Midwest Flexible Packaging je srednje velik proizvajalec s sedežem v Ohiu, ki zaposluje 320 ljudi. Podjetje proizvaja večplastne folije in vrečke za prehrambeno in medicinsko industrijo. Njegov obrat upravlja 12 hitrih ekstruzijskih linij, 8 tiskarskih strojev in na desetine pomožnih motorjev in pogonov. Obrat deluje 24 ur na dan, vse dni v tednu, z le dvema načrtovanima vzdrževalnima oknoma na leto.

Podjetje je bilo pod pritiskom, da bi izboljšalo učinkovitost pravočasne dostave. Stranke so zahtevale krajše dobavne roke in vsaka nepričakovana zaustavitev linije je vplivala na prihodke. V letu pred projektom so nenačrtovani izpadi v povprečju znašali 84 ur, kar je 2 % letne proizvodne zmogljivosti.

Izzivi in ​​bolečine

Glavni vzrok večine nenačrtovanih postankov so bili električni udari. Obrat stoji na koncu podeželskega distribucijskega dovoda in napetostni skoki zaradi strele in preklapljanja električnega omrežja so bili pogosti. V objektu so pogosti zagoni velikih motorjev na kompresorjih in hladilnih napravah povzročali tudi preklopne prehode, ki so potovali po električnem omrežju.

Ti sunki niso vedno takoj sprožili odklopnikov. Namesto tega so postopoma razgradili občutljive komponente. V 12-mesečnem obdobju je tovarna zamenjala sedem napajalnikov PLC, štiri pogone s spremenljivo frekvenco in več kot ducat HMI plošč na dotik. Vsaka okvara je pomenila zaustavitev proizvodnje, ki je trajala od 2 do 6 ur, medtem ko so tehniki diagnosticirali napako in namestili zamenjavo. Skupni neposredni stroški popravil so dosegli 38.000 $, z dodatnimi 120.000 $ izgubljene proizvodne marže.

Inženirska ekipa je najprej poskusila namestiti poceni vtičnice za prenapetostno zaščito na posamezne delovne postaje. Ta pristop je zaščitil samo opremo, priključeno na te vtičnice. Ožičeni stroji, kot so ekstruzijski pogoni in senzorji za registracijo tiskanja, so ostali izpostavljeni. Poskus uporabe sistemov za zaščito pred strelo v celotni stavbi ni obravnaval notranjih preklopnih prehodov, ki niso prišli od zunaj stavbe.

Zakaj Soutya AC 230V prenapetostna zaščitna naprava?

Vodja elektrotehnike tovarne je ocenil tri možnosti: izolacijski sistem motor-generator, neprekinjeno napajanje celotne zgradbe in usklajeno rešitev prenapetostne zaščite. Prva dva sta bila ocenjena na 80.000 USD oziroma 150.000 USD, z dolgimi roki dobave in visokimi tekočimi stroški vzdrževanja.

Nasprotno pa je prenapetostna zaščitna naprava Soutya AC 230 V nudila zaščito tipa 2, kot je opredeljeno v standardu IEC 61643-11, in je bila v skladu z UL 1449. Ocena napetostne zaščite enote je bila dovolj nizka, da je zaščitila PLC in vhode pogona, poleg tega je imela toplotni odklop, ki je preprečil nepopravljivo škodo po hudem prenapetosti. Skupni stroški za šest enot, ki pokrivajo glavno stikalno ploščo in pet podpanel, so znašali 2400 USD, vključno z odklopniki in strojno opremo za montažo. Inženirska ekipa je cenila tudi vizualni indikator stanja, ki je olajšal pregled na terenu.

Postopek izvajanja

Projekt je od zasnove do zagona trajal dva tedna. Pooblaščeni izvajalec elektroinštalacij, ki je sodeloval z vzdrževalno ekipo elektrarne, je namestitev dokončal v treh dneh.

• 1. korak – Študija obremenitve:Ekipa je preslikala vsa vezja in identificirala pet razdelilnih plošč, ki so napajale najbolj kritično proizvodno opremo.
• 2. korak – Montaža plošče:Vsak SPD Soutya je bil nameščen znotraj ustrezne plošče s kratkimi ravnimi vodi za zmanjšanje impedance.
• 3. korak – Usklajevanje:Monterji so preverili, da zmogljivost udarnega toka SPD preseže izračunano najslabšo stopnjo udarnega toka na vsaki točki.
• 4. korak – testiranje:Po vklopu so indikatorji statusa potrdili normalno delovanje in ekipa je zabeležila izhodiščne nivoje napetosti na vsaki plošči.
• 5. korak – Usposabljanje:Vzdrževalno osebje je prejelo 30-minutno sejo za branje statusnega okna in zamenjavo naprave po večji prenapetosti.

Med namestitvijo se je pojavil en izziv: glavna stikalna plošča je imela omejen notranji prostor. Izvajalec je to rešil z uporabo ohišja za površinsko montažo ob plošči, pri čemer je dolžina prevodnika ostala pod 10 palcev, medtem ko je še vedno izpolnjeval priporočila proizvajalca.

Rezultati uporabe in kvantificirani rezultati

V naslednjih 12 mesecih je tovarna zabeležila 41-odstotno zmanjšanje nenačrtovanih izpadov. Okvare zaradi prenapetosti opreme so padle s 23 incidentov na 9. Skupni stroški popravil, vključno z deli in delom izvajalcev, so padli z 38.000 USD na 16.000 USD.

Proizvodnja se je povečala za 3,2 %, ker so linije neprekinjeno delovale dlje. Pakirnica je dosegla 98,5-odstotno pravočasnost dobave, v prejšnjem letu pa 94,1-odstotno. Vodja tovarne je tudi poročal, da se je šest naprav Soutya poplačalo v 3 mesecih samo na podlagi izognjenih stroškov popravil in izpadov.

Naprave za prenapetostno zaščito niso bile brez vzdrževanja. Januarja je ena enota v bližini velikega zračnega kompresorja pokazala pregorelo toplotno varovalko po nizu notranjih napetosti. Stroški zamenjave so znašali 180 USD, čas izpada za to zamenjavo pa je bil samo 20 minut – manjši dogodek v primerjavi s prej izgubljenimi urami.

Glas stranke

"Bili smo skeptični, da bi prenapetostna zaščita v vrednosti 450 USD lahko rešila težavo, ki je naša stara oprema UPS ne bi mogla. Po enem letu podatkov številke govorijo same zase. Naprave Soutya so bile najbolj zanesljiv del našega električnega sistema," je dejal vodja inženiringa, ki je nadziral projekt.

Lekcije in vpogledi

Trije nasveti lahko pomagajo drugim rastlinam s podobnimi težavami:

• Uskladite zaščito na vseh ravneh.Ena sama prenapetostna zaščita na glavni plošči ni dovolj. Namestite naprave tipa 2 na podplošče, ki napajajo občutljivo elektroniko.
• Redno preverjajte indikator stanja.Termični odklop se lahko aktivira brez vidnega zunanjega dogodka. Dodajte mesečno patruljo za pregled indikatorskih oken.
• Načrt za zamenjavo.Prenapetostne zaščitne naprave se poslabšajo po ponavljajočih se prehodih. Rezervno enoto hranite na polici in vsakih 3 do 5 let predvidejte proračun za zamenjavo.

Če bi projekt ponovili, bi inženirska ekipa namestila nadzorne naprave, ki beležijo prenapetostne dogodke v centralni sistem. To bi dalo še jasnejše podatke o frekvenci in resnosti valov, kar bi pomagalo upravičiti dodatno zaščito v prihodnosti.

Reference

IEC 61643-11:2011. Nizkonapetostne prenapetostne zaščitne naprave – 11. del: SPD-ji, priključeni na nizkonapetostne napajalne sisteme. 

UL 1449. Standard za prenapetostne zaščitne naprave.