控制蒸汽再保湿剂以减少边缘卷曲并通过横向水分分布改善卷曲度
标签和加工制造行业通常使用再保湿剂来解决边缘卷曲和平整问题。不均匀的水分层会导致纤维素纤维在平衡时收缩或膨胀，从而产生卷曲，尤其是在纸网边缘。层压过程中各层的湿度变化也可能导致铺平问题，尤其是当硅涂层离型衬里使用高温时。库存卷曲是印刷和包装业务面临的问题，这些企业需要稳定的扁平产品来实现高效运行和低维护。标签纸制造商通常在干燥或固化后对产品进行重新保湿，将水分提高到原始水平，从而减少或消除卷曲。常见的再保湿方法包括液体喷涂系统 (LAS)、水盘和喷雾剂以及蒸汽窗帘或涂抹器。
液体应用系统 (LAS)
液体应用系统 (LAS) 通过涂布器和计量辊系统使纸张充满水或水基化学溶液。这些系统有时会加入第三卷以使整个纸张饱和。MCT460 水分变送器用于测量湿度并输出 4-20mA 的模拟信号，用于控制涂抹器滚动速度和达到设定点。数字输出被发送到单独的 PC，用于产品卷存档。
LAS 通常用于重新润湿纸张以消除边缘卷曲或向纸张中赋予化学成分，例如防霉剂（食品）或阻燃剂（香烟纸）。应用于食品中的防霉剂随后可以涂上蜡以密封纸张。
LAS 再保湿霜通常有三个控制点。间隙、倾斜度和涂抹器滚动速度。间隙限制了涂抹的液体量，倾斜度调整了滚轮对齐方式，涂抹器速度控制给定间隙的液体涂抹量。差距是根据制造商的规格和试运行设定的。倾斜度由操作员手动调整以获得均匀的轮廓，也可以通过 PLC 自动调整。随着卷材速度的变化，需要调整涂布机的滚动速度。在 LAS 之后加入湿度变送器可极大地改善质量控制，加快启动速度，并确保不受卷材速度影响平稳运行。
水盘
水盘或转子提供水或溶液，高速旋转会产生由喷雾风扇控制的微小液滴。喷雾区域或区域需要在整个卷材上保持无缝和平衡。
蒸汽再保湿霜
蒸汽再保湿剂可以是被动淋浴或封闭式系统。被动式淋浴器本质上是一根管道，管道上有均匀的孔，它们会受到堵塞和冷凝的影响，从而导致水分分布不均匀和污染。封闭系统包括撞击、流式和简单蒸汽。流式传输（与纸张平行排放的蒸汽）和简单的蒸汽通常需要更长的停留时间和较慢的卷筒速度才能将水分输送到纸张中。冲击（蒸汽直接进入织物）压力喷雾会迫使饱和蒸汽高速进入纤维素纤维，从而使纸张获得更高的水分含量。根据用途，Steam 可以应用于纸张的一面或两面。纸张速度、温度、蒸汽密度和停留时间会影响蒸汽保湿霜向纸张注入水分的能力。有时会在蒸汽室之前使用冷却辊来降低纸张温度（125°F 或更低），以确保纸张上的冷凝水达到最高水平。
蒸汽室由一系列间隔均匀的蒸汽阀和扩散板组成，位于密封外壳中，以防止散逸性排放物逸出、冷凝和滴落到网上。它还应包括真空室或吸气室，以防止液体积聚在蒸汽室内。蒸汽阀通过压力控制信号启动，通常在 0 到 30 psig 范围内。相对湿度、温度和轧辊变化都会影响达到湿度设定值所需的蒸汽密度。随着时间的推移，蒸汽阀门也会磨损或堵塞，从而影响性能。横向滤网的湿度分布允许自动控制蒸汽阀的压力，以确保湿度设定值。
湿度变送器
近红外 (NIR) 发射器通常用于测量纸张湿度。理想情况下，使用两个近红外发射器来进行前馈控制。在再保湿剂之前，在烘干机或固化站出口附近安装了一个水分传送器，另一个安装在再保湿剂出口处。通常，在出口处安装单个湿度变送器仅用于反馈控制。出口湿度变送器必须安装在足够远的下游，以使蒸汽喷涂器之后立即存在的任何纸质水蒸气消散。这通常距离腔室 10 到 20 英尺，具体取决于网速。低成本红外温度计通常封闭在近红外湿度变送器内或安装在近红外湿度变送器旁边，以监测物料温度。
水分变送器将具有成比例的模拟和数字输出，以及湿度百分比的数字显示屏。湿度变送器安装在距离纸网6到16英寸之间，如果表面光滑，则角度偏离正常水平15至20°，以避免镜面反射。近红外湿度变送器测量 1.94 微米的吸水率，并与一两个非吸收波长（例如 1.82 或 2.05（纤维素峰值）微米进行比较，以提供全百分比的水分测量。由于将纸质样本运送到实验室时涉及样本处理问题，这些变送器的精度通常会超过实验室精度，但在 0.1% 或更高范围内。校准标准用于每三个月确认一次校准性能。
水分的跨向网络概况
随着 Guardian HD 网络配置系统，NIR 湿度变送器安装在带有位置编码器的自动扫描框架上，允许绘制工业 PC 上的横向纸张湿度卷曲线。本地运营商显示屏将显示网络上的区域平均值，以图形方式说明概况。这些区域使操作员可以快速查看配置文件，包括颜色警报，通常为绿色良好（在规格范围内）、黄色警报、红色警报。配置文件是操作员选择的扫描次数（通常是 2 次扫描）的移动平均值，背景是之前的更新轮廓，因此操作员可以看到任何手动更改操作条件的结果。湿度变送器和位置编码器输入扫描帧控制器板，通过以太网将信息中继到工业 PC。
计算机将原始数据输出到可编程逻辑控制器 (PLC) 或人机接口 (HMI)，包括湿度和温度测量、卷材位置、运动/停车以及手动或自动模式状态。开放过程控制 (OPC) 服务器应用程序充当硬件层和应用层之间的接口，以促进与 HMI 的通信。重要的是要有指示运动或停放位置的状态标志，这样过程控制器才能确认发射机正在扫描，并且如果发射机在手动模式下被放置在网络上的固定或停放位置，则不会根据单点测量在整个网络上行使控制。
必须根据纸张宽度和蒸汽阀门的位置对数据进行解析。虽然操作员可以选择区域的数量和区域宽度来显示纸张配置文件，但这些区域可能与不同纸张宽度的各个蒸汽区域不匹配。例如，转换器的最大宽度可能为 96 英寸，但对于不同的产品或客户，转换器也可以运行 64 和 48 英寸的产品。蒸汽室需要覆盖全部96英寸，如果蒸汽阀的间隔为6英寸，则总共将有16个阀门。当产品更换为 64 英寸的织物时，两侧的外部区域将被关闭，根据卷材的定位和编织情况，只会激活 10 到 12 个区域。将网页宽度更改为 48 英寸需要激活至少 8 个区域。
如果操作员为网页配置文件显示选择了2英寸的区域分段，则对于96英寸的网宽，他将显示48个区域，但对于48英寸的网页宽度，只有24个区域。通过收集独立于显示的网络配置文件的原始数据，可以对数据进行解析，以匹配每种纸宽度的激活蒸汽区域，同时允许操作员在较小的分段中看到可视化表现。这使得 PLC 能够通过气动信号控制每个单独的蒸汽阀门执行器，以增加或减少蒸汽密度，从而增加或减少每个区域的纸张湿度。自动边缘检测是首选选项，可以考虑卷材更换或张力控制不当导致的织物编织。
将湿度变送器网络配置文件系统和 PLC 与 HMI 连接具有简化操作的优点。操作员无需将产品变更分别输入到 HMI、蒸汽再保湿剂 PLC 和交叉方向 (CD) 网络配置文件系统中，而是可以将产品变更输入到 HMI 中，人机界面将新产品直接通过 OPC 服务器应用程序与 CD Web 分析器和 PLC 进行通信。不同的产品可能具有不同的湿度目标、涂层和卷材宽度，HMI 的使用简化了操作员的操作程序，降低了操作员出错的机会。
蒸汽再保湿剂越来越多地用于减少边缘卷曲，由一系列横跨网络的蒸汽室组成。这些蒸汽室的宽度通常在四到八英寸之间，视应用而定，可以是单面或双面的。将蒸汽箔/盒升级到自动控制可以加快启动速度，减少废品并改善质量控制。在考虑升级时，需要考虑几点以实现价值最大化。
网络配置文件中使用的最佳数据是原始数据，而不是湿度分布区域的平均值，因为当卷材宽度变化时，它们可能与蒸汽再保湿区腔室不匹配。需要解析原始数据以匹配腔室区域，这意味着分析器必须通过配方识别不同的卷材宽度。然后，解析后的数据被发送到可编程逻辑控制器 (PLC)，以控制每个蒸汽区的独立执行器阀门。
当产品宽度发生变化时，最好让 HMI（人机接口）操作站通过图形界面（如 Wonderware、Genesis、Interlution、SCADA）或使用以太网、Modbus、Profinet或其他合适的协议与分析器进行通信，而不是让操作员在产品宽度变化时手动将这些配方数据单独输入分析器。这减少了操作员的任务数量并加快了产品更换。湿度分布数据还应单独存储以进行数据存档，通常通过以太网链路存储。
摘要
液体涂抹系统、水盘和蒸汽再保湿剂可减少边缘卷曲和改善平整度，这得益于其混合 近红外湿度变送器 进入控制方案。
