Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms: optimizuokite greitį, įtempimą ir džiovinimo automatizavimą

Celiuliozės ir popieriaus gamyklos patiria nuolatinį spaudimą didinti gamybą, mažinti atliekas ir mažinti energijos suvartojimą. Kiekviena proceso dalis-nuo celiuliozės gamybos iki galutinio popieriaus valcavimo-reikia tiksliai kontroliuoti, kad atitiktų kokybės standartus ir išliktume konkurencingi. Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms yra geriausias šių iššūkių sprendimas. Jis užtikrina patikimą, didelio{5}}tikslumo greičio, tinklo įtempimo ir džiovinimo sekcijų valdymą-tris svarbias sritis, kurios tiesiogiai veikia gamyklos efektyvumą ir produktų kokybę. Šiame tinklaraštyje aprašome, kaip Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, veikia atliekant kiekvieną pagrindinę funkciją. Dalinamės patikrintais našumo duomenimis, realiomis pramonės atvejų studijomis ir išsamiais bandymo procesais, kad parodytume tikrąją-pasaulinę vertę. Nesvarbu, ar valdote nedidelę audinių gamyklą, ar didelę pakavimo popieriaus gamyklą, šis vadovas padės suprasti, kodėl Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms yra protinga investicija į jūsų veiklą.

Siemens PLC, skirtas celiuliozės ir popieriaus gamybos linijų greičio kontrolei

Greičio kontrolė yra celiuliozės ir popieriaus gamybos pagrindas. Dėl nevienodo greičio popieriaus storis netolygus, dažnai lūžta ir prarandama gamyba. Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, realiu laiku-reguliuoja greitį visoms gamybos linijos dalims – nuo ​​celiuliozės viryklės iki popieriaus mašinų ir pervyniotojų. Jis veikia su „Siemens Sinamics“ diskais ir kodavimo įrenginiais, kad užtikrintų sklandų, stabilų greitį visais darbo režimais-nuo paleidimo ir pagreitinimo iki pastovios gamybos ir avarinio sustabdymo.

Pagrindinė Siemens PLC greičio valdymo sistemų technologija

Siemens PLC, skirtas celiuliozės ir popieriaus gamykloms, kaip centrinį valdymo bloką naudoja SIMATIC S7-1500 arba S7-300 CPU (pvz., CPU 317-2DP). Šie PLC turi didelį apdorojimo greitį (10 ns bitų našumas S7-1500) ir integruotus ryšio protokolus (Profinet, Modbus), kad būtų galima sklandžiai prisijungti prie diskų, jutiklių ir SCADA sistemų.

Tiksliam greičio valdymui sistema remiasi dviem pagrindinėmis technologijomis:

• Vektoriaus valdymas be jutiklių (VC):Ši technologija, integruota į Siemens Sinamics pavaras, realiu laiku be papildomų jutiklių reguliuoja variklio sukimo momentą ir greitį, taip sumažindama sąrankos ir priežiūros išlaidas.
• Uždarojo{0}}ciklo greičio reguliavimas:PLC nuolat gauna greičio grįžtamąjį ryšį iš didelio-tikslumo koduotuvų (tikslumas iki 0,001 % vardinio greičio) ir akimirksniu koreguoja, kad greitis neviršytų nustatytų ribų.

Realūs-Pasaulio našumo duomenys ir bandymų rezultatai

Išbandėme Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms 4,8 - metro pločio pakavimo popieriaus mašinoje Vokietijos gamykloje. Bandymas buvo sutelktas į greičio stabilumą ir dinaminį atsaką – du svarbiausius popieriaus gamybos rodiklius. Štai patikrinti rezultatai:

Bandymo procesas:Su mašina važiavome 1200 m/min greičiu (maksimalus linijos greitis) 72 valandas iš eilės. PLC greičio duomenis registravo kas 100 ms. Rezultatus palyginome su senąja malūno PLC sistema, kurios greičio stabilumas buvo ±0,02 %, o žingsninio atsako trukmė – 55 ms. Bandymas įrodė, kad Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms užtikrina pastovų greičio valdymą net esant didelei nuolatinei apkrovai.

Pramonės atvejo tyrimas: sparčio valdymo atnaujinimas minkštojo popieriaus gamyklai

Malūno fonas:Vidutinio -dydžio minkštojo popieriaus gamykla Tailande (200 000 tonų per metus našumas) kovojo su greičio neatitikimais, dėl kurių popieriaus atliekų susidarė 8 %, o gamyba kas mėnesį sumažėjo 12 %. Gamykla naudojo pasenusią PLC sistemą, kuri negalėjo neatsilikti nuo kintančių celiuliozės kokybės ir paklausos pokyčių.

Sprendimas:Gamykla įdiegė Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms (SIMATIC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP), suporuotą su 12 Sinamics S120 diskų, skirtų popieriaus mašinai ir pervyniotojams. PLC buvo užprogramuotas taip, kad reguliuotų greitį realiuoju laiku, atsižvelgiant į masės konsistenciją ir juostos storio duomenis iš internetinių jutiklių.

Rezultatai:

• Gamybos padidėjimas:15% didesnė mėnesio produkcija (nuo 16 000 iki 18 400 tonų)
• Atliekų mažinimas:75% mažiau popieriaus atliekų (nuo 8% iki 2%)
• Energijos taupymas:10 % mažesnis energijos suvartojimas pavaros sistemoms (dėl optimizuoto greičio reguliavimo)
• OEE patobulinimas:22% didesnis bendras įrangos efektyvumas (nuo 68% iki 83%)

Gamyklos gamybos vadovas pažymėjo: „Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, pašalino su greičiu{0}}susijusius gedimus ir leido liniją važiuoti pastoviu greičiu 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę. Investicijas atsipirkome per 14 mėnesių.

Žiniatinklio įtempimo valdymas naudojant Siemens PLC: Užtikrinkite popieriaus kokybę ir sumažinkite atliekų kiekį

Tinklo įtempimo valdymas yra popieriaus gamyklų{0}}arba-pertraukimas. Per didelis įtempimas suplėšo popieriaus tinklą; per mažai sukelia raukšles, nesuderinamumą ir netolygią kokybę. Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, užtikrina tikslų rulono įtempimo valdymą visoms popieriaus mašinos sekcijoms (formavimas, presas, džiovyklė, pervyniojimas), kad produktai būtų nuoseklūs ir mažėtų atliekų.

Kaip „Siemens PLC“ tiksliai valdo žiniatinklio įtampą

Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, naudoja PID (proporcinį-integralų-darinį) valdymo kilpą, pritaikytą juostos įtempimui. Sistema veikia trimis etapais:

• Įtampos jutimas:Apkrovos elementai arba šokėjų ritinėliai realiu laiku matuoja juostos įtempimą (tikslumas iki ±0,5 N).
• PLC skaičiavimas:PLC apskaičiuoja skirtumą tarp tikrosios įtempimo ir nustatytosios vertės, tada per pavarą reguliuoja variklio sukimo momentą / greitį.
• Automatinis skersmens kompensavimas:Popieriaus ritiniui augant (arba susitraukiant), PLC automatiškai reguliuoja sukimo momentą, kad išlaikytų pastovią įtampą,-būtina pervyniojant ir išvyniojant.

Pagrindinė „Siemens PLC“, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, savybė yra galimybė apdoroti įvairaus pločio ruloną (nuo 1,5 m iki 6 m) ir įvairių rūšių popierių (audinį, laikraštinį popierių, pakuotę) be rankinio perkonfigūravimo. PLC išsaugo iš anksto-nustatytus kiekvieno gaminio įtempimo profilius ir automatiškai persijungia, kai malūnėlis paleidžia naują rūšį.

Patikrinta įtempimo valdymo našumo metrika

Mes išbandėme „Siemens PLC“, skirtą celiuliozės ir popieriaus gamykloms, laikraštinio popieriaus mašinoje Kanados gamykloje. Atliekant bandymą buvo išmatuotas tempimo stabilumas ir juostos kokybė per 10 gamybos ciklų (5 audinių, 5 laikraščių popieriaus rūšys). Pagrindiniai rezultatai:

Bandymo procesas:Su mašina veikėme 800 m/min greičiu 48 valandas. Įtempimo duomenis rinkome kas 50 ms ir tikrinome, ar 100 -metrų popieriaus pavyzdžių nėra defektų. Senosios sistemos įtempimo stabilumas buvo ±1,5‰, o defektų lygis – 3,2%. Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms sumažino defektų skaičių iki beveik nulio ir atitinka gamyklos aukščiausios kokybės standartus.

Atvejo analizė: žiniatinklio įtempimo optimizavimas laikraštinio popieriaus gamyklai

Malūno fonas:Šiaurės Amerikos laikraštinio popieriaus gamykla (500 000 tonų per metus) susidūrė su dideliu tinklo įtempimu{2}}atliekomis (5 %) ir klientų skundais dėl nelygaus popieriaus. Senojoje PLC sistemoje trūko ritinio skersmens pokyčių realiuoju laiku-kompensacijos, todėl gamybos metu atsirado įtampos šuolių.

Sprendimas:Gamykloje buvo integruotas Siemens PLC, skirtas celiuliozės ir popieriaus gamykloms (SIMATIC S7-300 CPU 317-2DP) su apkrovos elementais ir ritinėliais per popieriaus mašiną. PLC buvo suprogramuotas pagal individualius įtempimo profilius 12 laikraštinio popieriaus rūšių ir prijungtas prie gamyklos SCADA sistemos nuotoliniam stebėjimui.

Rezultatai:

• Atliekų pjaustymas:90 % su žiniatinklio{1}}atliekų sumažinimas (nuo 5 % iki 0,5 %)
• Klientų pasitenkinimas:0 klientų skundų dėl popieriaus kokybės (sumažėjęs nuo 12 per mėnesį)
• Gamybos veikimo laikas:18 % daugiau veikimo laiko (nėra neplanuotų sustojimų dėl interneto pertraukų)
• Darbo taupymas:2 operatoriais mažiau per pamainą (automatinis įtempimo reguliavimas sumažina rankų darbą)

Gamyklos priežiūros direktorius sakė: "Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms pašalino spėliones dėl įtempimo kontrolės. Mums nebereikia rankiniu būdu reguliuoti kiekvienos rūšies nustatymų, o sąskaita už atliekas sumažėjo 450 000 USD per metus."

Džiovinimo sekcijos automatizavimas naudojant Siemens PLC: sumažinkite energiją ir padidinkite efektyvumą

Džiovinimo sekcija yra daugiausiai energijos sunaudojanti -popieriaus gamyklos dalis-, čia patenka iki 60 % visos gamyklos energijos. Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, automatizuoja džiovinimo sekcijos valdymą, kad sumažintų garo sąnaudas, sumažintų energijos sąnaudas ir pagerintų popieriaus sausumo nuoseklumą. Jis veikia su „Siemens SIPAPER APC DrySec“ programine įranga, kad optimizuotų garų srautą, temperatūrą ir oro srautą, remiantis{5}}realaus laiko proceso duomenimis.

Siemens PLC{0}}Džiovintuvų sekcijų automatizavimo darbo eiga

Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms valdo džiovyklos sekciją keturiais pagrindiniais žingsniais:

• Duomenų rinkimas:PLC renka duomenis iš garų slėgio jutiklių, temperatūros zondų, drėgmės jutiklių ir tinklo drėgmės matuoklių (kas 1 sekundę).
• Optimizavimo skaičiavimas:PLC naudoja SIPAPER APC DrySec programinę įrangą, kad apskaičiuotų idealias kiekvieno džiovinimo cilindro garo vertes, pritaikydamas juostos greitį, popieriaus rūšį ir aplinkos sąlygas.
• Pavaros reguliavimas:PLC atidaro / uždaro garo vožtuvus ir sureguliuoja išmetimo ventiliatorius, kad atitiktų apskaičiuotas nustatytas vertes.
• Stebėjimas realiuoju laiku-:PLC siunčia duomenis į SCADA sistemą, todėl operatoriai gali stebėti energijos suvartojimą ir popieriaus kokybę realiuoju laiku.

Unikalus „Siemens PLC“, skirtas celiuliozės ir popieriaus gamykloms, pranašumas yra nuspėjamosios priežiūros funkcija. Ji stebi džiovyklės cilindro temperatūrą ir garų srautą, kad aptiktų tokias problemas, kaip užsikimšę purkštukai ar nesandari vožtuvai, kol dėl to atsiranda prastovos ar energijos švaistymas.

Pagrindiniai našumo patobulinimai naudojant duomenis

Išbandėme Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms Vokietijos gamyklos (Hamburger Containerboard) gofruotojo kartono džiovinimo skyriuje. Malūnas per metus pagamina 315 000 tonų kartono, o džiovykloje anksčiau buvo sunaudota 12 tonų garo per valandą. Testo rezultatai:

Bandymo procesas:Džiovinimo sekciją veikėme visu pajėgumu (1200 m/min tinklo greičiu) 30 dienų. Kas valandą registravome garo naudojimo, energijos suvartojimo ir popieriaus drėgmės duomenis. Senojoje sistemoje buvo naudojamos fiksuotos garo vertės, kurios neprisitaikė prie kintančių tinklo sąlygų, todėl buvo švaistomi garai ir netolygi drėgmė. Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, dinamiškai sureguliavo garų srautą, pjausto atliekas ir gerina kokybę.

Atvejo analizė: Pakavimo popieriaus gamyklos džiovyklos modernizavimas

Malūno fonas:Pakavimo popieriaus gamykla Turkijoje (300 000 tonų per metus) susidūrė su didėjančiomis energijos sąnaudomis (garo kainos pakilo 22 % per 12 mėnesių) ir nenuosekliu popieriaus drėgme (dėl klientų grąžos buvo 4 %). Senojoje džiovykloje buvo rankiniu būdu reguliuojami vožtuvai, kurie buvo lėti ir netikslūs.

Sprendimas:Gamykla įdiegė Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms (SIMATIC S7-1500) su SIPAPER APC DrySec programine įranga. PLC automatizuotas garo vožtuvo valdymas ir integruotas su malūno energijos valdymo sistema, kad būtų galima stebėti išlaidas realiuoju laiku.

Rezultatai:

• Energijos taupymas:21% mažesnis garo suvartojimas (sutaupoma 380 000 USD per metus)
• Kliento grąžinimas:92% sumažinimas (nuo 4% iki 0,32%)
• Atsipirkimo laikotarpis:11 mėnesių
• Anglies išmetimo sumažinimas:1200 tonų CO2 per metus (atitinka gamyklos tvarumo tikslus)

Gamyklos energetikos vadovas pakomentavo: „Pulp and Paper Mills įmonė „Siemens PLC“ ne tik sumažino mūsų sąskaitas už energiją,{0}}tačiau padarė mūsų džiovyklos skyrių išmanesnį. Dabar naudojame tiksliai tiek garų, kiek mums reikia, nei daugiau, nei mažiau, o mūsų popieriaus kokybė yra vienoda visose klasėse.

Išvada

Siemens PLC, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, yra daugiau nei valdymo sistema,{0}}tai išsamus sprendimas, skirtas optimizuoti greitį, juostos įtempimą ir džiovinimo sekcijos veikimą. Turėdamas patikrintus našumo duomenis, realius pramonės atvejų tyrimus ir tikslią automatizavimą, jis padeda gamykloms:

• Padidinkite gamybą iki 15 proc.
• Sumažinkite atliekas iki 90 proc.
• Sumažinkite energijos suvartojimą iki 21%
• Pagerinkite produkto kokybės nuoseklumą 70%+

Nesvarbu, ar atnaujinate seną gamyklą, ar statote naują, „Siemens PLC“, skirta celiuliozės ir popieriaus gamykloms, užtikrina patikimumą, tikslumą ir efektyvumą, kurio reikia norint išlikti konkurencingiems. Jo modulinis dizainas veikia su esama Siemens įranga (pavaromis, jutikliais, SCADA) ir svarstyklėmis, kad tiktų bet kokio dydžio gamyklai-nuo mažų audinių gamyklų iki didelių pakavimo popieriaus gamyklų. Pasiruošę pertvarkyti celiuliozės ir popieriaus gamyklą? Susisiekite su Siemens šiandien ir sužinokite, kaip Siemens PLC celiuliozės ir popieriaus gamykloms gali būti pritaikytas jūsų veiklai.