VFD Retrofit Vaka Çalışması: Plastik Film Üfleme Makinesi

Orta ölçekli bir plastik film üreticisi, tarım malç filmleri ve endüstriyel ambalaj filmleri üreten birden fazla PE üflemeli film ekstrüzyon hattı işletmektedir. Üretim hattı bir ekstrüder, kalıp başlığı, hava halkası soğutma sistemi, çekiş silindirleri ve sarma ünitesinden oluşmaktadır.

Orijinal sistem, çekiş hızı seçimi için sabit hızlı indüksiyon motorları ve mekanik dişli kutuları, hava halkası akış ayarı için ise manuel valfler kullanıyordu. Fonksiyonel olmasına rağmen, üretim hacimleri arttıkça ve film kalitesi standartları daha sıkı hale geldikçe bu konfigürasyon giderek artan zorluklar ortaya çıkardı.

Motorlar, gerçek proses talebinden bağımsız olarak tam nominal hızda çalışıyordu. Belirli üretim aşamalarında, ekstrüder ve soğutma sistemi gereğinden daha hızlı çalışıyor, fazla enerji mekanik frenleme ve valf kısıtlaması yoluyla dağılıyordu.

Çekiş hızı ayarı, optimum film tekdüzeliği için çekme oranını ince ayar yapmayı zorlaştıran ayrık dişli oranlarıyla sınırlıydı. Manuel hava halkası ayarı, özellikle ince ölçülü filmler için sorunlu olan periyodik kalınlık varyasyonlarına yol açan yanıt gecikmeleri getirdi.

Doğrudan hat motoru çalıştırması, yüksek kalkış akımları ve mekanik şok yükleri üretiyordu. Sık dişli değişimi ve sürekli tam hızda çalışma, dişli kutuları, rulmanlar ve kayışlar üzerindeki aşınmayı hızlandırarak bakım iş yükünü ve plansız duruşları artırdı.

Tesis, iki üretim hattının aşamalı olarak yenilenmesi için AnyHz FST-650 serisi VFD'yi seçti. FST-650, ekstrüder uygulamalarının sabit torklu özelliklerine çok uygun, sensörsüz vektör kontrolü ve kararlı düşük frekanslı tork çıkışı sunar. Dahili çoklu hız ve basit PLC fonksiyonları, motor değişimi gerektirmeden mevcut kontrol mimarisiyle sorunsuz entegrasyon sağladı.İş KapsamıSistem

Mevcut kontaktörler ve kısmi mekanik hız kontrol donanımı çıkarıldı. FST-650 sürücüleri mevcut kontrol kabinine kuruldu, ana devre yedek koruma için orijinal devre kesicileri ve termal aşırı yük rölelerini korudu. Sıcaklık ve basınç sensörlerinden gelen analog sinyaller, kapalı döngü hız düzenlemesini sağlamak için VFD kontrol terminallerine bağlandı.

Aşama 2 — Parametre Devreye Alma PE reçinesinin eriyik akış indeksi ve hedef film spesifikasyonlarına göre temel hız eğrileri oluşturuldu. Hızlanma rampaları ve tork telafisi ayarları operatör paneli aracılığıyla optimize edildi. Çekiş VFD'si ekstrüder sürücüsüyle senkronize edildi, böylece çekme oranının 1:3 ila 1:10 aralığında sorunsuz bir şekilde ayarlanabilmesi sağlandı. Hava halkası fan VFD'si, kalınlık sapmasına yanıt olarak otomatik hava akışı düzeltmesini sağlayan bir kızılötesi kalınlık ölçer geri besleme sinyaline bağlandı.

Aşama 3 — Deneme Üretimi ve Optimizasyon Yüksüz doğrulama, doğru motor yönünü ve hız aralığını doğruladı. Yenilemeden önce ve sonra kalınlık verileri karşılaştırılarak küçük partiler halinde deneme çalışmaları yapıldı. Kalınlık toleransının üretim hedeflerine ulaşana kadar PID parametreleri artımlı olarak ayarlandı.

SonuçlarÜç aylık kararlı çalışmanın ardından aşağıdaki sonuçlar kaydedildi:

Alt sayaç karşılaştırması, hat başına aylık elektrik tüketiminde %28–36'lık bir azalma gösterdi. Tasarruflar üç kaynaktan elde edildi: ekstrüder hızının gerçek talebi karşılayacak şekilde azaltılması, soğutma sistemindeki valf kısıtlama kayıplarının ortadan kaldırılması ve kalkış akımını azaltan yumuşak başlatma çalışması. Yerel endüstriyel elektrik oranlarına dayanarak, hat başına yıllık tasarrufun yaklaşık 4.000–5.500 ABD Doları olduğu tahmin edilmektedir, bu da üretim yüklemesine bağlı olarak yaklaşık 12–18 aylık bir geri ödeme süresi önermektedir.

Kademesiz çekiş hızı ayarı, operatörlerin çekme oranını gerçek zamanlı olarak ince ayarlamasına olanak tanıyarak boyuna kalınlık tekdüzeliğini iyileştirdi. Otomatik hava halkası akış takibi, manuel ayarlama gecikmesinden kaynaklanan kalınlık varyasyonunu azalttı. Yenileme sonrası kalınlık tolerans aralıkları daraldı, ince ölçülü ürünler için verim oranlarında ölçülebilir bir iyileşme sağlandı.Azaltılmış BakımYumuşak başlatma işlevi, kalkış akımını nominal akımın yaklaşık 1.5 katına sınırlayarak mekanik şoku önemli ölçüde azalttı. Mekanik dişli kutusunun ortadan kaldırılması, bakım programından dişli değiştirme ve kayış değiştirme görevlerini çıkardı. Plansız duruş olayları, yenileme öncesi temel duruma göre azaldı.Ana ÇıkarımlarSabit hızlı motorlar kullanan eski üflemeli film hatları için VFD yenilemesi, uygun maliyetli bir yükseltme yolu temsil eder. Bu uygulamaya dayanarak, benzer projeler için aşağıdaki hususlar önerilmektedir:Yük Karakteristikleri: Ekstrüderler sabit torklu yükler sunar; seçilen VFD'nin düşük frekanslarda yeterli tork çıkışı sağladığını doğrulayın.

Azaltılmış motor hızı kendi kendini soğutma etkinliğini azaltır; uzun süreli düşük hızlı çalışma için ek soğutmanın gerekip gerekmediğini değerlendirin.

Üflemeli film işlemleri çekme oranı ve soğutma hava akışına duyarlıdır. VFD PID ayarları, fabrika varsayılanları yerine gerçek ürün spesifikasyonlarına karşı artımlı olarak optimize edilmelidir.

FST-650 VFD yenilemesi, mevcut makinelerin toplu olarak değiştirilmesini gerektirmeden enerji verimliliği, film kalınlığı tutarlılığı ve ekipman güvenilirliğinde ölçülebilir iyileştirmeler sağladı. Benzer sabit hızlı ekstrüzyon ekipmanlarına sahip plastik işleme tesisleri için bu yaklaşım, sermaye yatırımı ve operasyonel getiri arasında pratik bir denge sunmaktadır.

• FST-650 serisi ve uygulama desteği hakkında daha fazla bilgi için AnyHz ile iletişime geçin veya ürün sayfamızı ziyaret edin.