دراسة حالة التحديثية VFD: آلة نفخ الأفلام البلاستيكية

تدير شركة متوسطة الحجم لتصنيع الأفلام البلاستيكية خطوط بثق متعددة لأفلام البولي إيثيلين المنفوخة لإنتاج أفلام التغطية الزراعية وأفلام التعبئة الصناعية. يتكون خط الإنتاج من جهاز بثق، ورأس قالب، ونظام تبريد بحلقة هواء، وبكرات سحب، ووحدة لف.

اعتمد النظام الأصلي على محركات حثية ذات سرعة ثابتة مع علب تروس ميكانيكية لاختيار سرعة السحب وصمامات يدوية لضبط تدفق حلقة الهواء. على الرغم من فعاليتها، إلا أن هذا التكوين قدم تحديات متزايدة مع زيادة أحجام الإنتاج وأصبحت معايير جودة الفيلم أكثر صرامة.

كانت المحركات تعمل بأقصى سرعة مقدرة بغض النظر عن طلب العملية الفعلي. خلال مراحل إنتاج معينة، كان جهاز البثق ونظام التبريد يعملان بسرعة أكبر من اللازم، مع تبديد الطاقة الزائدة من خلال الكبح الميكانيكي وخنق الصمام.

كان تعديل سرعة السحب محدودًا بنسب تروس منفصلة، مما جعل من الصعب ضبط نسبة السحب بدقة لتحقيق تجانس مثالي للفيلم. قدم تعديل حلقة الهواء اليدوي تأخيرات في الاستجابة، مما أدى إلى تباين دوري في السمك - وهو أمر إشكالي بشكل خاص للأفلام ذات السماكة الرقيقة.

أدى بدء تشغيل المحرك المباشر إلى تيارات اندفاع عالية وأحمال صدمات ميكانيكية. أدى التغيير المتكرر للتروس والتشغيل المستمر بالسرعة الكاملة إلى تسريع تآكل علب التروس والمحامل والأحزمة، مما زاد من عبء الصيانة ووقت التوقف غير المخطط له.

اختارت المنشأة محرك التردد المتغير من سلسلة AnyHz FST-650 لتحديث مرحلي لخطين إنتاج. يوفر FST-650 تحكمًا متجهيًا بدون مستشعر مع خرج عزم دوران مستقر عند الترددات المنخفضة - وهو مناسب تمامًا لخصائص عزم الدوران الثابت لتطبيقات البثق. سمحت وظائف السرعة المتعددة المدمجة ووظائف PLC البسيطة بالتكامل السهل مع بنية التحكم الحالية دون الحاجة إلى استبدال المحرك.

تم تنفيذ التحديث خلال فترة توقف الإنتاج المجدولة على مدار يومين لكل خط.

المرحلة الأولى - التركيب الكهربائي تم إزالة الملامسات الحالية وأجهزة التحكم الميكانيكية الجزئية في السرعة. تم تركيب محركات FST-650 في خزانة التحكم الحالية، مع احتفاظ الدائرة الرئيسية بقواطع الدائرة الأصلية ومرحلات الحمل الزائد الحراري للحماية الاحتياطية. تم توصيل الإشارات التناظرية من مستشعرات درجة الحرارة والضغط بأطراف تحكم محرك التردد المتغير لتمكين تنظيم السرعة في حلقة مغلقة.

المرحلة الثانية - معايرة المعلمات تم إنشاء منحنيات السرعة الأساسية وفقًا لمؤشر تدفق الذوبان لراتنج البولي إيثيلين ومواصفات الفيلم المستهدفة. تم تحسين منحدرات التسارع وإعدادات تعويض عزم الدوران عبر لوحة المشغل. تمت مزامنة محرك التردد المتغير للسحب مع محرك جهاز البثق، مما يضمن إمكانية تعديل نسبة السحب بسلاسة عبر نطاق 1:3 إلى 1:10. تم توصيل محرك التردد المتغير لمروحة حلقة الهواء بإشارة تغذية راجعة من مقياس سمك بالأشعة تحت الحمراء، مما يتيح تعديل تدفق الهواء تلقائيًا استجابةً لانحراف السمك.

المرحلة الثالثة - الإنتاج التجريبي والتحسين أكد التحقق بدون حمل اتجاه المحرك الصحيح ونطاق السرعة. تم إجراء تجارب إنتاج على دفعات صغيرة، مع مقارنة بيانات السمك قبل وبعد التحديث. تم ضبط معلمات PID تدريجيًا حتى تلبي سماكة السماكة أهداف الإنتاج.

بعد ثلاثة أشهر من التشغيل المستقر، تم تسجيل النتائج التالية:

أظهرت مقارنة القياس الفرعي انخفاضًا بنسبة 28٪ - 36٪ في استهلاك الكهرباء الشهري لكل خط. تم تحقيق الوفورات من ثلاثة مصادر: تقليل سرعة جهاز البثق لمطابقة الطلب الفعلي، والقضاء على خسائر خنق الصمام في نظام التبريد، وبدء التشغيل الناعم الذي يقلل من تيار الاندفاع. بناءً على أسعار الكهرباء الصناعية المحلية، تقدر الوفورات السنوية لكل خط بحوالي 4000-5500 دولار أمريكي، مما يشير إلى فترة استرداد تبلغ حوالي 12-18 شهرًا اعتمادًا على تحميل الإنتاج.

سمح تعديل سرعة السحب بدون خطوات للمشغلين بضبط نسبة السحب بدقة في الوقت الفعلي، مما يحسن اتساق السمك الطولي. قلل تتبع تدفق حلقة الهواء التلقائي من تباين السمك الناجم عن تأخير التعديل اليدوي. ضاقت نطاقات تحمل السمك بعد التحديث، مع تحسن ملحوظ في معدلات الإنتاج للمنتجات ذات السماكة الرقيقة.

حدت وظيفة البدء الناعم من تيار الاندفاع إلى حوالي 1.5 ضعف التيار المقدر، مما قلل بشكل كبير من الصدمات الميكانيكية. أدى إلغاء علبة التروس الميكانيكية إلى إزالة مهام تغيير التروس واستبدال الأحزمة من جدول الصيانة. انخفضت حوادث التوقف غير المخطط لها مقارنة بخط الأساس قبل التحديث.

بالنسبة لخطوط الأفلام المنفوخة القديمة التي تستخدم محركات ذات سرعة ثابتة، يمثل تحديث محرك التردد المتغير مسار ترقية فعال من حيث التكلفة. بناءً على هذا التنفيذ، يوصى بالاعتبارات التالية للمشاريع المماثلة:

• خصائص الحمل: تقدم أجهزة البثق أحمال عزم دوران ثابتة؛ تحقق من أن محرك التردد المتغير المحدد يوفر خرج عزم دوران كافٍ عند الترددات المنخفضة.

• الإدارة الحرارية: يقلل تقليل سرعة المحرك من فعالية التبريد الذاتي؛ قم بتقييم ما إذا كان التبريد الإضافي ضروريًا للتشغيل الممتد عند السرعة المنخفضة.

• ضبط المعلمات: عمليات بثق الأفلام حساسة لنسبة السحب وتدفق الهواء للتبريد. يجب تحسين إعدادات PID لمحرك التردد المتغير تدريجيًا مقابل مواصفات المنتج الفعلية بدلاً من استخدام الإعدادات الافتراضية للمصنع.

قدم تحديث محرك التردد المتغير FST-650 تحسينات قابلة للقياس في كفاءة الطاقة، واتساق سمك الفيلم، وموثوقية المعدات دون الحاجة إلى استبدال شامل للآلات الحالية. بالنسبة لمنشآت معالجة البلاستيك التي لديها معدات بثق مماثلة ذات سرعة ثابتة، يقدم هذا النهج توازنًا عمليًا بين الاستثمار الرأسمالي والعائد التشغيلي.

لمزيد من المعلومات حول سلسلة FST-650 ودعم التطبيقات، اتصل بـ AnyHz أو قم بزيارة صفحة المنتج الخاصة بنا.