Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC: Hızı, Gerginliği ve Kurutucu Otomasyonunu Optimize Edin

Kağıt hamuru ve kağıt fabrikaları üretimi artırmak, atığı azaltmak ve enerji kullanımını azaltmak için sürekli baskıyla karşı karşıyadır. Kalite standartlarını karşılamak ve rekabetçi kalabilmek için-hamur üretiminden nihai kağıt haddelemeye kadar-sürecin her parçasının hassas kontrole ihtiyacı vardır. Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, bu zorluklara yönelik en iyi çözümdür. Değirmen verimliliğini ve ürün kalitesini doğrudan etkileyen üç kritik alan için-hız, web gerilimi ve kurutucu bölümleri- için güvenilir, yüksek hassasiyetli kontrol sağlar. Bu blogda, Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'nin her bir temel işlev için nasıl çalıştığını ayrıntılı olarak ele alıyoruz. Gerçek dünyadaki değerini göstermek için doğrulanmış performans verilerini, gerçek sektör örnek olay incelemelerini ve ayrıntılı test süreçlerini-paylaşıyoruz. İster küçük bir kağıt mendil fabrikası ister büyük bir ambalaj kağıdı fabrikası işletiyor olun, bu kılavuz, Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'nin işletmeniz için neden akıllı bir yatırım olduğunu anlamanıza yardımcı olacaktır.

Kağıt Hamuru ve Kağıt Üretim Hatlarında Hız Kontrolü için Siemens PLC

Hız kontrolü kağıt hamuru ve kağıt üretiminin omurgasıdır. Tutarsız hız, eşit olmayan kağıt kalınlığına, sık sık kırılmaya ve üretim kaybına neden olur. Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, kağıt hamuru sindiricilerinden kağıt makinelerine ve geri sarıcılara kadar üretim hattının tüm parçaları için-gerçek zamanlı hız düzenlemesi sağlar. Başlatma ve hızlanmadan sabit üretim ve acil durdurmalara kadar her çalışma modunda sorunsuz, istikrarlı hız sağlamak için Siemens Sinamics sürücüleri ve kodlayıcılarla birlikte çalışır.

Siemens PLC Hız Kontrol Sistemlerinin Temel Teknolojisi

Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, merkezi kontrol ünitesi olarak SIMATIC S7-1500 veya S7-300 CPU'ları (CPU 317-2DP gibi) kullanır. Bu PLC'ler yüksek işlem hızlarına (S7-1500 için 10 ns bit performansı) ve sürücülere, sensörlere ve SCADA sistemlerine sorunsuz bir şekilde bağlanmak için yerleşik iletişim protokollerine (Profinet, Modbus) sahiptir.

Sistem, hassas hız kontrolü için iki temel teknolojiye dayanır:

• Sensörsüz Vektör Kontrolü (VC):Siemens Sinamics sürücülerine entegre edilen bu teknoloji, ekstra sensörler olmadan motor torkunu ve hızını gerçek zamanlı olarak ayarlayarak kurulum maliyetlerini ve bakımı azaltır.
• Kapalı-Döngü Hız Düzenlemesi:PLC, yüksek-hassas kodlayıcılardan sürekli olarak hız geri bildirimi alır (nominal hızın %0,001'ine kadar doğruluk) ve hızı belirlenen sınırlar dahilinde tutmak için anında ayarlamalar yapar.

Gerçek-Dünya Performans Verileri ve Test Sonuçları

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'yi bir Alman fabrikasında 4,8-metre genişliğinde bir ambalaj kağıdı makinesinde test ettik. Test, kağıt üretimi için iki kritik ölçüt olan hız kararlılığı ve dinamik tepkiye odaklandı. İşte doğrulanan sonuçlar:

Test Süreci:Makineyi 72 saat boyunca 1.200 m/dak'da (hat için maksimum hız) çalıştırdık. PLC hız verilerini her 100 ms'de bir kaydetti. Sonuçları, ±%0,02 hız stabilitesine ve 55 ms adım tepki süresine sahip olan fabrikanın eski PLC sistemiyle karşılaştırdık. Test, Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'nin ağır, sürekli yük altında bile tutarlı hız kontrolü sağladığını kanıtladı.

Sektör Örnek Olay İncelemesi: Temizlik Kağıt Fabrikası için Hız Kontrolünün Yükseltilmesi

Değirmen Arka Planı:Tayland'daki orta-ölçekli bir kağıt mendil fabrikası (200.000 ton/yıl kapasite), %8 kağıt israfına neden olan ve üretimi aylık %12 oranında azaltan hız tutarsızlıklarıyla boğuşuyordu. Değirmen, değişken kağıt hamuru kalitesine ve talep değişikliklerine ayak uyduramayan eski bir PLC sistemi kullanıyordu.

Çözüm:Fabrikada, kağıt makinesi ve geri sarıcılar için 12 Sinamics S120 sürücüyle eşleştirilmiş, Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC (SIMATIC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP) kuruldu. PLC, çevrimiçi sensörlerden gelen kağıt hamuru tutarlılığı ve ağ kalınlığı verilerine göre hızı gerçek zamanlı olarak ayarlayacak şekilde programlandı.

Sonuçlar:

• Üretim Artışı:%15 daha yüksek aylık üretim (16.000'den 18.400 tona)
• Atık Azaltma:%75 daha az kağıt atığı (%8'den %2'ye)
• Enerji Tasarrufu:Tahrik sistemleri için %10 daha düşük enerji kullanımı (optimize edilmiş hız regülasyonu nedeniyle)
• OEE İyileştirmesi:%22 daha yüksek Genel Ekipman Verimliliği (%68'den %83'e)

Fabrikanın üretim müdürü şunları kaydetti: "Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, hıza bağlı-kesintileri ortadan kaldırdı ve hattı 7/24 sabit hızlarda çalıştırmamıza olanak sağladı. Yatırımımızı 14 ayda geri aldık."

Siemens PLC ile Web Gerginlik Kontrolü: Kağıt Kalitesini Sağlayın ve Atıkları Azaltın

Kağıt fabrikaları için ağ gerginliği kontrolü ya bir-ya da-sondur. Çok fazla gerilim kağıt ağını yırtar; çok azı kırışıklıklara, yanlış hizalamaya ve eşit olmayan kaliteye neden olur. Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, ürünleri tutarlı tutmak ve israfı düşük tutmak için tüm kağıt makinesi bölümleri (şekillendirme, pres, kurutucu, geri sarma) için hassas web gerginlik kontrolü sağlar.

Siemens PLC Web Gerilimini Hassas Şekilde Nasıl Yönetiyor?

Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, ağ gerilimi için özel olarak tasarlanmış bir PID (Orantılı-İntegral-Türev) kontrol döngüsü kullanır. Sistem üç adımda çalışır:

• Gerilim Algılama:Yük hücreleri veya hareketli rulolar, ağ gerilimini gerçek zamanlı olarak ölçer (±0,5 N'ye kadar doğruluk).
• PLC Hesaplaması:PLC, gerçek gerilim ile ayar noktası arasındaki farkı hesaplar ve ardından sürücü aracılığıyla motor torkunu/hızını ayarlar.
• Otomatik Çap Telafisi:Kağıt rulosu büyüdükçe (veya küçüldükçe), PLC, geri sarıcılar ve çözücüler için kritik olan sabit gerilimi- korumak amacıyla torku otomatik olarak ayarlar.

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'nin önemli bir özelliği, manuel yeniden yapılandırmaya gerek kalmadan değişken web genişliklerini (1,5 m'den 6 m'ye kadar) ve farklı kağıt sınıflarını (doku, gazete kağıdı, ambalaj) işleyebilme yeteneğidir. PLC, her ürün için önceden ayarlanmış gerilim profillerini- saklar ve fabrika yeni bir kalite çalıştırdığında otomatik olarak geçiş yapar.

Gerginlik Kontrolü için Doğrulanmış Performans Metrikleri

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'yi Kanada'daki bir fabrikadaki gazete kağıdı makinesinde test ettik. Test, 10 üretim çalışması boyunca (5 kağıt mendil, 5 gazete kağıdı kalitesi) gerilim stabilitesini ve ağ kalitesini ölçtü. Temel sonuçlar:

Test Süreci:Makinayı 800 m/dk hızla 48 saat çalıştırdık. Her 50 ms'de bir gerilim verilerini topladık ve 100-metrelik kağıt örneklerini kusur açısından inceledik. Eski sistem ±1,5‰ gerilim stabilitesine ve %3,2 hata oranına sahipti. Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, kusurları neredeyse sıfıra indirerek tesisin üstün kalite standartlarını karşıladı.

Örnek Olay: Bir Gazete Kağıdı Fabrikası için Web Gerginliği Optimizasyonu

Değirmen Arka Planı:Kuzey Amerika'daki bir gazete kağıdı fabrikası (500.000 ton/yıl), web gerilimine bağlı yüksek atık (%5) ve düzgün olmayan kağıtla ilgili müşteri şikayetleriyle karşı karşıya kaldı. Eski PLC sistemi, rulo çapı değişiklikleri için gerçek-zamanlı telafiden yoksundu ve bu da üretim sırasında gerilimde ani artışlara yol açıyordu.

Çözüm:Değirmen, kağıt makinesi boyunca yük hücreleri ve dansçı ruloları ile Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'yi (SIMATIC S7-300 CPU 317-2DP) entegre etti. PLC, 12 gazete kağıdı kalitesi için özel gerilim profilleriyle programlandı ve uzaktan izleme için fabrikanın SCADA sistemine bağlandı.

Sonuçlar:

• Atık Kesimi:Web ile ilgili atıklarda %90 azalma- (%5'ten %0,5'e)
• Müşteri Memnuniyeti:Kağıt kalitesiyle ilgili 0 müşteri şikayeti (ayda 12'den aşağı)
• Üretim Çalışma Süresi:%18 daha fazla çalışma süresi (web molaları için planlanmamış duraklamalar yok)
• İşgücü Tasarrufu:Vardiya başına 2 operatör daha az (otomatik gerginlik ayarı, manuel çalışmayı azaltır)

Fabrikanın bakım müdürü şunları söyledi: "Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, gerginlik kontrolünde tahmine dayalı çalışmayı ortadan kaldırdı. Artık ayarları her kalite için manuel olarak ayarlamamıza gerek kalmadı ve atık faturamız yıllık 450.000 $ düştü."

Siemens PLC Kullanarak Kurutucu Bölümü Otomasyonu: Enerjiyi Kesin ve Verimliliği Artırın

Kurutucu bölümü, bir kağıt fabrikasının enerji-en yoğun kısmıdır-bir fabrikanın toplam enerji kullanımının %60'a kadarı buraya gider. Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, buhar tüketimini azaltmak, enerji maliyetlerini düşürmek ve kağıdın kuruluk tutarlılığını iyileştirmek için kurutucu bölümü kontrolünü otomatikleştirir. Gerçek zamanlı proses verilerine dayanarak buhar akışını, sıcaklığı ve hava akışını optimize etmek için Siemens SIPAPER APC DrySec yazılımıyla birlikte çalışır.

Siemens PLC-Tahrikli Kurutucu Bölümü Otomasyonu İş Akışı

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, kurutucu bölümünü dört temel adımda kontrol eder:

• Veri Toplama:PLC, buhar basıncı sensörlerinden, sıcaklık problarından, nem sensörlerinden ve web nem ölçerlerden (her 1 saniyede bir) veri toplar.
• Optimizasyon Hesaplaması:PLC, her kurutucu silindiri için ideal buhar ayar noktalarını hesaplamak, web hızı, kağıt kalitesi ve ortam koşullarına göre ayarlama yapmak için SIPAPER APC DrySec yazılımını kullanır.
• Aktüatör Ayarı:PLC, buhar vanalarını açar/kapatır ve egzoz fanlarını hesaplanan ayar noktalarına uyacak şekilde ayarlar.
• Gerçek-Zamanlı İzleme:PLC, verileri SCADA sistemine gönderir, böylece operatörler enerji kullanımını ve kağıt kalitesini gerçek zamanlı olarak takip edebilir.

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'nin benzersiz bir avantajı, öngörücü bakım özelliğidir. Tıkalı nozullar veya sızıntı yapan valfler gibi sorunları arıza süresine veya enerji israfına neden olmadan önce tespit etmek için kurutucu silindiri sıcaklığını ve buhar akışını izler.

Verilerle Temel Performans İyileştirmeleri

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'yi bir Alman fabrikasının (Hamburger Containerboard) oluklu mukavva kurutma bölümünde test ettik. Değirmen yılda 315.000 ton levha üretiyor ve kurutma bölümü daha önce saatte 12 ton buhar kullanıyordu. Test sonuçları:

Test Süreci:Kurutma bölümünü 30 gün boyunca tam kapasitede (1.200 m/dk tülbent hızı) çalıştırdık. Buhar kullanımı, enerji tüketimi ve kağıt nemi verilerini saatlik olarak kaydettik. Eski sistem, değişken ağ koşullarına uyum sağlamayan sabit buhar ayar noktaları kullanıyordu; bu da buhar israfına ve eşit olmayan neme yol açıyordu. Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, buhar akışını dinamik olarak ayarlayarak atığı azaltıyor ve kaliteyi artırıyor.

Örnek Olay İncelemesi: Bir Ambalaj Kağıt Fabrikası için Kurutucu Bölümünün Modernizasyonu

Değirmen Arka Planı:Türkiye'deki bir ambalaj kağıdı fabrikası (300.000 ton/yıl) artan enerji maliyetleriyle (buhar fiyatları 12 ayda %22 arttı) ve tutarsız kağıt nemiyle (%4 müşteri iadesine neden oldu) karşı karşıya kaldı. Eski kurutucu bölümünde, yavaş ve hatalı olan manuel valf ayarları kullanılıyordu.

Çözüm:Fabrika, SIPAPER APC DrySec yazılımıyla Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC'yi (SIMATIC S7-1500) kurdu. PLC otomatik buhar valfi kontrolünü sağladı ve gerçek zamanlı maliyetleri takip etmek için değirmenin enerji yönetim sistemiyle entegre edildi.

Sonuçlar:

• Enerji Tasarrufu:%21 daha düşük buhar tüketimi (yılda 380.000 $ tasarruf)
• Müşteri İadeleri:%92 azalma (%4'ten %0,32'ye)
• Geri Ödeme Süresi:11 ay
• Karbon Emisyonu Kesimi:1.200 ton CO2/yıl (fabrikanın sürdürülebilirlik hedefleriyle uyumlu)

Fabrikanın enerji müdürü şu yorumu yaptı: "Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC sadece enerji faturalarımızı düşürmekle kalmadı{0}}kurutucu bölümümüzü de daha akıllı hale getirdi. Artık tam olarak ihtiyacımız olan buharı kullanıyoruz, ne daha fazlasını ne daha azını ve kağıt kalitemiz her sınıfta tutarlı."

Çözüm

Selüloz ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, bir kontrol sisteminden daha fazlasıdır-hızı, ağ gerilimini ve kurutucu bölümü performansını optimize etmeye yönelik eksiksiz bir çözümdür. Doğrulanmış performans verileri, gerçek sektör vaka çalışmaları ve hassas otomasyonla fabrikalara şu konularda yardımcı olur:

• Üretimi %15'e kadar artırın
• Atıkları %90'a kadar azaltın
• Enerji kullanımını %21'e kadar azaltın
• Ürün kalitesi tutarlılığını %70+ artırın

İster eski bir değirmeni yeniliyor ister yeni bir değirmen inşa ediyor olun, Kağıt Hamuru ve Kağıt Fabrikaları için Siemens PLC, rekabet gücünüzü korumak için ihtiyaç duyduğunuz güvenilirliği, hassasiyeti ve verimliliği sunar. Modüler tasarımı, mevcut Siemens ekipmanlarıyla (sürücüler, sensörler, SCADA) çalışır ve küçük kağıt mendil fabrikalarından büyük ambalaj kağıdı tesislerine kadar her fabrika boyutuna uyacak şekilde ölçeklendirir. Kağıt hamuru ve kağıt fabrikanızı dönüştürmeye hazır mısınız? Selüloz ve Kağıt Fabrikalarına yönelik Siemens PLC'nin operasyonunuza göre nasıl özelleştirilebileceğini öğrenmek için bugün Siemens ile iletişime geçin.