2

Solids gr/m2 SmartScan gr/m2 Specific steam consumption t/t

Contactless moisture meter – DCS trends

• Sensor was installed between the third press and the first dryer.

Contactless moisture meter – DCS trends