Naknadna ugradnja daje mašinama za predenje novi život

Safilin, tvrtka koja kombinira francuski kapital s poljskom stručnošću, proizvodi proizvode na bazi lana i konoplje, uključujući pređe koje se koriste u odjeći, namještaju, tehničkom tekstilu, prehrambenoj, automobilskoj industriji i mnogim drugim industrijama. Tvrtka također proizvodi vijke za kompozitne materijale, kao i vrpce i uvijene pređe za razne primjene. U Poljskoj Safilin upravlja proizvodnim pogonima u Miłakowie i Szczytnu. Na potonjem mjestu nalaze se i mlin za mokro predenje i postrojenje za češljanje. Postrojenje godišnje proizvede oko 2.000 tona gotovih proizvoda. Za mokro predenje koristi PM88 strojeve, koje se obično nazivaju PM. Ovi strojevi rade od 1982. godine, što znači da rade više od 40 godina. Kao dio svoje industrijske strategije, tvrtka je odlučila istražiti alternative svojoj postojećoj opremi i iskoristiti svoju duboku stručnost u procesu kako bi izgradila konkurentsku prednost u proizvodnji lanene pređe. Nastojeći maksimalno iskoristiti svoju postojeću imovinu, menadžerski tim pokrenuo je program naknadne ugradnje čiji je cilj pružiti PM stroju drugi život dok ga preimenuje u PZ-KA. Odluka o modernizaciji starenja strojeva omogućila je automatizaciju procesa i vizualizaciju proizvodnih parametara u stvarnom vremenu, što je rezultiralo poboljšanom operativnom učinkovitošću i značajnom uštedom troškova. Ključni čimbenik uspjeha bilo je stvaranje sveobuhvatnog projektnog tima koji je okupio Safilin stručnjake iz različitih disciplina koji su aktivno pridonijeli inicijativi.

Postupak predenja lana uključuje crtanje i istodobno uvijanje kemijski obrađenog lutanja, odnosno prethodno obrađenog i blago uvijenog lanenog komadića određene linearne gustoće.

"U pogonu u Szczytnu predenje se provodi metodom mokrog predenja. Lutajuća špulica postavljena je na okvir za predenje, gdje započinje proces 'pripreme predenja'. To uključuje prolazak lutanja kroz vodenu kupelj održavanu na 18—22° C, a zatim kroz niz vodilica koje mu omogućuju postupno i kontrolirano opuštanje,"
objašnjava Aleksandra Kaszubowska, inženjer procesa u Safilinu.

Stroj PM88 sastojao se od tri glavne komponente: električnog ormara, mehaničkog ormara i radnog modula. Mehanički ormar dizajniran je za prijenos pogonske snage kroz sustav zupčanika, lanaca i pojaseva. Zapravo, cijeli mehanizam, koji se sastojao od približno 50 komponenti, prvenstveno zupčanika, pokretao je jedan elektromotor.

"Ovo rješenje otežalo je promjenu parametara stroja jer je zahtijevalo ručnu intervenciju, uključujući zamjenu zupčanika radi promjene omjera prijenosa. Osim toga, morale su se koristiti mehaničke komponente za podešavanje, poput mehanizma za čegrtaljku za kontrolu cikličkog gibanja. To je zahtijevalo precizne prilagodbe postavki i produžilo vrijeme potrebno za prilagodbu stroja novom asortimanu proizvoda,"
prisjeća se Aneta Siemak, nadzornica Odjela za predenje.

Radovi na projektu naknadne ugradnje započeli su u svibnju 2023. i nastavili su se do srpnja 2024. godine. Cijeli mehanički ormar redizajniran je i prilagođen za ugradnju servo motora. Tijekom modernizacije zamijenjeno je nekoliko komponenti, uključujući zupčanik, koji je zamijenjen sustavima na servo pogon. Sklopovi ležajeva i pogonska vratila također su modificirani za rad u novim uvjetima. Ove promjene omogućile su precizno podešavanje radnih parametara stroja, značajno poboljšavajući ukupne performanse.

"Zahvaljujući servo motorima, više nema potrebe za ručnom intervencijom u pogonskom sustavu, eliminirajući zahtjev za zamjenom zupčanika. Parametri stroja sada se podešavaju putem PLC kontrolera. Osim toga, imamo potpunu vidljivost svakog parametra unutar svakog radnog dijela stroja, omogućujući brzu i jednostavnu rekonfiguraciju postavki i optimizaciju proizvodnog procesa,"kaže Maciej Rusinek, glavni inženjer energetike u Safilinu.

"Optimizirali smo trajnost ključnih komponenti prijenosa snage, kao što su ležajevi, osovine i drugi sklopovi, što je značajno poboljšalo pouzdanost cijelog sustava,"dodaje Kamil Baran, inženjer strojarstva u Safilinu.

Smanjenje broja mehaničkih komponenti također je olakšalo održavanje pružajući bolji pristup kritičnim dijelovima, značajno smanjujući zastoje. Sve u svemu, ta poboljšanja pridonijela su većoj učinkovitosti stroja i većoj operativnoj pouzdanosti.

Električni upravljački ormar Prije modernizacije.

Zahvaljujući naknadnoj ugradnji, sigurnost rada stroja također je značajno poboljšana. PZ-KA sada je opremljen novim sigurnosnim sustavom dizajniranim u skladu sa zahtjevima utvrđenim postupkom procjene rizika. Između ostalih značajki, stroj je opremljen standardnim tipkama za zaustavljanje u slučaju nužde gljiva.

"Sigurnosni sustav nadgleda programabilni sigurnosni relej iz obitelji SIRIUS 3SK2. Osim osnovne funkcije zaustavljanja u nuždi, implementirana je i funkcija zahtjeva za otključavanje koja omogućuje sigurno zaustavljanje stroja,"kaže Ewelina Radomska, specijalist za zdravlje, sigurnost i okoliš.

Automatizaciju kontrolira Siemens CPU integriran u SIMATIC S7-1500 controller, koji koordinira rad servo pogona i drugih komponenti stroja. Među njegovim funkcijama su sinkronizacija brzina i procesa pogona, kao i kontrola elektromagnetskih ventila i ventilacijskih sustava. TP1200 Comfort HMI upravljačka ploča, zauzvrat, upravlja osnovnim funkcijama stroja. Omogućuje dijagnostiku komponenata sustava, uključujući i pogone, te omogućuje kontrolu i praćenje parametara procesa. Ploča također vizualizira ključne radne podatke, kao što je razina napunjenosti špulice na koju je pređa namotana.

Projekt modernizacije stroja uključivao je širok spektar aktivnosti vezanih uz tehnološku integraciju i implementaciju novih IT rješenja. Primarni cilj ovog dijela projekta bio je stvoriti sustav sposoban za digitalno prikupljanje proizvodnih podataka, njihovu obradu i analizu radi optimizacije proizvodnih procesa.

"Prikupljeni podaci omogućuju stvaranje cjelovite slike rada stroja, omogućujući nam prepoznavanje potencijalnih problema, planiranje korektivnih radnji i poboljšanje operativne učinkovitosti. Zabilježeno je više od 120 parametara stroja, od kojih najvažniji uključuju brzinu vretena, oscilaciju prstenaste tračnice, brzinu napajanja i brzinu isporuke,"kaže Jan Słowiński.

"Kao dio projekta, aplikacijski poslužitelji konfigurirani su za prikupljanje podataka o produkciji uživo. Prijenos podataka pojednostavljen je okruženjem za orkestraciju procesa Node-RED, što omogućuje automatizaciju protoka podataka između različitih sustava. U kombinaciji s uslužnim programom za zakazivanje cron, daje nam potpunu fleksibilnost u definiranju kada i kako se informacije prenose. Svi prikupljeni podaci o stroju pohranjuju se u SQL bazu podataka,"objašnjava Maciej Chudziński, softverski inženjer u Safilinu.

Završna faza implementacije IT -a bio je razvoj sustava vizualizacije podataka u Power BI-u. Ova platforma omogućuje stvaranje interaktivnih izvještaja i analitičkih nadzornih ploča koje korisnicima pružaju jasan i dinamičan uvid u performanse proizvodnje. Ove vizualizacije podržavaju identifikaciju problema i olakšavaju donošenje odluka temeljeno na podacima.

Rezultati postignuti modernizacijom PM88 bili su toliko uspješni da postrojenje planira naknadnu ugradnju dodatnih strojeva. Prema pretpostavkama projekta, očekuje se da će povrat ulaganja biti ostvaren za nešto više od godinu dana. Ostale prednosti uključuju povećanu operativnu sigurnost i značajno poboljšanje radnih uvjeta, zahvaljujući smanjenju razine buke s 94 dB na 89,5 dB. Kvaliteta gotovog proizvoda također se poboljšala, posebno u pogledu čvrstoće i ravnomjernosti pređe. Zahvaljujući implementiranim IT rješenjima, pokazatelji kvalitete pređe sada se kontinuirano prate u Power BI-u.

Financijske koristi proizlaze prvenstveno iz nižih troškova proizvodnje pređe, postignutih povećanjem produktivnosti strojeva od približno 19%. U apsolutnom iznosu, prosječna proizvodnja porasla je sa 176 kg dnevno na 209,5 kg dnevno.