Dodatočná montáž dáva vrtujúcim strojom novú životnosť

Spoločnosť Safilin, ktorá spája francúzsky kapitál s poľskými odbornými znalosťami, vyrába výrobky na báze ľanu a konope vrátane priadzí používaných v odevnom, nábytkárskom, technickom textilnom priemysle, potravinárstve, automobilovom priemysle a mnohých ďalších priemyselných odvetviach. Spoločnosť tiež vyrába roviny pre kompozitné materiály, ako aj povrazy a skrútené priadze pre rôzne aplikácie. V Poľsku prevádzkuje spoločnosť Safilin výrobné závody v Miłakowie a Szczytno. Na druhom mieste sa nachádza mlyn na mokré odstreďovanie a česáreň. Závod vyrába približne 2 000 ton hotových výrobkov ročne. Na mokré odstreďovanie používa stroje PM88, bežne označované ako PM. Tieto stroje sú v prevádzke od roku 1982, čo znamená, že fungujú už viac ako 40 rokov. V rámci svojej priemyselnej stratégie sa spoločnosť rozhodla preskúmať alternatívy k existujúcemu zariadeniu a využiť svoje hlboké odborné znalosti v oblasti procesov na vybudovanie konkurenčnej výhody pri výrobe ľanovej priadze. V snahe čo najlepšie využiť svoje existujúce aktíva manažérsky tím spustil program dodatočnej montáže, ktorého cieľom je poskytnúť PM stroju druhý život a zároveň ho premenovať na PZ-KA. Rozhodnutie modernizovať starnúce stroje umožnilo automatizáciu procesov a vizualizáciu výrobných parametrov v reálnom čase, čo viedlo k zlepšeniu prevádzkovej efektívnosti a výrazným úsporám nákladov. Kľúčovým faktorom úspechu bolo vytvorenie komplexného projektového tímu, ktorý spájal špecialistov Safilin z rôznych disciplín, ktorí aktívne prispeli k iniciatíve.

Proces odstreďovania ľanu zahŕňa natiahnutie a súčasné krútenie chemicky ošetreného rovingového, to znamená vopred spracovaného a mierne skrúteného ľanového kúska so špecifikovanou lineárnou hustotou.

“V zariadení Szczytno sa odstreďovanie vykonáva metódou mokrého odstreďovania. Na rotujúci rám sa umiestni putujúca cievka, kde začína proces „prípravy na odstreďovanie“. To zahŕňa prechod túry cez vodný kúpeľ udržiavaný pri teplote 18—22° C a potom cez sériu vodiacich prostriedkov, ktoré mu umožňujú postupné a kontrolované odvíjanie,“
vysvetľuje Aleksandra Kaszubowska, procesná inžinierka spoločnosti Safilin.

Stroj PM88 pozostával z troch hlavných komponentov: elektrickej skrinky, mechanickej skrinky a pracovného modulu. Mechanická skrinka bola navrhnutá tak, aby prenášala hnací výkon cez systém ozubených kolies, reťazí a remeňov. Celý mechanizmus pozostávajúci z približne 50 komponentov, predovšetkým ozubených kolies, bol poháňaný jediným elektromotorom.

“Toto riešenie sťažovalo zmenu parametrov stroja, pretože si vyžadovalo manuálny zásah vrátane výmeny prevodových stupňov na zmenu prevodových pomerov. Okrem toho sa museli použiť mechanické nastavovacie komponenty, ako napríklad račňový mechanizmus na riadenie cyklického pohybu. Vyžadovalo si to presné nastavenie nastavenia a predĺžil čas potrebný na prispôsobenie stroja novému sortimentu výrobkov,“
pripomína Aneta Siemak, supervízorka oddelenia spiningu.

Práce na projekte dodatočnej montáže sa začali v máji 2023 a pokračovali do júla 2024. Celá mechanická skrinka bola prepracovaná a prispôsobená na inštaláciu servomotorov. Počas modernizácie bolo vymenených niekoľko komponentov vrátane prevodovky, ktorá bola nahradená systémami poháňanými servosystémami. Ložiskové zostavy a hnacie hriadele boli tiež upravené tak, aby fungovali za nových podmienok. Tieto zmeny umožnili presné nastavenie prevádzkových parametrov stroja, čo výrazne zlepšilo celkový výkon.

“Vďaka servomotorom už nie je potrebný manuálny zásah do pohonného systému, čím sa eliminuje požiadavka na výmenu ozubených kolies. Parametre stroja sa teraz upravujú pomocou regulátora PLC. Okrem toho máme plnú viditeľnosť každého parametra v rámci každej pracovnej časti stroja, čo umožňuje rýchlu a jednoduchú rekonfiguráciu nastavení a optimalizáciu výrobného procesu,„hovorí Maciej Rusinek, hlavný energetický inžinier spoločnosti Safilin.

“Optimalizovali sme životnosť kľúčových komponentov prenosu výkonu, ako sú ložiská, hriadele a ďalšie zostavy, čo výrazne zlepšilo spoľahlivosť celého systému,„dodáva Kamil Baran, strojný inžinier spoločnosti Safilin.

Zníženie počtu mechanických komponentov tiež uľahčilo údržbu tým, že poskytuje lepší prístup k kritickým dielom, čo výrazne skracuje prestoje. Celkovo tieto vylepšenia prispeli k vyššej účinnosti stroja a vyššej prevádzkovej spoľahlivosti.

Elektrická riadiaca skrinka pred modernizáciou.

Vďaka dodatočnej montáži sa výrazne zlepšila aj bezpečnosť prevádzky stroja. PZ-KA je teraz vybavený novým bezpečnostným systémom navrhnutým v súlade s požiadavkami identifikovanými v procese hodnotenia rizík. Okrem iných funkcií bol stroj vybavený štandardnými tlačidlami núdzového zastavenia hubového typu.

“Bezpečnostný systém je pod dohľadom programovateľného bezpečnostného relé z rodiny SIRIUS 3SK2. Okrem základnej funkcie núdzového zastavenia bola implementovaná aj funkcia žiadosti o odomknutie, ktorá umožňuje bezpečné zastavenie stroja,„hovorí Ewelina Radomska, špecialistka na zdravie, bezpečnosť a životné prostredie.

Automatizácia je riadená CPU Siemens integrovaný do SIMATIC S7-1500 controller, ktorý koordinuje prevádzku servopohonov a iných komponentov stroja. Medzi jeho funkcie patrí synchronizácia rýchlostí a procesov pohonu, ako aj riadenie solenoidových ventilov a ventilačných systémov. Panel obsluhy TP1200 Comfort HMIna druhej strane riadi základné funkcie stroja. Umožňuje diagnostiku komponentov systému vrátane pohonov a zabezpečuje kontrolu a monitorovanie procesných parametrov. Panel tiež vizualizuje kľúčové prevádzkové údaje, ako je úroveň naplnenia cievky, na ktorú je priadza navinutá.

Projekt modernizácie strojov zahŕňal širokú škálu aktivít súvisiacich s technologickou integráciou a implementáciou nových IT riešení. Primárnym cieľom tejto časti projektu bolo vytvoriť systém schopný digitálne zhromažďovať výrobné údaje, spracovať ich a analyzovať s cieľom optimalizovať výrobné procesy.

“Zhromaždené údaje umožňujú vytvoriť úplný obraz o prevádzke stroja, čo nám umožňuje identifikovať potenciálne problémy, naplánovať nápravné opatrenia a zlepšiť prevádzkovú efektívnosť. Zaznamenáva sa viac ako 120 parametrov stroja, z ktorých najdôležitejšie zahŕňajú otáčky vretena, osciláciu krúžkovej koľajnice, rýchlosť posuvu a rýchlosť dodávky,„hovorí Jan Słowiński.

“V rámci projektu boli aplikačné servery nakonfigurované na zhromažďovanie živých produkčných údajov. Prenos dát je zefektívnený prostredím pre orchestráciu procesov Node-RED, ktoré umožňuje automatizáciu tokov údajov medzi rôznymi systémami. V kombinácii s nástrojom na plánovanie cron nám poskytuje úplnú flexibilitu pri definovaní toho, kedy a ako sa informácie prenášajú. Všetky zhromaždené dáta stroja sú uložené v databáze SQL,„vysvetľuje Maciej Chudziński, softvérový inžinier spoločnosti Safilin.

Poslednou fázou implementácie IT bol vývoj systému vizualizácie údajov v Power BI. Táto platforma umožňuje vytváranie interaktívnych správ a analytických dashboardov, ktoré používateľom poskytujú jasný a dynamický pohľad na výkon výroby. Tieto vizualizácie podporujú identifikáciu problémov a uľahčujú rozhodovanie založené na údajoch.

Výsledky dosiahnuté modernizáciou PM88 boli také úspešné, že závod plánuje dodatočné vybavenie ďalších strojov. Podľa predpokladov projektu sa očakáva, že návratnosť investícií bude dosiahnutá za niečo viac ako jeden rok. Medzi ďalšie výhody patrí zvýšená prevádzková bezpečnosť a výrazné zlepšenie pracovných podmienok vďaka zníženiu hladiny hluku z 94 dB na 89,5 dB. Zlepšila sa aj kvalita hotového výrobku, najmä pokiaľ ide o pevnosť a rovnomernosť priadze. Vďaka implementovaným IT riešeniam sú teraz v Power BI nepretržite monitorované ukazovatele kvality priadze.

Finančné výhody vyplývajú predovšetkým z nižších nákladov na výrobu priadze dosiahnutých približne 19% zvýšením produktivity strojov. V absolútnom vyjadrení sa priemerná produkcia zvýšila zo 176 kg za deň na 209,5 kg za deň.