Ettermontering gir spinnemaskiner nytt liv

Safilin, et selskap som kombinerer fransk kapital med polsk ekspertise, produserer lin- og hampbaserte produkter, inkludert garn brukt i klær, møbler, tekniske tekstiler, mat, bilindustri, og mange andre næringer. Selskapet produserer også rovinger for komposittmaterialer, samt garn og vridde garn for en rekke bruksområder. I Polen driver Safilin produksjonsanlegg i Miłakowo og Szczytno. Sistnevnte sted huser både et vått spinnemølle og et kammeanlegg. Anlegget produserer ca. 2000 tonn ferdige produkter årlig. For våtspinning bruker den PM88-maskiner, ofte referert til som PM. Disse maskinene har vært i drift siden 1982, noe som betyr at de har kjørt i mer enn 40 år. Som en del av sin industrielle strategi bestemte selskapet seg for å utforske alternativer til sitt eksisterende utstyr og utnytte sin dype prosesskompetanse for å bygge et konkurransefortrinn innen lingarnproduksjon. For å få mest mulig ut av sine eksisterende eiendeler, lanserte ledergruppen et ettermonteringsprogram som tar sikte på å gi PM-maskinen et nytt liv mens den omdøpte til PZ-KA. Beslutningen om å modernisere de aldrende maskinene muliggjorde automatisering av prosesser og sanntidsvisualisering av produksjonsparametere, noe som resulterte i forbedret driftseffektivitet og betydelige kostnadsbesparelser. En viktig suksessfaktor var opprettelsen av et omfattende prosjektteam som samlet Safilin-spesialister fra ulike disipliner som aktivt bidro til initiativet.

Linspinningsprosessen innebærer å tegne og samtidig vri en kjemisk behandlet roving, det vil si en forhåndsbehandlet og lett vridd linskive med en spesifisert lineær tetthet.

»På Szczytno-anlegget utføres spinning ved hjelp av våtspinningsmetoden. En roterende spole plasseres på spinnrammen, der prosessen med «spinnforberedelse» begynner. Dette innebærer å føre vandringen gjennom et vannbad som holdes ved 18—22 °C og deretter gjennom en rekke føringer som gjør det mulig å slappe av gradvis og på en kontrollert måte,»
forklarer Aleksandra Kaszubowska, prosessingeniør ved Safilin.

PM88-maskinen besto av tre hovedkomponenter: et elektrisk skap, et mekanisk skap og en arbeidsmodul. Det mekaniske skapet ble designet for å overføre drivkraft gjennom et system med gir, kjeder og belter. Faktisk ble hele mekanismen, bestående av omtrent 50 komponenter, primært tannhjul, drevet av en enkelt elektrisk motor.

»Denne løsningen gjorde det vanskelig å endre maskinparametere, da det krevde manuell inngrep, inkludert bytte av gir for å endre overføringsforhold. I tillegg måtte mekaniske justeringskomponenter brukes, slik som en skraldemekanisme for styring av syklisk bevegelse. Dette krevde presise innstillingsjusteringer og forlenget tiden som trengs for å tilpasse maskinen til et nytt produktsortiment,»
minnes Aneta Siemak, veileder for spinnavdelingen.

Arbeidet med ettermonteringsprosjektet startet i mai 2023 og fortsatte til juli 2024. Hele det mekaniske skapet ble redesignet og tilpasset for installasjon av servomotorer. Under moderniseringen ble flere komponenter byttet ut, blant annet girstangen, som ble erstattet med servodrevne systemer. Lagerenheter og drivaksler ble også modifisert for å fungere under de nye forholdene. Disse endringene muliggjorde presis justering av maskinens driftsparametere, noe som forbedret den generelle ytelsen betydelig.

»Takket være servomotorene er det ikke lenger behov for manuell inngrep i drivsystemet, noe som eliminerer kravet om å bytte gir. Maskinparametere justeres nå gjennom PLS-kontrolleren. I tillegg har vi full oversikt over hver parameter i hver arbeidsdel av maskinen, noe som muliggjør rask og enkel rekonfigurering av innstillinger og optimalisering av produksjonsprosessen,sier Maciej Rusinek, sjefenergiingeniør i Safilin.

»Vi optimaliserte holdbarheten til viktige kraftoverføringskomponenter, for eksempel lagre, aksler og andre enheter, noe som har forbedret påliteligheten til hele systemet betydelig,» legger Kamil Baran, maskiningeniør ved Safilin til.

Reduksjonen i antall mekaniske komponenter har også gjort vedlikeholdet enklere ved å gi bedre tilgang til kritiske deler, noe som reduserer nedetiden betydelig. Til sammen har disse forbedringene bidratt til høyere maskineffektivitet og større driftssikkerhet.

Elektrisk kontrollskap før modernisering.

Takket være ettermonteringen har sikkerheten ved maskindrift også blitt betydelig forbedret. PZ-KA er nå utstyrt med et nytt sikkerhetssystem designet i samsvar med kravene identifisert gjennom risikovurderingsprosessen. Maskinen har blant annet blitt utstyrt med standard nødstoppknapper av sopptype.

»Sikkerhetssystemet overvåkes av et programmerbart sikkerhetsrelé fra SIRIUS 3SK2-familien. I tillegg til den grunnleggende nødstoppfunksjonen, er det også implementert en opplåsingsforespørselsfunksjon, slik at maskinen kan stoppes trygt,» sier Ewelina Radomska, helse-, sikkerhets- og miljøspesialist.

Automatisering styres av Siemens CPU integrert i SIMATIC S7-1500 controller, som koordinerer driften av servo-stasjonene og andre maskinkomponenter. Blant funksjonene er synkronisering av kjørehastigheter og prosesser, samt kontroll av magnetventiler og ventilasjonssystemer. TP1200 Comfort HMI betjeningspanel, i sin tur, styrer maskinens grunnleggende funksjoner. Det muliggjør diagnostisering av systemkomponenter, inkludert stasjonene, og gir kontroll og overvåking av prosessparametere. Panelet visualiserer også viktige driftsdata, slik som fyllingsnivået til spolen som garnet er viklet på.

Maskinmoderniseringsprosjektet omfattet et bredt spekter av aktiviteter knyttet til teknologisk integrasjon og implementering av nye IT-løsninger. Hovedmålet med denne delen av prosjektet var å lage et system som er i stand til å samle inn produksjonsdata digitalt, behandle dem og analysere dem for å optimalisere produksjonsprosesser.

»Dataene som samles inn gjør det mulig å gjenskape et komplett bilde av maskinens drift, slik at vi kan identifisere potensielle problemer, planlegge korrigerende tiltak og forbedre driftseffektiviteten. Mer enn 120 maskinparametere registreres, hvorav de viktigste inkluderer spindelhastighet, ringskinneoscillasjon, matehastighet og leveringshastighet,sier Jan Słowiński.

»Som en del av prosjektet ble applikasjonsservere konfigurert til å samle inn live produksjonsdata. Dataoverføring strømlinjeformes av Node-RED-prosessorkestreringsmiljøet, som muliggjør automatisering av datastrømmer mellom forskjellige systemer. Kombinert med cron-planleggingsverktøyet gir det oss full fleksibilitet i å definere når og hvordan informasjon overføres. Alle maskindata som samles inn lagres i en SQL-database,» forklarer Maciej Chudziński, Software Engineer hos Safilin.

Den siste fasen av IT-implementeringen var utviklingen av et datavisualiseringssystem i Power BI. Denne plattformen gjør det mulig å lage interaktive rapporter og analytiske dashboards som gir brukerne klar og dynamisk innsikt i produksjonsytelsen. Disse visualiseringene støtter identifisering av problemer og letter datadrevet beslutningstaking.

Resultatene oppnådd gjennom moderniseringen av PM88 har vært så vellykkede at anlegget planlegger å ettermontere flere maskiner. I henhold til prosjektforutsetningene forventes avkastningen på investeringen å oppnås om litt over ett år. Andre fordeler inkluderer økt driftssikkerhet og en betydelig forbedring av arbeidsforholdene, takket være en reduksjon i støynivået fra 94 dB til 89, 5 dB. Kvaliteten på det ferdige produktet har også forbedret seg, spesielt når det gjelder styrke og garnjevnhet. Takket være de implementerte IT-løsningene overvåkes nå garnkvalitetsindikatorene kontinuerlig i Power BI.

De økonomiske fordelene kommer først og fremst fra lavere garnproduksjonskostnader, oppnådd gjennom en økning på omtrent 19% i maskinproduktiviteten. I absolutte tall steg gjennomsnittlig produksjon fra 176 kg per dag til 209,5 kg per dag.