Преоборудването дава нов живот на въртящите се машини

Safilin, компания, съчетаваща френския капитал с полския опит, произвежда продукти на основата на лен и коноп, включително прежди, използвани в облеклото, мебелите, техническия текстил, хранителната, автомобилната индустрия и много други индустрии. Компанията също така произвежда ровинги за композитни материали, както и канапи и усукани прежди за различни приложения. В Полша Safilin управлява производствени мощности в Милаково и Шчитно. На последния обект се помещават както мокра предителна мелница, така и завод за разресване. Съоръжението произвежда приблизително 2000 тона готови продукти годишно. За мокро предене използва машини PM88, обикновено наричани PM. Тези машини са в експлоатация от 1982 г., което означава, че работят повече от 40 години. Като част от своята индустриална стратегия, компанията реши да проучи алтернативи на съществуващото си оборудване и да използва задълбочения си опит в процеса, за да изгради конкурентно предимство в производството на ленени прежди. Опитвайки се да се възползва максимално от съществуващите си активи, мениджърският екип стартира програма за модернизиране, насочена към предоставяне на втори живот на PM машината, като същевременно я преименува на PZ-KA. Решението за модернизиране на старещите машини даде възможност за автоматизация на процесите и визуализация в реално време на производствените параметри, което доведе до подобрена оперативна ефективност и значителни икономии на разходи. Ключов фактор за успех беше създаването на цялостен проектен екип, обединяващ специалисти на Safilin от различни дисциплини, които активно допринесоха за инициативата.

Процесът на предене на лен включва изготвяне и едновременно усукване на химически обработен ровинг, тоест предварително обработен и леко усукан ленен парченце с определена линейна плътност.

“В съоръжението Щитно преденето се извършва по метода на мокро предене. Върху въртящата се рамка се поставя обикалка, където започва процесът на „подготовка на въртенето“. Това включва преминаване на скитането през водна баня, поддържана при 18—22°C и след това през поредица от водачи, които му позволяват да се отпусне постепенно и контролирано,“
обяснява Александра Касубовска, технологичен инженер в Сафилин.

Машината PM88 се състоеше от три основни компонента: електрически шкаф, механичен шкаф и работен модул. Механичният шкаф е проектиран да предава задвижваща мощност чрез система от зъбни колани, вериги и колани. Всъщност целият механизъм, състоящ се от приблизително 50 компонента, предимно зъбни колела, се задвижва от един електродвигател.

“Това решение затруднява промяната на параметрите на машината, тъй като изискваше ръчна намеса, включително подмяна на зъбни колела за промяна на съотношението на предаване. Освен това трябваше да се използват компоненти за механично регулиране, като механизъм с тресчотка за управление на цикличното движение. Това изискваше прецизни настройки на настройките и удължи времето, необходимо за адаптиране на машината към нова продуктова гама,“
припомня си Анета Сиемак, ръководител на отдела за спининг.

Работата по проекта за модернизиране започна през май 2023 г. и продължи до юли 2024 г. Целият механичен шкаф е преработен и адаптиран за монтаж на серво мотори. По време на модернизацията бяха заменени няколко компонента, включително зъбната част, която беше заменена със сервозадвижвани системи. Лагерните възли и задвижващите валове също бяха модифицирани, за да работят при новите условия. Тези промени позволиха прецизно регулиране на работните параметри на машината, което значително подобрява цялостната производителност.

“Благодарение на серво моторите вече няма нужда от ръчна намеса в задвижващата система, елиминирайки изискването за смяна на зъбни колела. Параметрите на машината вече се регулират чрез PLC контролера. Освен това имаме пълна видимост на всеки параметър във всяка работна секция на машината, което позволява бързо и лесно преконфигуриране на настройките и оптимизиране на производствения процес,„казва Мацей Русинек, главен енергиен инженер в Safilin.

“Оптимизирахме издръжливостта на ключови компоненти за предаване на мощност, като лагери, валове и други възли, което значително подобри надеждността на цялата система,„добавя Камил Баран, машинен инженер в Safilin.

Намаляването на броя на механичните компоненти също улесни поддръжката, като осигурява по-добър достъп до критични части, значително намалявайки времето за престой. Като цяло тези подобрения допринесоха за по-висока ефективност на машината и по-голяма експлоатационна надеждност.

Електрически шкаф за управление преди модернизация.

Благодарение на модернизацията безопасността на работата на машината също е значително подобрена. Сега PZ-KA е оборудван с нова система за безопасност, проектирана в съответствие с изискванията, идентифицирани чрез процеса на оценка на риска. Наред с другите функции, машината е оборудвана със стандартни бутони за аварийно спиране тип гъби.

“Системата за безопасност се контролира от програмируемо реле за безопасност от семейство SIRIUS 3SK2. В допълнение към основната функция за аварийно спиране е внедрена и функция за заявка за отключване, позволяваща безопасно спиране на машината,„казва Евелина Радомска, специалист по здравеопазване, безопасност и околна среда.

Автоматизацията се контролира от Процесорът на Siemens, интегриран в SIMATIC S7-1500 controller, който координира работата на серво задвижванията и други компоненти на машината. Сред неговите функции са синхронизирането на скоростите и процесите на задвижване, както и управлението на електромагнитни клапани и вентилационни системи. Операторният панел TP1200 Comfort HMI, от своя страна, управлява основните функции на машината. Той позволява диагностика на системните компоненти, включително задвижванията, и осигурява контрол и мониторинг на параметрите на процеса. Панелът също визуализира ключови оперативни данни, като нивото на запълване на калерчето, върху което се навива преждата.

Проектът за модернизация на машините включваше широк спектър от дейности, свързани с технологичната интеграция и внедряването на нови ИТ решения. Основната цел на тази част от проекта беше да се създаде система, способна да събира цифрово производствени данни, да ги обработва и анализира за оптимизиране на производствените процеси.

“Събраните данни позволяват да се пресъздаде пълна картина на работата на машината, което ни позволява да идентифицираме потенциални проблеми, да планираме коригиращи действия и да подобрим оперативната ефективност. Записват се повече от 120 параметъра на машината, най-важните от които включват скорост на шпиндела, трептене на пръстеновидната релса, скорост на подаване и скорост на доставка,„казва Ян Словински.

“Като част от проекта сървърите на приложения бяха конфигурирани да събират данни за производство на живо. Предаването на данни се рационализира от средата за оркестриране на процеси Node-RED, която позволява автоматизация на потоците от данни между различните системи. В комбинация с помощната програма за планиране на cron, тя ни дава пълна гъвкавост при определянето кога и как се предава информацията. Всички събрани машинни данни се съхраняват в SQL база данни,„обяснява Мацей Чудзински, Software инженер в Safilin.

Последният етап от внедряването на ИТ беше разработването на система за визуализация на данни в Power BI. Тази платформа позволява създаването на интерактивни отчети и аналитични табла, които предоставят на потребителите ясна и динамична представа за производителността на производството. Тези визуализации подкрепят идентифицирането на проблеми и улесняват вземането на решения, основано на данни.

Резултатите, постигнати чрез модернизацията на PM88, са толкова успешни, че заводът планира модернизиране на допълнителни машини. Според предположенията на проекта възвръщаемостта на инвестициите се очаква да бъде постигната за малко повече от една година. Други предимства включват повишена експлоатационна безопасност и значително подобрение на условията на труд, благодарение на намаляване на нивата на шума от 94 dB на 89,5 dB. Качеството на крайния продукт също се е подобрило, особено по отношение на здравината и равномерността на преждата. Благодарение на внедрените ИТ решения, показателите за качество на преждата вече непрекъснато се наблюдават в Power BI.

Финансовите ползи произтичат предимно от по-ниските разходи за производство на прежда, постигнати чрез приблизително 19% увеличение на производителността на машините. В абсолютно изражение средната продукция нарасна от 176 кг на ден до 209,5 кг на ден.