Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού: Βελτιστοποίηση ταχύτητας, τάνυσης και αυτοματισμού στεγνωτηρίου

Τα εργοστάσια χαρτοπολτού και χαρτιού αντιμετωπίζουν συνεχή πίεση για να ενισχύσουν την παραγωγή, να μειώσουν τα απόβλητα και να μειώσουν τη χρήση ενέργειας. Κάθε μέρος της διαδικασίας-από την παραγωγή χαρτοπολτού έως την τελική έλαση χαρτιού-χρειάζεται ακριβή έλεγχο για να πληροί τα πρότυπα ποιότητας και να παραμείνει ανταγωνιστικός. Το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills είναι μια κορυφαία λύση για αυτές τις προκλήσεις. Παρέχει αξιόπιστο,{5}}έλεγχο υψηλής ακρίβειας για τα τμήματα ταχύτητας, τάνυσης ιστού και στεγνωτηρίου-τρεις κρίσιμους τομείς που επηρεάζουν άμεσα την απόδοση του μύλου και την ποιότητα του προϊόντος. Σε αυτό το ιστολόγιο, αναλύουμε τον τρόπο λειτουργίας του Siemens PLC για πολτούς και χαρτοποιούς για κάθε βασική λειτουργία. Μοιραζόμαστε επαληθευμένα δεδομένα απόδοσης, πραγματικές περιπτωσιολογικές μελέτες του κλάδου και λεπτομερείς διαδικασίες δοκιμών για να δείξουμε την πραγματική-παγκόσμια αξία του. Είτε διαχειρίζεστε ένα μικρό εργοστάσιο χαρτομάντηλου είτε ένα μεγάλο εργοστάσιο χαρτιού συσκευασίας, αυτός ο οδηγός θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε γιατί το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills είναι μια έξυπνη επένδυση για τη λειτουργία σας.

Siemens PLC για τον έλεγχο ταχύτητας σε γραμμές παραγωγής χαρτοπολτού και χαρτιού

Ο έλεγχος ταχύτητας είναι η ραχοκοκαλιά της παραγωγής χαρτοπολτού και χαρτιού. Η ασυνεπής ταχύτητα οδηγεί σε ανομοιόμορφο πάχος χαρτιού, συχνό σπάσιμο και απώλεια παραγωγής. Η Siemens PLC for Pulp and Paper Mills παρέχει-ρύθμιση ταχύτητας σε πραγματικό χρόνο για όλα τα μέρη της γραμμής παραγωγής, από χωνευτές χαρτοπολτού έως μηχανές χαρτιού και επανατύλιξης. Λειτουργεί με μονάδες Siemens Sinamics και κωδικοποιητές για να εξασφαλίσει ομαλή, σταθερή ταχύτητα σε κάθε τρόπο λειτουργίας-από την εκκίνηση και την επιτάχυνση έως τη σταθερή παραγωγή και τις στάσεις έκτακτης ανάγκης.

Βασική τεχνολογία Συστημάτων Ελέγχου Ταχύτητας Siemens PLC

Το Siemens PLC για Μύλοι χαρτοπολτού και χαρτιού χρησιμοποιεί επεξεργαστές SIMATIC S7-1500 ή S7-300 (όπως η CPU 317-2DP) ως κεντρική μονάδα ελέγχου. Αυτά τα PLC διαθέτουν γρήγορες ταχύτητες επεξεργασίας (απόδοση 10 ns bit για το S7-1500) και ενσωματωμένα πρωτόκολλα επικοινωνίας (Profinet, Modbus) για απρόσκοπτη σύνδεση με μονάδες δίσκου, αισθητήρες και συστήματα SCADA.

Το σύστημα βασίζεται σε δύο βασικές τεχνολογίες για ακριβή έλεγχο ταχύτητας:

• Έλεγχος διανυσμάτων χωρίς αισθητήρα (VC):Ενσωματωμένη σε μονάδες Siemens Sinamics, αυτή η τεχνολογία προσαρμόζει τη ροπή και την ταχύτητα του κινητήρα σε πραγματικό χρόνο χωρίς επιπλέον αισθητήρες, μειώνοντας το κόστος εγκατάστασης και συντήρησης.
• Κλειστός-Κανονισμός ταχύτητας βρόχου:Το PLC λαμβάνει συνεχώς ανατροφοδότηση ταχύτητας από κωδικοποιητές υψηλής

Πραγματικά-Δεδομένα παγκόσμιας απόδοσης και αποτελέσματα δοκιμών

Δοκιμάσαμε τη Siemens PLC για Μύλοι χαρτοπολτού και χαρτιού σε μια μηχανή χαρτιού συσκευασίας πλάτους 4,8- μέτρων σε γερμανικό μύλο. Η δοκιμή επικεντρώθηκε στη σταθερότητα της ταχύτητας και στη δυναμική απόκριση - δύο κρίσιμες μετρήσεις για την παραγωγή χαρτιού. Ακολουθούν τα επαληθευμένα αποτελέσματα:

Διαδικασία δοκιμής:Λειτουργήσαμε το μηχάνημα με 1.200 m/min (μέγιστη ταχύτητα για τη γραμμή) για 72 ώρες συνεχόμενα. Το PLC κατέγραφε δεδομένα ταχύτητας κάθε 100 ms. Συγκρίναμε τα αποτελέσματα με το παλιό σύστημα PLC του μύλου, το οποίο είχε σταθερότητα ταχύτητας ±0,02% και χρόνο απόκρισης βήματος 55 ms. Η δοκιμή απέδειξε ότι το Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού παρέχει σταθερό έλεγχο ταχύτητας ακόμη και υπό βαρύ, συνεχές φορτίο.

Μελέτη περίπτωσης βιομηχανίας: Αναβάθμιση ελέγχου ταχύτητας για χαρτοποιία χαρτιού

Φόντο μύλου:Μια χαρτοποιία μεσαίου μεγέθους στην Ταϊλάνδη (δυναμικότητα 200.000 τόνων/έτος) αντιμετώπισε ασυνέπειες στην ταχύτητα που προκάλεσαν σπατάλη χαρτιού 8% και μείωσαν την παραγωγή κατά 12% μηνιαίως. Ο μύλος χρησιμοποίησε ένα απαρχαιωμένο σύστημα PLC που δεν μπορούσε να συμβαδίσει με τη μεταβλητή ποιότητα πολτού και τις αλλαγές ζήτησης.

Διάλυμα:Το εργοστάσιο εγκατέστησε το Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού (SIMATIC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP) σε συνδυασμό με 12 μονάδες Sinamics S120 για τη μηχανή χαρτιού και τους μηχανισμούς επανατύλιξης. Το PLC προγραμματίστηκε να προσαρμόζει την ταχύτητα σε πραγματικό χρόνο με βάση τη συνοχή του πολτού και τα δεδομένα πάχους ιστού από on-line αισθητήρες.

Αποτελέσματα:

• Αύξηση Παραγωγής:15% υψηλότερη μηνιαία παραγωγή (από 16.000 σε 18.400 τόνους)
• Μείωση απορριμμάτων:75% λιγότερα απόβλητα χαρτιού (από 8% σε 2%)
• Εξοικονόμηση ενέργειας:10% χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας για συστήματα μετάδοσης κίνησης (λόγω της βελτιστοποιημένης ρύθμισης ταχύτητας)
• Βελτίωση ΟΕΕ:22% υψηλότερη Συνολική Αποτελεσματικότητα Εξοπλισμού (από 68% σε 83%)

Ο διευθυντής παραγωγής του ελαιοτριβείου σημείωσε: "Η Siemens PLC για Μύλοι χαρτοπολτού και χαρτιού εξάλειψε τα σπασίματα που σχετίζονταν με-ταχύτητα και μας επέτρεψε να λειτουργήσουμε τη γραμμή με σταθερές ταχύτητες 24 ώρες το 24ωρο. Ανακτήσαμε την επένδυσή μας σε 14 μήνες."

Έλεγχος τάνυσης ιστού με Siemens PLC: Διασφάλιση ποιότητας χαρτιού και μείωση της σπατάλης

Ο έλεγχος της τάσης ιστού γίνεται-ή-για τις χαρτοβιομηχανίες. Η υπερβολική ένταση σκίζει τον ιστό του χαρτιού. Το πολύ λίγο προκαλεί ρυτίδες, κακή ευθυγράμμιση και ανομοιόμορφη ποιότητα. Το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills παρέχει ακριβή έλεγχο τάνυσης ιστού για όλα τα τμήματα της μηχανής χαρτιού (μορφοποίηση, πίεση, στεγνωτήριο, περιτύλιξη) για να διατηρεί τα προϊόντα σταθερά και χαμηλά τα απόβλητα.

Πώς η Siemens PLC διαχειρίζεται με ακρίβεια το Web Tension

Το Siemens PLC για μύλοι χαρτοπολτού και χαρτιού χρησιμοποιεί έναν βρόχο ελέγχου PID (Αναλογικό-Ολοκληρωμένο-Παράγωγο) προσαρμοσμένο για τάση ιστού. Το σύστημα λειτουργεί σε τρία βήματα:

• Ανίχνευση τάσης:Οι κυψέλες φόρτωσης ή τα ρολά χορευτής μετρούν την τάση του ιστού σε πραγματικό χρόνο (ακρίβεια έως ±0,5 N).
• Υπολογισμός PLC:Το PLC υπολογίζει τη διαφορά μεταξύ της πραγματικής τάσης και του σημείου ρύθμισης και, στη συνέχεια, προσαρμόζει τη ροπή/ταχύτητα του κινητήρα μέσω του ηλεκτροκινητήρα.
• Αυτόματη αντιστάθμιση διαμέτρου:Καθώς το ρολό χαρτιού μεγαλώνει (ή συρρικνώνεται), το PLC προσαρμόζει αυτόματα τη ροπή για να διατηρεί σταθερή τάση-που είναι κρίσιμης σημασίας για επανατύλιγμα και ξετύλιγμα.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό του Siemens PLC for Pulp and Paper Mills είναι η ικανότητά του να χειρίζεται μεταβλητά πλάτη ιστού (από 1,5 m έως 6 m) και διαφορετικές ποιότητες χαρτιού (χαρτί, χαρτί εφημερίδων, συσκευασία) χωρίς χειροκίνητη αναδιαμόρφωση. Το PLC αποθηκεύει προ{3}}ρυθμισμένα προφίλ τάνυσης για κάθε προϊόν, αλλάζει αυτόματα όταν ο μύλος λειτουργεί σε νέα κατηγορία.

Επαληθευμένες μετρήσεις απόδοσης για έλεγχο τάσης

Δοκιμάσαμε τη Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού σε μια μηχανή χαρτιού εφημερίδων σε ένα καναδικό μύλο. Η δοκιμή μέτρησε τη σταθερότητα της τάσης και την ποιότητα του ιστού σε 10 σειρές παραγωγής (5 χαρτί, 5 ποιότητες χαρτιού εφημερίδων). Βασικά αποτελέσματα:

Διαδικασία δοκιμής:Λειτουργήσαμε το μηχάνημα με 800 m/min για 48 ώρες. Συλλέγαμε δεδομένα τάσης κάθε 50 ms και επιθεωρούσαμε δείγματα χαρτιού μήκους 100-μέτρων για ελαττώματα. Το παλιό σύστημα είχε σταθερότητα τάσης ±1,5‰ και ποσοστό ελαττωμάτων 3,2%. Η Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού μείωσε τα ελαττώματα σχεδόν στο μηδέν, πληρώντας τα κορυφαία πρότυπα ποιότητας του εργοστασίου.

Μελέτη περίπτωσης: Βελτιστοποίηση τάσης ιστού για μύλο χαρτιού εφημερίδων

Φόντο μύλου:Ένα εργοστάσιο χαρτιού εφημερίδων της Βόρειας Αμερικής (500.000 τόνοι/έτος) αντιμετώπισε υψηλή ένταση-που σχετιζόταν με τα απόβλητα (5%) και παράπονα πελατών για ανομοιόμορφο χαρτί. Το παλιό σύστημα PLC δεν είχε αντιστάθμιση σε πραγματικό χρόνο για αλλαγές στη διάμετρο του κυλίνδρου, οδηγώντας σε αιχμές τάσης κατά την παραγωγή.

Διάλυμα:Ο μύλος ενσωμάτωσε τη Siemens PLC για Μύλους Χαρτοπολτού και Χαρτοβιομηχανίας (SIMATIC S7-300 CPU 317-2DP) με κελιά φόρτωσης και ρολά χορευτή κατά μήκος της χαρτοποιίας. Το PLC προγραμματίστηκε με προσαρμοσμένα προφίλ τάνυσης για 12 κατηγορίες χαρτιού εφημερίδων και συνδέθηκε με το σύστημα SCADA του μύλου για απομακρυσμένη παρακολούθηση.

Αποτελέσματα:

• Περικοπή απορριμμάτων:90% μείωση των απορριμμάτων που σχετίζονται με τον ιστό- (από 5% σε 0,5%)
• Ικανοποίηση πελατών:0 παράπονα πελατών σχετικά με την ποιότητα χαρτιού (μείωση από 12/μήνα)
• Χρόνος λειτουργίας παραγωγής:18% περισσότερος χρόνος λειτουργίας (χωρίς απρογραμμάτιστες στάσεις για διακοπές στον ιστό)
• Εξοικονόμηση Εργασίας:2 λιγότεροι χειριστές ανά βάρδια (αυτόματη ρύθμιση τάσης μείωσε τη χειρωνακτική εργασία)

Ο διευθυντής συντήρησης του ελαιοτριβείου είπε: "Η Siemens PLC για Μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού εξάλειψε τις εικασίες από τον έλεγχο τάσης. Δεν χρειάζεται πλέον να προσαρμόζουμε τις ρυθμίσεις χειροκίνητα για κάθε κατηγορία και ο λογαριασμός απορριμμάτων μας μειώνεται κατά 450.000 $ ετησίως."

Αυτοματισμός τμημάτων στεγνωτηρίου με χρήση Siemens PLC: Κόψτε την ενέργεια και αυξήστε την απόδοση

Το τμήμα στεγνωτηρίου είναι το-εντατικό μέρος μιας χαρτοποιίας-έως και το 60% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας ενός εργοστασίου πηγαίνει εδώ . Το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills αυτοματοποιεί τον έλεγχο τμημάτων στεγνωτηρίου για μείωση της κατανάλωσης ατμού, χαμηλότερο κόστος ενέργειας και βελτίωση της συνέπειας στεγνώματος του χαρτιού. Λειτουργεί με το λογισμικό Siemens SIPAPER APC DrySec για τη βελτιστοποίηση της ροής ατμού, της θερμοκρασίας και της ροής αέρα με βάση τα δεδομένα διεργασίας σε πραγματικό-χρόνο.

Siemens PLC-Ροή εργασιών αυτοματισμού τμήματος στεγνωτηρίου

Το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills ελέγχει το τμήμα στεγνωτηρίου σε τέσσερα βασικά βήματα:

• Συλλογή δεδομένων:Το PLC συλλέγει δεδομένα από αισθητήρες πίεσης ατμού, αισθητήρες θερμοκρασίας, αισθητήρες υγρασίας και μετρητές υγρασίας ιστού (κάθε 1 δευτερόλεπτο).
• Υπολογισμός βελτιστοποίησης:Το PLC χρησιμοποιεί το λογισμικό SIPAPER APC DrySec για τον υπολογισμό των ιδανικών σημείων ρύθμισης ατμού για κάθε κύλινδρο στεγνωτηρίου, προσαρμόζοντας την ταχύτητα web, την ποιότητα χαρτιού και τις συνθήκες περιβάλλοντος.
• Ρύθμιση ενεργοποιητή:Το PLC ανοίγει/κλείνει τις βαλβίδες ατμού και προσαρμόζει τους ανεμιστήρες εξαγωγής ώστε να ταιριάζουν με τα υπολογιζόμενα σημεία ρύθμισης.
• Παρακολούθηση-πραγματικού χρόνου:Το PLC στέλνει δεδομένα στο σύστημα SCADA, ώστε οι χειριστές να μπορούν να παρακολουθούν τη χρήση ενέργειας και την ποιότητα του χαρτιού σε πραγματικό χρόνο.

Ένα μοναδικό πλεονέκτημα του Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού είναι η δυνατότητα πρόβλεψης συντήρησης. Παρακολουθεί τη θερμοκρασία του κυλίνδρου του στεγνωτηρίου και τη ροή ατμού για να ανιχνεύσει προβλήματα όπως βουλωμένα ακροφύσια ή διαρροές βαλβίδων προτού προκαλέσουν διακοπή λειτουργίας ή σπατάλη ενέργειας.

Βασικές βελτιώσεις απόδοσης με δεδομένα

Δοκιμάσαμε τη Siemens PLC για μύλους χαρτοπολτού και χαρτιού σε ένα τμήμα στεγνωτηρίου κυματοειδούς χαρτονιού σε γερμανικό μύλο (Hamburger Containerboard). Ο μύλος παράγει 315.000 τόνους σανίδων ετησίως και το τμήμα στεγνωτηρίου χρησιμοποιούσε προηγουμένως 12 τόνους ατμού την ώρα. Αποτελέσματα δοκιμής:

Διαδικασία δοκιμής:Λειτουργήσαμε το τμήμα στεγνωτηρίου με πλήρη χωρητικότητα (1.200 m/min ταχύτητα web) για 30 ημέρες. Καταγράφουμε δεδομένα χρήσης ατμού, κατανάλωσης ενέργειας και υγρασίας χαρτιού ανά ώρα. Το παλιό σύστημα χρησιμοποιούσε σταθερά σημεία ρύθμισης ατμού που δεν προσαρμόστηκαν σε μεταβλητές συνθήκες ιστού, οδηγώντας σε σπατάλη ατμού και ανομοιόμορφη υγρασία. Η Siemens PLC για Μύλους Χαρτοπολτού και Χαρτοβιομηχανίας ρυθμίζει δυναμικά τη ροή ατμού, κόβει τα απόβλητα και βελτιώνει την ποιότητα.

Μελέτη περίπτωσης: Εκσυγχρονισμός του τμήματος στεγνωτηρίου για μια χαρτοποιία συσκευασίας

Φόντο μύλου:Μια χαρτοποιία συσκευασίας στην Τουρκία (300.000 τόνοι/έτος) αντιμετώπισε αυξανόμενο ενεργειακό κόστος (οι τιμές ατμού αυξήθηκαν 22% σε 12 μήνες) και ασυνεπή υγρασία χαρτιού (προκαλώντας επιστροφές 4% στους πελάτες). Το παλιό τμήμα στεγνωτηρίου χρησιμοποιούσε χειροκίνητες ρυθμίσεις βαλβίδων, οι οποίες ήταν αργές και ανακριβείς.

Διάλυμα:Το εργοστάσιο εγκατέστησε το Siemens PLC για Μύλους Χαρτοπολτού και Χαρτοπολτού (SIMATIC S7-1500) με το λογισμικό SIPAPER APC DrySec. Ο αυτοματοποιημένος έλεγχος βαλβίδας ατμού PLC και ενσωματωμένος στο σύστημα διαχείρισης ενέργειας του μύλου για παρακολούθηση του κόστους σε πραγματικό χρόνο.

Αποτελέσματα:

• Εξοικονόμηση ενέργειας:21% χαμηλότερη κατανάλωση ατμού (εξοικονόμηση 380.000 $/έτος)
• Επιστροφές πελατών:Μείωση 92% (από 4% σε 0,32%)
• Περίοδος απόσβεσης:11 μήνες
• Περικοπή εκπομπών άνθρακα:1.200 τόνοι CO2/έτος (ευθυγραμμισμένο με τους στόχους βιωσιμότητας του εργοστασίου)

Ο υπεύθυνος ενέργειας του εργοστασίου σχολίασε: "Η Siemens PLC για Μύλους Χαρτοπολτού και Χαρτοβιομηχανίας δεν μείωσε απλώς τους λογαριασμούς ενέργειας-έκανε το τμήμα στεγνωτηρίου μας πιο έξυπνο. Τώρα χρησιμοποιούμε ακριβώς τον ατμό που χρειαζόμαστε, ούτε περισσότερο, ούτε λιγότερο, και η ποιότητα του χαρτιού μας είναι σταθερή σε κάθε κατηγορία."

Σύναψη

Το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills είναι κάτι περισσότερο από ένα σύστημα ελέγχου-είναι μια ολοκληρωμένη λύση για τη βελτιστοποίηση της ταχύτητας, της τάσης ιστού και της απόδοσης του τμήματος στεγνωτηρίου. Με επαληθευμένα δεδομένα απόδοσης, πραγματικές περιπτωσιολογικές μελέτες του κλάδου και ακριβή αυτοματισμό, βοηθά τους μύλους:

• Αύξηση της παραγωγής έως και 15%
• Μειώστε τα απόβλητα έως και 90%
• Μειώστε τη χρήση ενέργειας έως και 21%
• Βελτιώστε τη συνοχή της ποιότητας των προϊόντων κατά 70%+

Είτε αναβαθμίζετε ένα παλιό εργοστάσιο είτε κατασκευάζετε ένα νέο, η Siemens PLC for Pulp and Paper Mills προσφέρει την αξιοπιστία, την ακρίβεια και την αποτελεσματικότητα που χρειάζεστε για να παραμείνετε ανταγωνιστικοί. Ο αρθρωτός σχεδιασμός του λειτουργεί με τον υπάρχοντα εξοπλισμό της Siemens (οδηγοί, αισθητήρες, SCADA) και ζυγαριές για να ταιριάζουν σε οποιοδήποτε μέγεθος ελαιοτριβείου-από μικρά εργοστάσια χαρτιού μέχρι μεγάλες εγκαταστάσεις χαρτιού συσκευασίας. Είστε έτοιμοι να μεταμορφώσετε τον χαρτοπολτό και το μύλο σας; Επικοινωνήστε με τη Siemens σήμερα για να μάθετε πώς το Siemens PLC for Pulp and Paper Mills μπορεί να προσαρμοστεί για τη λειτουργία σας.