Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille: Optimoi nopeus, jännitys ja kuivausautomaatio

Sellu- ja paperitehtailla on jatkuva paine lisätä tuotantoa, vähentää jätettä ja vähentää energiankulutusta. Prosessin jokainen osa-massatuotannosta paperin lopulliseen valssaukseen-vaatii tarkan valvonnan, jotta se täyttää laatustandardit ja pysyy kilpailukykyisenä. Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille on huippuratkaisu näihin haasteisiin. Se tarjoaa luotettavan,{5}}tarkan nopeuden, radan kireyden ja kuivausosien hallinnan-kolme kriittistä aluetta, jotka vaikuttavat suoraan tehtaan tehokkuuteen ja tuotteiden laatuun. Tässä blogissa kerromme, kuinka Siemens PLC for Pulp and Paper Mills toimii kunkin avaintoiminnon kohdalla. Jaamme todennettuja suorituskykytietoja, todellisia alan tapaustutkimuksia ja yksityiskohtaisia ​​testiprosesseja näyttääksemme sen todellisen -arvon. Hallitpa sitten pientä pehmopaperitehdasta tai suurta pakkauspaperitehdasta, tämä opas auttaa sinua ymmärtämään, miksi Siemens PLC for Pulp and Paper Mills on älykäs investointi toiminnallesi.

Siemens PLC sellun ja paperin tuotantolinjojen nopeudensäätöön

Nopeudensäätö on sellun ja paperin tuotannon selkäranka. Epätasainen nopeus johtaa epätasaiseen paperin paksuuteen, usein rikkoutumiseen ja tuotannon menettämiseen. Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille tarjoaa reaaliaikaisen-nopeuden säädön tuotantolinjan kaikille osille sellun keittimestä paperikoneisiin ja rullauskoneisiin. Se toimii Siemens Sinamics -asemien ja -anturien kanssa varmistaakseen tasaisen ja vakaan nopeuden kaikissa toimintatiloissa-käynnistyksestä ja kiihdytyksestä tasaiseen tuotantoon ja hätäpysäytyksiin.

Siemens PLC Speed ​​Control Systemsin ydinteknologia

Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille käyttää SIMATIC S7-1500- tai S7-300-suorittimia (kuten CPU 317-2DP) keskusohjausyksikkönä. Näissä PLC:issä on nopea prosessointinopeus (10 ns:n bittiteho S7-1500:lle) ja sisäänrakennetut tiedonsiirtoprotokollat ​​(Profinet, Modbus), jotka yhdistävät saumattomasti asemien, antureiden ja SCADA-järjestelmien kanssa.

Järjestelmä perustuu kahteen avainteknologiaan tarkan nopeuden säätelyyn:

• Sensorless Vector Control (VC):Tämä Siemens Sinamics -taajuusmuuttajiin sisäänrakennettu tekniikka säätää moottorin vääntömomenttia ja nopeutta reaaliajassa ilman ylimääräisiä antureita, mikä vähentää asennuskustannuksia ja ylläpitoa.
• Suljetun-silmukan nopeudensäätö:PLC vastaanottaa jatkuvasti nopeuspalautetta korkean{0}}tarkkuuden koodereilta (tarkkuus jopa 0,001 % nimellisnopeudesta) ja tekee välittömiä säätöjä nopeuden pitämiseksi asetettujen rajojen sisällä.

Real{0}}Maailman suorituskykytiedot ja testitulokset

Testasimme Siemens PLC:tä sellu- ja paperitehtaille 4,8 - metriä leveällä pakkauspaperikoneella saksalaisella tehtaalla. Testi keskittyi nopeuden vakauteen ja dynaamiseen vasteeseen, jotka ovat kaksi paperituotannon kriittistä mittaria. Tässä on tarkistetut tulokset:

Testiprosessi:Käytimme konetta nopeudella 1200 m/min (linjan maksiminopeus) 72 tuntia putkeen. PLC tallensi nopeustietoja 100 ms:n välein. Vertailimme tuloksia tehtaan vanhaan PLC-järjestelmään, jonka nopeusvakaus oli ±0,02 % ja askelvasteaika 55 ms. Testi osoitti, että Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille tarjoaa tasaisen nopeudensäädön myös raskaassa jatkuvassa kuormituksessa.

Teollisuuden tapaustutkimus: Nopeusohjauksen päivitys pehmopaperitehtaan

Myllyn tausta:Keskikokoinen pehmopaperitehdas Thaimaassa (200 000 tonnia/vuosi) kamppaili nopeusepäjohdonmukaisuuksien kanssa, mikä aiheutti 8 % paperihävikkiä ja vähensi tuotantoa 12 % kuukausittain. Tehdas käytti vanhentunutta PLC-järjestelmää, joka ei pystynyt pysymään vaihtelevien sellun laadun ja kysynnän muutosten perässä.

Ratkaisu:Tehdas asensi Siemens PLC:n sellu- ja paperitehtaille (SIMATIC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP) ja pariksi 12 Sinamics S120 -asemaa paperikonetta ja rullauslaitteita varten. PLC ohjelmoitiin säätämään nopeutta reaaliajassa massan sakeuden ja rainan paksuuden perusteella on-line-antureilta.

Tulokset:

• Tuotannon lisäys:15 % suurempi kuukausituotanto (16 000 tonnista 18 400 tonniin)
• Jätteen vähentäminen:75 % vähemmän paperijätettä (8 %:sta 2 %:iin)
• Energiansäästö:10 % pienempi energiankulutus vetojärjestelmissä (optimoidun nopeudensäädön ansiosta)
• OEE:n parannus:22 % korkeampi kokonaistehokkuus (68 %:sta 83 %:iin)

Tehtaan tuotantopäällikkö totesi: "Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille eliminoi nopeuteen liittyvät{0}}katkot ja antoi meidän ajaa linjaa tasaisilla nopeuksilla 24/7. Saimme investoinnit takaisin 14 kuukaudessa."

Verkkokireyden hallinta Siemens PLC:n avulla: varmista paperin laatu ja vähennä jätettä

Rainan kireyden hallinta on paperitehtaiden make{0}}tai-breaking. Liian suuri jännitys repii paperirainan; liian vähän aiheuttaa ryppyjä, kohdistusvirheitä ja epätasaista laatua. Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille tarjoaa tarkan radan kireyden hallinnan kaikille paperikoneen osille (muovaus, puristus, kuivaus, kelaus), jotta tuotteet pysyvät tasaisina ja jätettä vähän.

Kuinka Siemens PLC hallitsee verkkojännityksiä tarkasti

Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille käyttää PID-ohjaussilmukkaa, joka on räätälöity rainan kireydelle. Järjestelmä toimii kolmessa vaiheessa:

• Jännitteen tunnistus:Kuormituskennot tai tanssirullat mittaavat radan kireyttä reaaliajassa (tarkkuus jopa ±0,5 N).
• PLC-laskenta:PLC laskee todellisen jännityksen ja asetusarvon välisen eron ja säätää sitten moottorin vääntömomenttia/nopeutta taajuusmuuttajan kautta.
• Automaattinen halkaisijan kompensointi:Kun paperirulla kasvaa (tai kutistuu), PLC säätää automaattisesti vääntömomenttia ylläpitääkseen jatkuvaa jännitystä -kriittistä uudelleen- ja aukirullaajille.

Siemens PLC:n sellu- ja paperitehtaille keskeinen ominaisuus on sen kyky käsitellä vaihtelevia rainaleveyksiä (1,5 metristä 6 metriin) ja erilaisia ​​paperilaatuja (pehmopaperi, sanomalehtipaperi, pakkaus) ilman manuaalista uudelleenkonfigurointia. PLC tallentaa kullekin tuotteelle esiasetetut kireysprofiilit, jotka vaihtuvat automaattisesti, kun mylly käyttää uutta laatua.

Vahvistetut suorituskykymittarit jännityksen hallintaan

Testasimme Siemens PLC:tä sellu- ja paperitehtaille sanomalehtipaperikoneella kanadalaisella tehtaalla. Testi mittasi jännityksen vakautta ja rainan laatua 10 tuotantoajon aikana (5 pehmopaperia, 5 sanomalehtipaperia). Tärkeimmät tulokset:

Testiprosessi:Käytimme konetta 800 m/min nopeudella 48 tuntia. Keräsimme kireystietoja 50 ms:n välein ja tarkastimme 100{9}} metrin näytteitä paperista vikojen varalta. Vanhan järjestelmän jännitysstabiilisuus oli ±1,5‰ ja vikasuhde 3,2 %. Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille vähensi viat lähes nollaan ja täyttää tehtaan korkealaatuiset laatuvaatimukset.

Tapaustutkimus: Web-jännityksen optimointi sanomalehtipaperitehtaalle

Myllyn tausta:Pohjois-Amerikan sanomalehtipaperitehdas (500 000 tonnia/vuosi) kohtasi suuria rainan jännitykseen liittyviä -jätteitä (5 %) ja asiakkaiden valituksia paperin epätasaisuudesta. Vanhasta PLC-järjestelmästä puuttui reaaliaikainen-telan halkaisijamuutosten kompensointi, mikä johti jännityspiikkeihin tuotannon aikana.

Ratkaisu:Tehdas integroi Siemens PLC:n sellu- ja paperitehtaille (SIMATIC S7-300 CPU 317-2DP) punnituskennoilla ja tanssiteloilla paperikoneen poikki. PLC ohjelmoitiin mukautetuilla jännitysprofiileilla 12 sanomalehtipaperilaadulle ja liitettiin tehtaan SCADA-järjestelmään etävalvontaa varten.

Tulokset:

• Jätteen leikkaus:90 % vähemmän verkkoon liittyvää-jätteitä (5 %:sta 0,5 %:iin)
• Asiakastyytyväisyys:0 asiakasvalitusta paperin laadusta (laskettu 12/kk)
• Tuotantoaika:18 % enemmän käytettävyyttä (ei suunnittelemattomia pysähdyksiä verkkokatkoille)
• Työvoiman säästö:2 kuljettajaa vähemmän per vuoro (automaattinen kireyden säätö vähentää manuaalista työtä)

Tehtaan huoltojohtaja sanoi: "Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille poisti arvailun jännityksen hallinnasta. Meidän ei enää tarvitse säätää asetuksia manuaalisesti jokaiselle lajikkeelle, ja jätelaskumme laski 450 000 dollaria vuodessa."

Kuivausosan automaatio Siemens PLC:llä: Vähennä energiaa ja lisää tehokkuutta

Kuivausosa on-paperitehtaan energiaintensiivisin osa-jopa 60 % tehtaan energian kokonaiskulutuksesta menee tähän . Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille automatisoi kuivausosan ohjauksen vähentääkseen höyrynkulutusta, alentaakseen energiakustannuksia ja parantaakseen paperin kuivuuden tasaisuutta. Se toimii Siemens SIPAPER APC DrySec -ohjelmiston kanssa optimoimaan höyryn virtauksen, lämpötilan ja ilmavirran reaaliaikaisten-prosessitietojen perusteella.

Siemens PLC{0}}ohjatun kuivausosan automatisoinnin työnkulku

Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille ohjaa kuivausosaa neljässä avainvaiheessa:

• Tiedonkeruu:PLC kerää tietoja höyrynpaineantureista, lämpötila-antureista, kosteusantureista ja radan kosteusmittareista (1 sekunnin välein).
• Optimointilaskenta:PLC käyttää SIPAPER APC DrySec -ohjelmistoa ihanteellisten höyryn asetusarvojen laskemiseen kullekin kuivausrummun sylinterille ja säätää rainan nopeuden, paperilaadun ja ympäristöolosuhteiden mukaan.
• Toimilaitteen säätö:PLC avaa/sulkee höyryventtiilit ja säätää poistotuulettimet vastaamaan laskettuja asetusarvoja.
• Reaaliaikainen{0}}seuranta:PLC lähettää tiedot SCADA-järjestelmään, joten käyttäjät voivat seurata energian käyttöä ja paperin laatua reaaliajassa.

Siemens PLC:n ainutlaatuinen etu sellu- ja paperitehtaille on sen ennakoiva huoltoominaisuus. Se tarkkailee kuivausrummun lämpötilaa ja höyryvirtausta havaitakseen ongelmat, kuten tukkeutuneet suuttimet tai vuotavat venttiilit, ennen kuin ne aiheuttavat seisokkeja tai energiahukkaa.

Tärkeimmät suorituskyvyn parannukset tietojen avulla

Testasimme Siemens PLC:tä sellu- ja paperitehtaille saksalaisen tehtaan (Hamburger Containerboard) aaltopahvin kuivausosassa. Tehdas tuottaa kartonkia 315 000 tonnia vuodessa ja kuivausosastolla käytettiin aiemmin 12 tonnia höyryä tunnissa. Testitulokset:

Testiprosessi:Käytimme kuivausosaa täydellä kapasiteetilla (rainan nopeus 1200 m/min) 30 päivää. Tallensimme höyrynkäyttöä, energiankulutusta ja paperin kosteustietoja tunneittain. Vanha järjestelmä käytti kiinteitä höyryn asetusarvoja, jotka eivät sopeutuneet vaihteleviin rainan olosuhteisiin, mikä johti hukkaan ja epätasaiseen kosteuteen. Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille sääti dynaamisesti höyryvirtausta, leikkaa jätettä ja parantaa laatua.

Tapaustutkimus: Pakkauspaperitehtaan kuivausosan modernisointi

Myllyn tausta:Pakkauspaperitehdas Turkissa (300 000 tonnia/vuosi) kohtasi nousevat energiakustannukset (höyryn hinnat nousivat 22 % 12 kuukaudessa) ja epäyhtenäinen paperin kosteus (jolloin asiakaspalautus oli 4 %). Vanhassa kuivausosassa käytettiin manuaalisia venttiilisäätöjä, jotka olivat hitaita ja epätarkkoja.

Ratkaisu:Tehdas asensi Siemens PLC for sellu- ja paperitehtaille (SIMATIC S7-1500) SIPAPER APC DrySec -ohjelmistolla. PLC automatisoitu höyryventtiilin ohjaus ja integroitu tehtaan energianhallintajärjestelmään reaaliaikaisten kustannusten seuraamiseksi.

Tulokset:

• Energiansäästö:21 % pienempi höyrynkulutus (säästö 380 000 dollaria vuodessa)
• Asiakkaan palautukset:92 % alennus (4 %:sta 0,32 %:iin)
• Takaisinmaksuaika:11 kuukautta
• Hiilipäästöjen vähennys:1 200 tonnia CO2/vuosi (linjassa tehtaan kestävyystavoitteiden kanssa)

Tehtaan energiapäällikkö kommentoi: "Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille ei vain leikannut energialaskujamme-, vaan teki kuivausosastostamme älykkäämmän. Käytämme nyt juuri sitä höyryä, jota tarvitsemme, ei enempää eikä vähempää, ja paperilaatumme on tasainen kaikissa laatulajeissa."

Johtopäätös

Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille on enemmän kuin ohjausjärjestelmä-se on täydellinen ratkaisu nopeuden, radan kireyden ja kuivausosan suorituskyvyn optimointiin. Todistettujen suorituskykytietojen, todellisten teollisuuden tapaustutkimusten ja tarkan automaation avulla se auttaa tehtaita:

• Lisää tuotantoa jopa 15 %
• Leikkaa jätettä jopa 90 %
• Vähennä energiankäyttöä jopa 21 %
• Paranna tuotteen laadun yhtenäisyyttä yli 70 %

Olitpa päivittämässä vanhaa tehdasta tai rakentamassa uutta, Siemens PLC sellu- ja paperitehtaille tarjoaa luotettavuuden, tarkkuuden ja tehokkuuden, jota tarvitset pysyäksesi kilpailukykyisenä. Sen modulaarinen rakenne toimii nykyisten Siemensin laitteiden (käytöt, anturit, SCADA) ja vaakojen kanssa sopimaan mihin tahansa tehtaan kokoon-pienistä pehmopaperitehtaista suuriin pakkauspaperitehtaisiin. Oletko valmis muuttamaan sellu- ja paperitehtaan? Ota yhteyttä Siemensiin jo tänään saadaksesi lisätietoja siitä, kuinka Siemens PLC for sellu- ja paperitehtaille voidaan räätälöidä toimintaasi varten.