Дәстүрлі қағаз машинасын басқару жүйелерінің жасырын шығындары
Қазіргі қағаз өндірісі үздіксіз жұмыс істеуге негізделген, қағаз машиналары тәулік бойы, аптасына жеті күн жұмыс істейді. Алайда, көпшілік ескі зауыттық автоматтандыру жүйелері нақты уақыттағы механикалық өзгерістерге бейімделмейтін статикалық параметр конфигурацияларына тәуелді. Операторлар үшін байқалмайтын шағын ролик дірілдері мен термиялық деформациялар жиі қағаз жібінің ақауларына әкеліп, дайын өнімнің сапасын төмендетеді.
Өнеркәсіптік зерттеулер көрсеткендей, жоспарланбаған қағаз зауытының тоқтап қалуының 63%-ы механикалық ақаулардан туындайды, олар маңызды ақауларға дейін бақылаусыз қалады. Нәтижесінде, операторлар қолмен түзету процедураларына жүгінеді, бұл ай сайын дайын өнімнің 8%-дан 12%-ға дейінгі қалдықтарын тудырады. Бұл көрінбейтін шығындар қағаз зауыттарының жалпы пайда маржаларын біртіндеп төмендетеді. Сонымен қатар, ескі басқару архитектуралары шынайы Industry 4.0 талаптарына сай келетін деректердің өзара байланысын қамтамасыз етпейді, бұл зауыттарды бәсекелестік жағынан әлсіз етеді.
Неліктен ABB DCS пен Bently Nevada жабдықтары техникалық жағынан үздік жұп құрайды
Сәтті өнеркәсіптік автоматтандыру жаңартулары тұрақты процесс бақылауы мен жоғары дәлдіктегі сенсорлық мүмкіндіктерді талап етеді. ABB-ның таралған басқару жүйесі қағаз зауыттарының операциялары үшін орталық өңдеу блогы ретінде қызмет етеді, 0,1 секундтық жауап беру уақыты мен қатал өнеркәсіптік ортаға сай күшті кедергілерге төзімділікті қамтамасыз етеді. Bently Nevada-ның TSI сенсорлары бұл платформаны толықтырып, адам қабылдай алмайтын микродірілдер мен ығысу сигналдарын тіркейді.
Бұл сенсорлар құрғату цилиндрлері мен ролик жиынтықтары сияқты айналмалы жабдықтарды үздіксіз онлайн бақылауға мүмкіндік береді. Екі брендтің үйлесімі бүкіл өндіріс желісін қамтитын толық ақылды басқару жабық циклін құрайды. Бұл синергия жеке DCS жаңартуларының негізгі кемшілігін шешеді: жоғары сапалы басқару логикасы нашар сапалы кіріс деректерін өтей алмайды.
Ақылды жабық циклді реттеу: реактивті түзетуден болжамды әрекетке
Ақылды реттеу логикасы қағаз машинасының роликтері мен құрғату бөлімдеріндегі стратегиялық орнатылған сенсорлардан үздіксіз деректер жинау арқылы жұмыс істейді. Негізгі бақыланатын параметрлерге осьтік ығысу үрдістері мен жоғары жиілікті діріл спектрлері кіреді. ABB DCS бұл деректер ағындарын кіріктірілген өнеркәсіптік басқару алгоритмдері арқылы талдап, құрғату температурасының профильдері мен жібінің кернеу параметрлерін адам араласуынсыз автоматты түрде реттейді.
Осылайша, жүйе ақаулар пайда болғаннан кейін пассивті түзетуден гөрі алдын ала бағалау қабілеттерін жүзеге асырады. Бұл белсенді басқару әдісі қағаз жібінің қалыптасу сапасын түбегейлі тұрақтандырады. Практикада жабық циклді жауап механикалық ауытқулар жапырақ қасиеттеріне әсер етпес бұрын өтелуін қамтамасыз етеді, бұл дәстүрлі реактивті тәсілдерден айтарлықтай ерекшеленеді.
Цифрлық трансформациядан алынатын нақты қаржылық пайда
Кәсіби өнеркәсіптік деректер бұл интеграцияланған тәсілдің өлшенетін артықшылықтарын растайды. ABB DCS пен Bently Nevada шешімдерін қабылдаған қағаз зауыттары жыл сайын қағаз ақауларының 21%-ға дейін төмендеуін қамтамасыз етеді. Жоспарланбаған жабдық тоқтап қалуы ескі жүйелермен салыстырғанда 25%-ға азаяды, бұл өндіріс өнімділігін тікелей арттырады.
Сонымен қатар, дәл температура бақылауы құрғату энергиясын 13%-ға дейін үнемдеуге ықпал етеді, бұл тұрақтылық мақсаттарына сай келеді. Үздіксіз діріл мониторингі арқылы іске асырылатын болжамды техникалық қызмет көрсету жабдық жөндеу шығындарын жыл сайын шамамен 20%-ға үнемдейді, уақытқа негізделгеннен жағдайға негізделген қызмет көрсету стратегиясына ауысу арқылы. Орташа көлемдегі қағаз зауыты үшін бұл үнемдеу жыл сайын жалпы операциялық шығындардан 138 000 доллардан асады. Бұл көрсеткіштер ақылды басқаруға салынған инвестициялар жылдам қайтарым әкеліп, өнімділік пен жалпы экономикалық көрсеткіштерді жақсартатынын дәлелдейді.
Өндірістік қолдану: 300 тонна/тәулік орау қағазы желісін жаңарту
Аймақтық жетекші қағаз кәсіпорны 2025 жылы тәулігіне 300 тонна жоғары жылдамдықты орау қағазы машинасы желісін толық ақылды жаңартудан өткізді. Жоба дәстүрлі PLC негізіндегі шашыраңқы басқару архитектурасын ABB DCS біріккен платформасымен алмастырды, оған маңызды айналмалы бөлшектерге орнатылған 48 Bently Nevada діріл және ығысу сенсорлары қосылды.
Жаңартудан бұрын өндіріс желісінде аптасына төрттен алтыға дейін жапырақ үзілуі орын алып, жұмыс тиімділігіне айтарлықтай әсер етті. Интеграциядан кейін төрт ай ішінде жапырақ үзілу жиілігі айына бір реттен азайды. Өнімнің жарамдылық деңгейі 95,2%-дан 99,4%-ға дейін жақсарды, бұл сапаның елеулі өсуін білдіреді.
Сонымен қатар, онлайн бақылау жүйесі тарихи түрде өндірісті ұзақ уақыт тоқтатуға себеп болған роликтердің апатты ақауларын сәтті болдырмады. Бұл алдын алу шарасы жыл сайын 220 тоннадан астам дайын қағаз жоғалтуды болдырмайды, бұл бір өндіріс желісі үшін үлкен көлем. Зауыт құрғату бөліміндегі температураның біркелкілігін 18%-ға жақсартқанын хабарлады, бұл жібінің ен бойындағы ылғалдылық профильдерінің тұрақтылығына тікелей әсер етеді.
Автордың пікірі: сенсор сәйкессіздігі DCS жаңартуының сәттілігін төмендетеді
Он бес жылдық өнеркәсіптік автоматтандыру жобаларын жүзеге асыру тәжірибесіне сүйене отырып, қағаз өндірісінің автоматтандырылуы пассивті басқарудан болжамды басқару парадигмасына айқын ауысуда. Алайда, көптеген өндірушілер тек DCS жүйелерін жаңартуға көңіл бөліп, сенсорлық терминалдарды жаңартуды елемейді, бұл жалпы өнімділікті төмендететін маңызды сәйкессіздікті тудырады. Бұл үйлесімсіздік деректердің дәлдігін азайтып, басқару орындалуының тиімділігін төмендетеді.
Сондықтан үйлесімді жоғары деңгейлі сенсорлық жабдық ақылды жаңарту бастамаларының негізгі негізі болып табылады. ABB DCS пен Bently Nevada комбинациясы бірнеше қағаз зауыттарында жетілген өнеркәсіптік растауға ие болып, жүйенің тұрақтылығы, басқару дәлдігі және жобалық шығындардың теңгерімін қамтамасыз етеді. Менің бағалауымша, бұл жұп отандық қағаз зауыттары үшін қазіргі таңда ең үнемді Industry 4.0 трансформациясының жолы болып табылады.
Болашақ бағыты: Edge есептеу және цифрлық егіз интеграциясы
Зауыттық автоматтандыру жақын болашақта edge есептеу және цифрлық егіз технологияларын біртіндеп енгізеді. Келесі буын DCS платформалары толық процесс адаптивті ақылды оңтайландыруды жүзеге асырады, тарихи деректерден үйреніп, басқару параметрлерін автоматты түрде жетілдіреді. Жоғары дәлдіктегі сенсорлық деректер жабдықтың толық өмірлік циклін басқаруды қолдайды, тозу үрдістерін болжау мен ауыстыру кестесін оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Сонымен қатар, біріккен деректер интерфейстері MES және ERP жүйелерімен үздіксіз өзара байланыс орнатып, тікелей интеграцияланған ақпараттық архитектураны құрады. Бұл негіз толық автоматтандырылған ақылды қағаз зауыттарының техникалық талаптарын қамтамасыз етеді. ABB-Bently интеграцияланған схемасы ауқымды өндірісті автономды басқаруға бағытталған негізгі индустриялық стандартқа айналуға жақсы дайын.
Қағаз зауыттарының ақылды басқару шешімдері сценарийлері
Сценарий 1: Жоғары жылдамдықты Kraft қағаз өндірісі – басу бөлімінің ролик дірілдері мен құрғату цилиндрлерінің термиялық кеңеюін үздіксіз бақылау негіз салмағы мен ылғалдылық профилін тұрақты бақылауды қамтамасыз етеді. Бір азиялық зауыт үш ай ішінде жібі үзілуін 16%-ға азайтты.
Сценарий 2: Тісшөп қағаз өндірісі – жабық циклді сенсорлық кері байланыс арқылы дәл нип қысымы мен температураны реттеу жұмсақтық пен көлемдік қасиеттерді жақсартып, энергия тұтынуды азайтады. Бір еуропалық тісшөп өндірушісі 11% энергия үнемдеу мен 8% көлемдік жұмсақтық көрсеткіштерін жақсартқанын хабарлады.
Сценарий 3: Картон және орау қағаз зауыттары – құрғату бөлімдері мен орауыш драйвер жүйелері арасындағы көп айнымалы үйлестіру жібі үзілуін азайтып, дайын орам сапасын оңтайландырады. Солтүстік Америкалық бір картон зауыты интеграцияланған жаңартудан кейін орам қаттылығының өзгеруіне байланысты тұтынушы шағымдарын 23%-ға азайтты.
Мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхунг жазған.
