Studio di caso di retrofitting VFD: Macchina per la produzione di film plastici

Un produttore di pellicole di plastica di medie dimensioni gestisce diverse linee di estrusione di pellicole soffiate in PE per la produzione di pellicole per pacciamatura agricola e pellicole per imballaggi industriali.Testa di morte, sistema di raffreddamento ad anello d'aria, rulli di trazione e unità di avvolgimento.

Il sistema originale si basava su motori a induzione a velocità fissa con cambio meccanico per la selezione della velocità di trazione e valvole manuali per l'adeguamento del flusso dell'anello d'aria.Questa configurazione presentava crescenti sfide man mano che i volumi di produzione aumentavano e gli standard di qualità della pellicola diventavano più severi.

I motori hanno funzionato alla massima velocità nominale indipendentemente dalla domanda effettiva del processo.con energia in eccesso dissipata mediante frenata meccanica e throttling della valvola.

La regolazione della velocità di trazione era limitata a rapporti di trasmissione discreti, rendendo difficile il fine-tuning del rapporto di trazione per un'uniformità ottimale della pellicola.Il problema è particolarmente problematico per le pellicole di calibro sottile..

La partenza diretta del motore produceva elevate correnti d'ingresso e carichi di scossa meccanica.aumento del carico di lavoro di manutenzione e del tempo di fermo non pianificato.

L'impianto ha selezionato laVFD della serie FST-650 di qualsiasi frequenzaper un aggiornamento graduale di due linee di produzione.L'FST-650 offre un controllo vettoriale senza sensori con uscita stabile di coppia a bassa frequenza, ben adatto alle caratteristiche di coppia costante delle applicazioni di estrusoreLe funzioni PLC integrate a più velocità e semplici consentono una integrazione semplice con l'architettura di controllo esistente senza la necessità di sostituire il motore.

Il retrofit è stato eseguito durante il periodo di fermo di produzione previsto per un periodo di due giorni per linea.

Fase 1  Installazione elettricaI contattori esistenti e l'hardware parziale di controllo della velocità meccanica sono stati rimossi.con circuito principale contenente interruttori originali e relè di sovraccarico termico per protezione di riservaI segnali analogici provenienti dai sensori di temperatura e pressione sono stati collegati ai terminali di controllo VFD per consentire la regolazione della velocità a circuito chiuso.

Fase 2  messa in servizio dei parametriLe curve di velocità di base sono state stabilite in base all'indice di flusso di fusione della resina PE e alle specifiche del film bersaglio.Le rampe di accelerazione e le impostazioni di compensazione della coppia sono state ottimizzate tramite il pannello operativoIl VFD di trazione è stato sincronizzato con l'azionamento dell'estrusore, garantendo che il rapporto di trazione possa essere regolato senza intoppi nell'intervallo 1:3 a 1:10.Il ventilatore anello d'aria VFD è stato collegato a un segnale di feedback infrarosso spessore, che consente il taglio automatico del flusso d'aria in risposta alla deviazione dello spessore.

Fase 3 - Produzione sperimentale e ottimizzazioneLa verifica senza carico ha confermato la corretta direzione del motore e la gamma di velocità.I parametri PID sono stati gradualmente regolati fino a quando la tolleranza di spessore ha raggiunto gli obiettivi di produzione.

Dopo tre mesi di funzionamento stabile, sono stati registrati i seguenti risultati:

Il confronto dei sotto-metrati ha evidenziato unRiduzione del 28%­36%in termini di consumo di energia elettrica mensile per linea: risparmio derivante da tre fonti: riduzione della velocità dell'estrusore per soddisfare la domanda effettiva, eliminazione delle perdite di throttling delle valvole nel sistema di raffreddamento,e di avviamento morbido che riducono la corrente di scaricaSulla base delle tariffe locali dell'elettricità industriale, si stima un risparmio annuo per linea di circa4 000 ¢ USD,500, suggerendo un periodo di recupero di circa12 ¢18 mesia seconda del carico di produzione.

La regolazione della velocità di trazione senza passaggio ha permesso agli operatori di regolare il rapporto di trazione in tempo reale, migliorando l'uniformità dello spessore longitudinale.Tracciamento automatico del flusso di anello d'aria riduce la variazione dello spessore causata dal ritardo di regolazione manualeDopo la ristrutturazione, le tolleranze di spessore sono ridotte, con un miglioramento misurabile dei rendimenti dei prodotti a calibro sottile.

La funzionalità di avvio morbido limita la corrente di ingresso a circa 1,5 volte la corrente nominale, riducendo significativamente lo shock meccanico.L'esclusione del cambio meccanico e la sostituzione della cintura dal programma di manutenzioneGli incidenti di inattività non pianificati sono diminuiti rispetto al livello di riferimento prima del retrofit.

Per le linee di pellicola soffiata più vecchie che utilizzano motori a velocità fissa, il retrofit VFD rappresenta un percorso di aggiornamento conveniente.per progetti simili si raccomandano le seguenti considerazioni::

• Caratteristiche di carico:Gli estrusori presentano carichi a coppia costante; verificare che il VFD selezionato fornisca una coppia di uscita adeguata a basse frequenze.

• Gestione termica:La velocità ridotta del motore riduce l'efficacia dell'auto raffreddamento; valutare se è necessario un raffreddamento supplementare per un funzionamento prolungato a bassa velocità.

• Impostazione dei parametri:Le impostazioni del PID VFD dovrebbero essere ottimizzate progressivamente rispetto alle specifiche effettive del prodotto piuttosto che utilizzare i predefiniti di fabbrica.

Il retrofit FST-650 VFD ha fornito miglioramenti misurabili nell'efficienza energetica, nella consistenza dello spessore della pellicola e nell'affidabilità dell'attrezzatura senza richiedere la sostituzione all'ingrosso dei macchinari esistenti.Per impianti di lavorazione della plastica con apparecchiature simili di estrusione a velocità fissa, questo approccio offre un pratico equilibrio tra investimenti di capitale e rendimento operativo.

Per ulteriori informazioni sulla serie FST-650 e sul supporto alle applicazioni, contattare AnyHz o visitare la nostra pagina prodotto.