Étude de cas de modernisation VFD : Machine de soufflage de film plastique

Un fabricant de films en plastique de taille moyenne exploite plusieurs lignes d'extrusion de films soufflés en PE produisant des films de paillis agricoles et des films d'emballage industriel.la tête de détecteur, système de refroidissement par anneau d'air, rouleaux de traction et unité de remontage.

Le système d'origine reposait sur des moteurs à induction à vitesse fixe avec boîtes de vitesses mécaniques pour la sélection de la vitesse de traction et des vannes manuelles pour l'ajustement du débit de l'anneau d'air.Cette configuration présentait de plus en plus de défis à mesure que les volumes de production augmentaient et que les normes de qualité du film devenaient plus strictes..

Les moteurs fonctionnaient à pleine vitesse nominale indépendamment de la demande réelle du procédé.d'une puissance de sortie supérieure à 50 kVA.

Le réglage de la vitesse de traction était limité à des rapports de vitesses discrets, ce qui rendait difficile la mise au point du rapport de traction pour une homogénéité optimale du film.La variation périodique de l'épaisseur est particulièrement problématique pour les films minces..

Le démarrage du moteur en ligne produisait des courants d'entrée élevés et des charges de choc mécanique.augmentation de la charge de travail de maintenance et des temps d'arrêt imprévus.

L'installation a sélectionné leVFD de la série FST-650 à n'importe quel Hzpour une modernisation progressive de deux lignes de production.Le FST-650 offre une commande vectorielle sans capteur avec une sortie de couple stable à basse fréquence, bien adaptée aux caractéristiques de couple constant des applications d'extrudeuseLes fonctions PLC simples et intégrées à plusieurs vitesses permettaient une intégration directe avec l'architecture de commande existante sans nécessiter de remplacement du moteur.

La modernisation a été réalisée pendant les temps d'arrêt de production prévus sur une période de deux jours par ligne.

Phase 1 Installation électriqueLes contactors existants et le matériel de régulation de vitesse mécanique partiel ont été enlevés.d'une largeur n'excédant pas 10 mm,Les signaux analogiques des capteurs de température et de pression ont été connectés aux bornes de commande VFD pour permettre la régulation de la vitesse en boucle fermée.

Phase 2: mise en service des paramètresLes courbes de vitesse de base ont été établies en fonction de l'indice de débit de fusion de la résine PE et des spécifications du film cible.Les rampes d'accélération et les réglages de compensation du couple ont été optimisés via le panneau d'opérateurLe VFD de traction a été synchronisé avec l'entraînement de l'extrudeuse, ce qui a permis de régler le rapport de tirage en bas en douceur dans la plage 1:3 à 1:10.Le ventilateur à anneau d'air VFD a été connecté à un signal de rétroaction de l'épaisseur infrarouge, permettant une coupure automatique du débit d'air en fonction de l'écart d'épaisseur.

Phase 3 Production d'essais et optimisationLa vérification sans charge a confirmé la direction et la plage de vitesses correctes du moteur.Les paramètres PID ont été ajustés progressivement jusqu'à ce que la tolérance d'épaisseur atteigne les objectifs de production.

Après trois mois de fonctionnement stable, les résultats suivants ont été enregistrés:

La comparaison des sous-mesures a montré uneRéduction de 28% à 36%en consommation d'électricité mensuelle par ligne: économies découlant de trois sources: réduction du régime de l'extrudeuse pour correspondre à la demande réelle, élimination des pertes d'accélération des vannes dans le système de refroidissement,fonctionnement à démarrage en douceur réduisant le courant d'entréeEn fonction des tarifs locaux de l'électricité industrielle, les économies annuelles par ligne sont estimées à environ4 000 USD,500, ce qui suggère une période de récupération d' environ12 à 18 moisen fonction de la charge de production.

Le réglage de la vitesse de traction sans pas permet aux opérateurs de régler le rapport de tirage en temps réel, améliorant ainsi l'uniformité de l'épaisseur longitudinale.Le suivi automatique du débit des anneaux d'air réduit la variation d'épaisseur causée par le retard de réglage manuel- les plages de tolérance d'épaisseur après retrofit sont réduites, avec une amélioration mesurable des taux de rendement pour les produits de calibre mince.

La fonction de démarrage en douceur limite le courant d'entrée à environ 1,5 fois le courant nominal, réduisant considérablement les chocs mécaniques.Élimination de la boîte de vitesses mécanique, suppression des tâches de changement de vitesse et de remplacement de la courroie du calendrier de maintenanceLes incidents de temps d'arrêt non planifiés ont diminué par rapport à la base avant la rénovation.

Pour les anciennes lignes de film soufflé utilisant des moteurs à vitesse fixe, la modernisation des VFD représente une voie de mise à niveau rentable.Les considérations suivantes sont recommandées pour des projets similaires::

• Caractéristiques de charge:Les extrudeuses présentent des charges à couple constant; vérifiez que le VFD sélectionné fournit un couple de sortie adéquat à basse fréquence.

• Gestion thermique:Une vitesse réduite du moteur réduit l'efficacité de l'auto-refroidissement; évaluer si un refroidissement supplémentaire est nécessaire pour un fonctionnement prolongé à basse vitesse.

• Paramètre de réglage:Les processus de film soufflé sont sensibles au rapport de retrait et au flux d'air de refroidissement.

La mise à niveau du FST-650 VFD a permis d'obtenir des améliorations mesurables en termes d'efficacité énergétique, de cohérence de l'épaisseur du film et de fiabilité de l'équipement sans nécessiter le remplacement en gros des machines existantes.Pour les usines de transformation des matières plastiques équipées d'équipements similaires d'extrusion à vitesse fixe, cette approche offre un équilibre pratique entre investissement en capital et rendement opérationnel.

Pour plus d'informations sur la série FST-650 et le support des applications, contactez AnyHz ou visitez notre page produit.