Midwest Flexible Packaging on Ohios asuv keskmise suurusega tootja, mis annab tööd 320 inimesele. Ettevõte toodab mitmekihilisi kilesid ja kotte toidu- ja meditsiinitööstusele. Selle rajatises töötab 12 kiiret ekstrusiooniliini, 8 trükipressi ning kümneid abimootoreid ja ajamid. Tehas töötab 24/7 ja ainult kaks plaanilist hooldusakent aastas.

Ettevõte oli olnud surve all õigeaegse tarne parandamiseks. Kliendid nõudsid lühemaid teostusaegu ja kõik ootamatud liiniseisakud mõjutasid tulusid. Projektile eelneval aastal oli plaaniväliseid seisakuid keskmiselt 84 tundi, mis moodustas 2% aastasest tootmisvõimsusest.

Väljakutsed ja valupunktid

Enamiku ettenägematute peatumiste algpõhjuseks olid elektripinged. Jaam asub maapiirkonna jaotusvõrgu otsas ning pikselöögist ja kommunaalteenuste ümberlülitustest tulenevad pingetõkked olid tavalised. Rajatise sees tekitasid kompressorite ja jahutite suurte mootorite sagedased käivitamised ka lülitussiirdeid, mis liikusid läbi elektrivõrgu.

Need tõusud ei käivitanud kaitselüliteid alati kohe. Selle asemel halvendasid nad järk-järgult tundlikke komponente. 12 kuu jooksul vahetas tehas välja seitse PLC toiteallikat, neli muutuva sagedusega ajamit ja enam kui tosin HMI puutepaneeli. Iga rike tähendas 2–6 tunni pikkust tootmisseisakut, kuni tehnikud vea diagnoosisid ja asendusseadme paigaldasid. Otsesed remondikulud kokku ulatusid 38 000 dollarini, millele lisandus veel 120 000 dollarit kaotatud tootmismarginaali.

Esmalt proovis insenerimeeskond paigaldada üksikutele tööjaamadele odavaid liigpingekaitse pistikupesasid. Selline lähenemine kaitses ainult nendesse pistikupesadesse ühendatud seadmeid. Juhtmega masinad, nagu ekstrusioonajamid ja prindi registreerimisandurid, jäid paljastatuks. Katse kasutada kogu hoone piksekaitsesüsteeme ei käsitlenud sisemisi lülitussiirdeid, mis ei tulnud väljastpoolt hoonet.

Miks Soutya AC 230V liigpingekaitseseade?

Tehase elektrotehniline juht hindas kolme varianti: mootori-generaatori isolatsioonisüsteemi, kogu hoonet hõlmavat katkematut toiteallikat ja koordineeritud liigpingekaitseseadme lahendust. Kahe esimese hinnaks olid vastavalt 80 000 ja 150 000 dollarit, pikk teostusaeg ja suured pidevad hoolduskulud.

Seevastu Soutya AC 230V liigpingekaitseseade pakkus 2. tüüpi kaitset, nagu on määratletud IEC 61643-11, ja see vastas UL 1449-le. Seadme pingekaitse oli piisavalt madal, et kaitsta PLC-d ja ajami sisendeid, ning sellel oli termiline lahtiühendamine, mis hoidis ära korvamatu kahjustuse pärast tõsist ülepinget. Kuue peakilpi ja viit alampaneeli hõlmava üksuse kogumaksumus oli 2400 dollarit, sealhulgas kaitselülitid ja paigaldusriistvara. Insenerimeeskond hindas ka visuaalset olekuindikaatorit, mis tegi välikontrolli lihtsaks.

Rakendusprotsess

Projekteerimisest kasutuselevõtuni kulus kaks nädalat. Litsentsiga elektritöövõtja, kes töötas koos tehase hooldusmeeskonnaga, viis paigalduse lõpule kolme päevaga.

• 1. samm – koormuse uuring:Meeskond kaardistas kõik vooluringid ja tuvastas viis jaotuspaneeli, mis toitasid kõige kriitilisemaid tootmisseadmeid.
• 2. samm – paneeli paigaldamine:Iga Soutya SPD paigaldati vastava paneeli sisse lühikeste sirgete juhtmetega, et minimeerida impedantsi.
• 3. samm – koordineerimine:Paigaldajad kontrollisid, et SPD liigvoolu võimsus ületas igas punktis arvutatud halvima juhu liigpinge taseme.
• 4. etapp – testimine:Pärast pingestamist kinnitasid olekuindikaatorid normaalset tööd ja meeskond registreeris iga paneeli baastaseme pingetasemed.
• 5. samm – koolitus:Hooldustöötajad said 30-minutilise seansi olekuakna lugemiseks ja seadme väljavahetamiseks pärast suurt tõusu.

Paigaldamise käigus tekkis üks väljakutse: peakilbil oli piiratud siseruum. Töövõtja lahendas selle, kasutades paneeli kõrval asuvat pinnale paigaldatavat korpust, hoides juhtme pikkust alla 10 tolli, järgides samal ajal tootja soovitusi.

Taotluse tulemused ja kvantifitseeritud tulemused

Järgmise 12 kuu jooksul vähenes tehas planeerimata seisakuid 41%. Seadmetega seotud liigpingehäired langesid 23 intsidendilt 9-le. Remondi kogumaksumus, sealhulgas osad ja töövõtja töö, langes 38 000 dollarilt 16 000 dollarile.

Tootmismaht kasvas 3,2%, kuna liinid töötasid katkestusteta kauem. Pakenditehas saavutas õigeaegse tarnemäära 98,5%, võrreldes 94,1%ga eelmisel aastal. Tehase juht teatas ka, et kuus Soutya seadet tasusid end ära 3 kuu jooksul, tuginedes ainuüksi välditud remondi- ja seisakukuludele.

Ülepingekaitseseadmed ei olnud hooldusvabad. Jaanuaris näitas üks suure õhukompressori lähedal asuv seade pärast mitmeid sisemise pinge paisumist läbi põlenud soojuskaitse. Asendusmaksumus oli 180 dollarit ja selle vahetuse seisakuaeg oli vaid 20 minutit – see on tühine sündmus võrreldes varem kaotatud tundidega.

Kliendi hääl

"Olime skeptilised, et 450-dollarine liigpingekaitse suudab lahendada probleemi, mida meie vanad UPS-i seadmed ei suutnud. Pärast aastast andmete kogumist räägivad numbrid enda eest. Soutya seadmed on olnud meie elektrisüsteemi kõige usaldusväärsem osa," ütles projekti juhtinud insenerijuht.

Õppetunnid ja arusaamad

Kolm kaasavõtmist võivad aidata teisi sarnaste probleemidega taimi:

• Koordineerige kaitset igal tasandil.Ühest ülepingekaitsest põhipaneelil ei piisa. Paigaldage 2. tüüpi seadmed alampaneelidele, mis toidavad tundlikku elektroonikat.
• Kontrollige regulaarselt olekuindikaatorit.Termiline lahtiühendamine võib aktiveeruda ilma nähtava välise sündmuseta. Indikaatorakende kontrollimiseks lisage igakuine patrull.
• Plaan asendada.Ülepingekaitseseadmed lagunevad pärast korduvaid siirdeid. Hoidke riiulil varuseadet ja vahetage see iga 3–5 aasta järel.

Kui projekti korratakse, paigaldab insenerimeeskond kesksüsteemi seireseadmed, mis registreerivad liigpingesündmused. See annaks veelgi selgemad andmed tõususageduse ja raskuse kohta, mis aitaks õigustada täiendavat kaitset.

Viited

IEC 61643-11:2011. Madalpinge liigpingekaitseseadmed – Osa 11: Madalpingesüsteemidega ühendatud SPD-d. 

UL 1449. Ülepingekaitseseadmete standard.