Модернізація дає прядильним машинам нове життя

Safilin, компанія, що поєднує французький капітал з польським досвідом, виробляє продукцію на основі льону та коноплі, включаючи нитки, що використовуються в одязі, меблі, технічному текстилі, харчовій, автомобільній та багатьох інших галузях промисловості. Компанія також виробляє ровінги для композитних матеріалів, а також шпагати і кручені нитки для різноманітних застосувань. У Польщі компанія Safilin має виробничі потужності в Мілаково і Щитно. На останньому майданчику розміщується як мокрий прядильний завод, так і розчісний завод. Завод виробляє близько 2000 тонн готової продукції щорічно. Для мокрого прядіння він використовує машини PM88, які зазвичай називають PM. Ці машини працюють з 1982 року, тобто вони працюють більше 40 років. В рамках своєї промислової стратегії компанія вирішила дослідити альтернативи існуючому обладнанню та використати свій глибокий досвід процесу для створення конкурентної переваги у виробництві лляної пряжі. Прагнучи максимально використати свої існуючі активи, команда керівництва запустила програму модернізації, спрямовану на те, щоб надати машині ПМ друге життя, перейменувавши її на PZ-KA. Рішення про модернізацію старих машин дозволило автоматизувати процеси та візуалізувати виробничі параметри в режимі реального часу, що призвело до підвищення ефективності роботи та значної економії витрат. Ключовим фактором успіху стало створення комплексної проектної команди, яка об'єднує фахівців Safilin з різних дисциплін, які активно сприяли ініціативі.

Процес прядіння льону передбачає складання і одночасне скручування хімічно обробленого ровінга, тобто попередньо обробленої і злегка скрученої лляної тріски заданої лінійної щільності.

»На об'єкті Щитно прядіння здійснюється методом вологого прядіння. На прядильну раму розміщується блукаюча шпулька, де починається процес «підготовки до віджиму». Це передбачає проходження мандрівника через водяну баню, що підтримується при температурі 18—22° C, а потім через серію напрямних, які дозволяють йому поступово та контрольовано розкручуватися,»
пояснює Олександра Кашубовська, інженер-технолог Safilin.

Машина PM88 складалася з трьох основних компонентів: електричної шафи, механічної шафи та робочого модуля. Механічна шафа була розроблена для передачі потужності приводу через систему шестерень, ланцюгів і ременів. Фактично, весь механізм, що складається приблизно з 50 компонентів, насамперед шпорцевих передач, приводився в рух одним електродвигуном.

»Це рішення ускладнило зміну параметрів машини, оскільки вимагало ручного втручання, включаючи заміну передач для зміни коефіцієнтів передачі. Крім того, доводилося використовувати механічні компоненти регулювання, такі як храповий механізм для управління циклічним рухом. Це вимагало точних налаштувань і продовжило час, необхідний для адаптації машини до нового асортименту продукції,»
згадує Анета Сімак, керівник відділу спінінгу.

Роботи над проектом модернізації розпочалися в травні 2023 року і тривали до липня 2024 року. Вся механічна шафа була перероблена і адаптована під установку сервомоторів. Під час модернізації було замінено кілька компонентів, включаючи шестерню, яка була замінена на сервопривідні системи. Підшипникові вузли та ведучі вали також були модифіковані для роботи в нових умовах. Ці зміни дозволили точно налаштувати робочі параметри машини, значно покращивши загальну продуктивність.

»Завдяки сервомоторам більше немає необхідності в ручному втручанні в систему приводу, що виключає вимогу заміни шестерень. Параметри машини тепер регулюються за допомогою контролера PLC. Крім того, ми маємо повну видимість кожного параметра в кожній робочій секції машини, що дозволяє швидко та легко переналаштувати налаштування та оптимізувати виробничий процес,» - каже Мацій Русинек, головний енергетичний інженер Safilin.

»Ми оптимізували довговічність ключових компонентів передачі потужності, таких як підшипники, вали та інші вузли, що значно підвищило надійність всієї системи,» - додає Каміл Баран, інженер-механік Safilin.

Зменшення кількості механічних компонентів також полегшило технічне обслуговування, забезпечуючи кращий доступ до важливих деталей, значно скоротивши час простою. Загалом ці вдосконалення сприяли підвищенню ефективності машини та більшій експлуатаційній надійності.

Електрична шафа управління перед модернізацією.

Завдяки модернізації значно покращилася і безпека експлуатації машини. Тепер PZ-KA оснащений новою системою безпеки, розробленою відповідно до вимог, визначених в процесі оцінки ризиків. Крім інших функцій, машина оснащена стандартними кнопками аварійної зупинки грибного типу.

»Система безпеки контролюється програмованим реле безпеки з сімейства SIRIUS 3SK2. Окрім основної функції аварійної зупинки, також реалізована функція запиту на розблокування, що дозволяє безпечно зупинити машину,» - каже Евеліна Радомська, спеціаліст з охорони здоров'я, безпеки та навколишнього середовища.

Автоматизація контролюється Процесор Siemens інтегрований в контролер SIMATIC S7-1500, який координує роботу сервоприводів та інших вузлів машини. Серед його функцій - синхронізація швидкостей і процесів приводу, а також управління електромагнітними клапанами і системами вентиляції. Панель оператора TP1200 Comfort HMI, в свою чергу, управляє основними функціями машини. Він дозволяє діагностувати системні компоненти, включаючи накопичувачі, а також забезпечує контроль та моніторинг параметрів процесу. Панель також візуалізує ключові робочі дані, такі як рівень заповнення шпульки, на яку намотується пряжа.

Проект модернізації машин включав широкий спектр заходів, пов'язаних з технологічною інтеграцією та впровадженням нових ІТ-рішень. Основною метою цієї частини проекту було створення системи, здатної цифровим збирати виробничі дані, обробляти їх та аналізувати їх для оптимізації виробничих процесів.

»Зібрані дані дозволяють відтворити повну картину роботи машини, дозволяючи виявляти потенційні проблеми, планувати коригувальні дії та підвищити ефективність роботи. Зареєстровано понад 120 параметрів машини, найважливіші з яких включають швидкість шпинделя, коливання кільцевої рейки, швидкість подачі та швидкість доставки,— каже Ян Словінський.

»В рамках проекту сервери додатків були налаштовані для збору даних про виробництво в реальному часі. Передача даних оптимізується середовищем оркестрованості процесів Node-RED, що дозволяє автоматизувати потоки даних між різними системами. У поєднанні з утилітою планування cron це дає нам повну гнучкість у визначенні того, коли і як передається інформація. Всі зібрані дані машини зберігаються в базі даних SQL,» - пояснює Мацей Чудзінський, інженер з програмного забезпечення Safilin.

Завершальним етапом впровадження ІТ стала розробка системи візуалізації даних в Power BI. Ця платформа дозволяє створювати інтерактивні звіти та аналітичні інформаційні панелі, які надають користувачам чітке та динамічне уявлення про продуктивність виробництва. Ці візуалізації підтримують виявлення проблем та полегшують прийняття рішень на основі даних.

Результати, досягнуті завдяки модернізації ПМ88, були настільки успішними, що завод планує модернізувати додаткові машини. Згідно з припущеннями проекту, очікується, що рентабельність інвестицій буде досягнута трохи більше одного року. До інших переваг можна віднести підвищену експлуатаційну безпеку і значне поліпшення умов праці, завдяки зниженню рівня шуму з 94 дБ до 89,5 дБ. Якість готового виробу також покращилася, особливо з точки зору міцності та рівності пряжі. Завдяки впровадженим ІТ-рішенням показники якості пряжі тепер постійно контролюються в Power BI.

Фінансові вигоди випливають насамперед від зниження витрат на виробництво пряжі, що досягається за рахунок збільшення продуктивності машин приблизно на 19%. В абсолютних показниках середня продуктивність зросла з 176 кг на добу до 209,5 кг на добу.