Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja: Optimizirajte hitrost, napetost in avtomatizacijo sušilnika

Tovarne celuloze in papirja se soočajo s stalnim pritiskom, da bi povečali proizvodnjo, zmanjšali količino odpadkov in zmanjšali porabo energije. Vsak del procesa-od proizvodnje celuloze do končnega valjanja papirja-potrebuje natančen nadzor, da izpolnimo standarde kakovosti in ostanemo konkurenčni. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja je vrhunska rešitev za te izzive. Zagotavlja zanesljivo, visoko{5}}natančno kontrolo za hitrost, napetost tkanine in sušilne dele-tri kritična področja, ki neposredno vplivajo na učinkovitost obrata in kakovost izdelkov. V tem blogu razčlenjujemo, kako Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja deluje za vsako ključno funkcijo. Delimo preverjene podatke o uspešnosti, študije primerov iz resnične industrije in podrobne postopke testiranja, da pokažemo njegovo-resnično vrednost. Ne glede na to, ali vodite majhno tovarno blaga ali veliko tovarno embalažnega papirja, vam bo ta vodnik pomagal razumeti, zakaj je Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja pametna naložba za vaše poslovanje.

Siemens PLC za nadzor hitrosti v proizvodnih linijah celuloze in papirja

Nadzor hitrosti je hrbtenica proizvodnje celuloze in papirja. Neskladna hitrost vodi do neenakomerne debeline papirja, pogostih zlomov in izgube proizvodnje. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja zagotavlja-regulacijo hitrosti v realnem času za vse dele proizvodne linije, od digestorjev celuloze do papirnih strojev in previjalnikov. Deluje s pogoni in kodirniki Siemens Sinamics, da zagotovi gladko in stabilno hitrost v vseh načinih delovanja-od zagona in pospeševanja do enakomerne proizvodnje in zaustavitve v sili.

Osnovna tehnologija sistemov za nadzor hitrosti PLC Siemens

Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja uporablja procesorje SIMATIC S7-1500 ali S7-300 (kot je CPU 317-2DP) kot centralno krmilno enoto. Ti PLC-ji imajo visoke hitrosti obdelave (bitna zmogljivost 10 ns za S7-1500) in vgrajene komunikacijske protokole (Profinet, Modbus) za brezhibno povezavo s pretvorniki, senzorji in sistemi SCADA.

Sistem temelji na dveh ključnih tehnologijah za natančen nadzor hitrosti:

• Brezsenzorski vektorski nadzor (VC):Ta tehnologija, ki je vgrajena v pogone Siemens Sinamics, prilagaja navor in hitrost motorja v realnem času brez dodatnih senzorjev, kar zmanjšuje stroške nastavitve in vzdrževanja.
• Regulacija hitrosti-zaprte zanke:PLC nenehno prejema povratne informacije o hitrosti od visoko{0}}natančnih dajalnikov (natančnost do 0,001 % nazivne hitrosti) in izvaja takojšnje prilagoditve, da ohranja hitrost v nastavljenih mejah.

Realni-podatki o zmogljivosti in rezultati testov

Preizkusili smo Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja na 4,8-metrskem stroju za pakiranje papirja v nemški tovarni. Preizkus se je osredotočil na stabilnost hitrosti in dinamični odziv - dve kritični meritvi za proizvodnjo papirja. Tukaj so preverjeni rezultati:

Testni postopek:Stroj smo poganjali s hitrostjo 1200 m/min (največja hitrost za linijo) 72 ur neprekinjeno. PLC je zabeležil podatke o hitrosti vsakih 100 ms. Rezultate smo primerjali s starim sistemom PLC mlina, ki je imel stabilnost hitrosti ±0,02 % in korak odzivni čas 55 ms. Preizkus je dokazal, da PLC Siemens za tovarne celuloze in papirja zagotavlja dosleden nadzor hitrosti tudi pri veliki, stalni obremenitvi.

Študija primera industrije: nadgradnja nadzora hitrosti za tovarno svilenega papirja

Ozadje mlina:Srednje{0}}tovarna svilenega papirja na Tajskem (zmogljivost 200.000 ton/leto) se je spopadala z nedoslednostmi hitrosti, ki so povzročile 8 % papirnih odpadkov in zmanjšale proizvodnjo za 12 % mesečno. Tovarna je uporabljala zastarel sistem PLC, ki ni mogel dohajati spremenljive kakovosti celuloze in sprememb povpraševanja.

rešitev:Tovarna je namestila Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja (SIMATIC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP) skupaj z 12 pogoni Sinamics S120 za papirni stroj in previjalnike. PLC je bil programiran za prilagoditev hitrosti v realnem času na podlagi podatkov o konsistenci pulpe in debelini traku iz spletnih senzorjev.

Rezultati:

• Povečanje proizvodnje:15 % večja mesečna proizvodnja (iz 16.000 na 18.400 ton)
• Zmanjšanje odpadkov:75 % manj odpadnega papirja (z 8 % na 2 %)
• Varčevanje z energijo:10 % manjša poraba energije za pogonske sisteme (zaradi optimizirane regulacije hitrosti)
• Izboljšanje OEE:22 % večja skupna učinkovitost opreme (od 68 % do 83 %)

Vodja proizvodnje v tovarni je povedal: »Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja je odpravil okvare,-povezane s hitrostjo, in omogočil, da linija obratuje z doslednimi hitrostmi 24 ur na dan, vse dni v tednu. Naložba se nam je povrnila v 14 mesecih.«

Nadzor napetosti spleta s Siemens PLC: Zagotovite kakovost papirja in zmanjšajte količino odpadkov

Nadzor nad napetostjo v spletu je uspeh-ali-zalom za papirnice. Preveč napetosti raztrga papirni trak; premajhna količina povzroči gube, neporavnanost in neenakomerno kakovost. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja zagotavlja natančen nadzor napetosti papirja za vse dele papirnega stroja (oblikovanje, stiskalnica, sušilnik, previjanje), da so izdelki konsistentni in odpadki majhni.

Kako Siemens PLC natančno upravlja spletno napetost

Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja uporablja krmilno zanko PID (Proportional-Integral-Derivative), prilagojeno napetosti spleta. Sistem deluje v treh korakih:

• Zaznavanje napetosti:Merilne celice ali plesni valji merijo napetost mreže v realnem času (natančnost do ±0,5 N).
• Izračun PLC:PLC izračuna razliko med dejansko napetostjo in nastavljeno točko, nato prilagodi navor/hitrost motorja prek pogona.
• Samodejna kompenzacija premera:Ko zvitek papirja raste (ali se krči), PLC samodejno prilagaja navor, da vzdržuje konstantno napetost-, ki je kritična za navijalce in odvijalce.

Ključna značilnost Siemensovega PLC-ja za tovarne celuloze in papirja je njegova zmožnost obdelave spremenljivih širin papirja (od 1,5 m do 6 m) in različnih vrst papirja (robi, časopisni papir, embalaža) brez ročne ponovne konfiguracije. PLC shrani pred-nastavljene profile napetosti za vsak izdelek, ki se samodejno preklopijo, ko mlin zažene novo stopnjo.

Preverjene meritve učinkovitosti za nadzor napetosti

Siemens PLC for Pulp and Paper Mills smo testirali na stroju za časopisni papir v kanadski tovarni. Test je meril stabilnost napetosti in kakovost koprene v 10 proizvodnih serijah (5 robov, 5 razredov časopisnega papirja). Ključni rezultati:

Testni postopek:Stroj smo delovali 48 ur pri 800 m/min. Zbrali smo podatke o napetosti vsakih 50 ms in pregledali 100-metrske vzorce papirja glede napak. Stari sistem je imel napetostno stabilnost ±1,5‰ in stopnjo napak 3,2%. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja je napake zmanjšal skoraj na nič, s čimer je dosegel vrhunske standarde kakovosti tovarne.

Študija primera: Optimizacija spletne napetosti za tovarno časopisnega papirja

Ozadje mlina:Severnoameriška tovarna časopisnega papirja (500.000 ton/leto) se je soočila z visoko napetostjo{2}}odpadkov (5 %) in pritožbami strank glede neravnega papirja. Stari sistem PLC ni imel-realnočasovne kompenzacije za spremembe premera zvitka, kar je vodilo do skokov napetosti med proizvodnjo.

rešitev:Mlin je integriral Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja (SIMATIC S7-300 CPU 317-2DP) z merilnimi celicami in plesnimi valji po papirnem stroju. PLC je bil programiran s profili napetosti po meri za 12 vrst časopisnega papirja in povezan s sistemom SCADA obrata za daljinsko spremljanje.

Rezultati:

• Rezanje odpadkov:90 % zmanjšanje odpadkov, povezanih s spletom (s 5 % na 0,5 %)
• Zadovoljstvo strank:0 pritožb strank glede kakovosti papirja (padec z 12/mesec)
• Čas delovanja v proizvodnji:18 % daljši čas delovanja (brez nenačrtovanih postankov zaradi prekinitev spleta)
• Prihranki dela:2 operaterja manj na izmeno (avtomatsko prilagajanje napetosti zmanjša ročno delo)

Direktor vzdrževanja tovarne je dejal: "Siemens PLC for Pulp and Paper Mills je odpravil ugibanja pri nadzoru napetosti. Ni nam več treba ročno prilagajati nastavitev za vsako stopnjo in naš račun za odpadke se je zmanjšal za 450.000 $ letno."

Avtomatizacija sušilnega dela z uporabo Siemens PLC: Zmanjšajte energijo in povečajte učinkovitost

Sušilni del je najbolj{0}}energijsko intenziven del papirnice-tu gre do 60 % celotne porabe energije v tovarni. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja avtomatizira krmiljenje sušilnega dela za zmanjšanje porabe pare, znižanje stroškov energije in izboljšanje konsistence suhosti papirja. Deluje s programsko opremo Siemens SIPAPER APC DrySec za optimizacijo pretoka pare, temperature in pretoka zraka na podlagi-procesnih podatkov v realnem času.

Siemens PLC-Potek dela avtomatizacije sušilnega odseka

Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja krmili sušilni del v štirih ključnih korakih:

• Zbiranje podatkov:PLC zbira podatke iz senzorjev tlaka pare, temperaturnih sond, senzorjev vlažnosti in merilnikov vlage v mreži (vsako 1 sekundo).
• Optimizacijski izračun:PLC uporablja programsko opremo SIPAPER APC DrySec za izračun idealnih nastavljenih točk pare za vsak sušilni valj, prilagajanje hitrosti papirja, kakovosti papirja in pogojem okolja.
• Prilagoditev aktuatorja:PLC odpira/zapira parne ventile in prilagaja izpušne ventilatorje, da ustrezajo izračunanim nastavljenim točkam.
• Spremljanje-v realnem času:PLC pošilja podatke v sistem SCADA, tako da lahko operaterji spremljajo porabo energije in kakovost papirja v realnem času.

Edinstvena prednost Siemensovega PLC-ja za tovarne celuloze in papirja je funkcija predvidenega vzdrževanja. Spremlja temperaturo sušilnega cilindra in pretok pare, da odkrije težave, kot so zamašene šobe ali puščajoči ventili, preden povzročijo izpad ali izgubo energije.

Ključne izboljšave zmogljivosti s podatki

Preizkusili smo Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja na sušilnem delu valovitega kartona v nemški tovarni (Hamburger Containerboard). Tovarna letno proizvede 315.000 ton plošč, sušilni del pa je prej porabil 12 ton pare na uro. Rezultati testa:

Testni postopek:Sušilni del smo s polno zmogljivostjo (1.200 m/min hitrosti traku) obratovali 30 dni. Vsako uro smo beležili podatke o porabi pare, porabi energije in vlažnosti papirja. Stari sistem je uporabljal fiksne nastavljene vrednosti pare, ki se niso prilagajale spremenljivim pogojem spleta, kar je vodilo do potrate pare in neenakomerne vlage. Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja je dinamično prilagodil pretok pare, zmanjšal odpadke in izboljšal kakovost.

Študija primera: Posodobitev sušilnega oddelka za tovarno embalažnega papirja

Ozadje mlina:Tovarna embalažnega papirja v Turčiji (300.000 ton/leto) se je soočila z naraščajočimi stroški energije (cene pare so se v 12 mesecih zvišale za 22 %) in nedosledno vlažnostjo papirja (kar povzroča 4-odstotno vrnitev strank). Stari sušilni del je uporabljal ročne nastavitve ventilov, ki so bile počasne in netočne.

rešitev:Tovarna je namestila Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja (SIMATIC S7-1500) s programsko opremo SIPAPER APC DrySec. PLC avtomatiziran nadzor parnega ventila in integriran s sistemom za upravljanje z energijo mlina za spremljanje stroškov v realnem času.

Rezultati:

• Varčevanje z energijo:21 % manjša poraba pare (prihranek 380.000 $/leto)
• Vračila strank:92 % zmanjšanje (s 4 % na 0,32 %)
• Odplačilna doba:11 mesecev
• Zmanjšanje emisij ogljika:1200 ton CO2/leto (usklajeno s trajnostnimi cilji tovarne)

Energetski menedžer tovarne je komentiral: »Siemens PLC for Pulp and Paper Mills ni samo znižal naših računov za energijo-, ampak je naredil naš sušilni del pametnejši. Zdaj uporabljamo točno toliko pare, kot jo potrebujemo, nič več in nič manj, kakovost našega papirja pa je dosledna v vseh razredih.«

Zaključek

Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja je več kot nadzorni sistem-je celovita rešitev za optimizacijo hitrosti, napetosti tkanja in delovanja sušilnega dela. S preverjenimi podatki o zmogljivosti, študijami primerov iz resnične industrije in natančno avtomatizacijo pomaga mlinom:

• Povečajte proizvodnjo do 15 %
• Zmanjšajte odpadke do 90 %
• Zmanjšajte porabo energije do 21 %
• Izboljšajte doslednost kakovosti izdelkov za 70 %+

Ne glede na to, ali nadgrajujete staro tovarno ali gradite novo, Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja zagotavlja zanesljivost, natančnost in učinkovitost, ki jih potrebujete, da ostanete konkurenčni. Njegova modularna zasnova deluje z obstoječo Siemensovo opremo (pogoni, senzorji, SCADA) in lestvicami, da se prilega tovarni katere koli velikosti-od majhnih obratov za tkivo do velikih obratov za pakiranje papirja. Ste pripravljeni preoblikovati svojo tovarno celuloze in papirja? Obrnite se na Siemens še danes, če želite izvedeti, kako lahko Siemens PLC za tovarne celuloze in papirja prilagodite svojemu delovanju.