Midwest Flexible Packaging — виробник середнього розміру в Огайо, в якому працює 320 осіб. Компанія виробляє багатошарові плівки та пакети для харчової та медичної промисловості. На його підприємстві працює 12 високошвидкісних екструзійних ліній, 8 друкарських машин і десятки допоміжних двигунів і приводів. Завод працює в режимі 24/7, лише з двома плановими вікнами технічного обслуговування на рік.

Компанія була під тиском, щоб покращити показники своєчасної доставки. Клієнти вимагали скорочення термінів виконання робіт, і будь-яка несподівана зупинка лінії вплинула на дохід. За рік, що передував проекту, позаплановий простой становив у середньому 84 години, 2% річної виробничої потужності.

Виклики та болючі точки

Основною причиною більшості незапланованих зупинок були стрибки струму. Електростанція розташована в кінці сільської розподільчої лінії, і стрибки напруги від блискавки та перемикання мережі були звичайним явищем. Всередині об’єкта часті запуски великих двигунів компресорів і холодильних установок також спричиняли перехідні процеси перемикання, які проходили через мережу живлення.

Ці стрибки не завжди спрацьовували автоматично. Натомість вони поступово деградували чутливі компоненти. За 12 місяців завод замінив сім блоків живлення ПЛК, чотири частотно-регулювальні приводи та більше десятка сенсорних панелей HMI. Кожна несправність призводила до зупинки виробництва на 2-6 годин, поки техніки діагностували несправність і встановлювали заміну. Загальні прямі витрати на ремонт сягнули 38 000 доларів з додатковими 120 000 доларів втраченої виробничої маржі.

Команда інженерів спочатку спробувала встановити дешеві розетки захисту від перенапруг на окремих робочих станціях. Такий підхід захищав лише обладнання, підключене до цих розеток. Машини з жорстким підключенням, такі як екструзійні приводи та датчики реєстрації друку, залишалися відкритими. Спроба використати системи блискавкозахисту всієї будівлі не врахувала внутрішні перехідні процеси комутації, які не надходили ззовні будівлі.

Чому Soutya AC 230V пристрій захисту від перенапруги?

Керівник електротехніки заводу оцінив три варіанти: систему ізоляції двигуна від генератора, джерело безперебійного живлення всієї будівлі та узгоджене рішення пристрою захисту від перенапруги. Ціна перших двох становила 80 000 доларів США та 150 000 доларів США відповідно, із тривалим терміном виконання та високими поточними витратами на технічне обслуговування.

Пристрій захисту від перенапруги Soutya AC 230V, навпаки, забезпечував захист типу 2, як визначено стандартом IEC 61643-11, і відповідав UL 1449. Номінальний рівень захисту від напруги пристрою був достатньо низьким, щоб захистити ПЛК і входи приводу, і він мав термороз’єднувач, який запобігав непоправним пошкодженням після сильного стрибка напруги. Загальна вартість шести блоків, що охоплюють головний розподільний щит і п'ять підпанелей, склала 2400 доларів США, включаючи вимикачі та монтажне обладнання. Команда інженерів також оцінила візуальний індикатор стану, який спростив перевірку на місці.

Процес реалізації

Від проектування до введення в експлуатацію проект тривав два тижні. Ліцензований підрядник з електрики, який працював з технічною командою заводу, завершив установку за три дні.

• Крок 1 – Дослідження навантаження:Команда склала карту всіх контурів і визначила п’ять розподільних панелей, які живлять найважливіше виробниче обладнання.
• Крок 2 – Монтаж панелі:Кожен Soutya SPD був встановлений всередині відповідної панелі з короткими прямими проводами для мінімізації імпедансу.
• Крок 3 – Координація:Установники перевірили, що потужність стрибків струму SPD перевищила розрахований найгірший рівень стрибків у кожній точці.
• Крок 4 – Тестування:Після подачі живлення індикатори стану підтвердили нормальну роботу, а команда зафіксувала базові рівні напруги на кожній панелі.
• Крок 5 – Навчання:Обслуговуючий персонал отримав 30-хвилинну сесію для читання вікна стану та заміни пристрою після великого стрибка напруги.

Під час встановлення виникла одна проблема: головний розподільний щит мав обмежений внутрішній простір. Підрядник вирішив цю проблему, використавши корпус для поверхневого монтажу поруч із панеллю, зберігаючи довжину провідника менше 10 дюймів, дотримуючись рекомендацій виробника.

Результати застосування та кількісні результати

За наступні 12 місяців кількість позапланових простоїв скоротилася на 41%. Кількість несправностей обладнання, пов’язаних із стрибками напруги, зменшилася з 23 випадків до 9. Загальна вартість ремонту, включаючи запчастини та роботу підрядників, впала з 38 000 доларів США до 16 000 доларів США.

Обсяг виробництва зріс на 3,2%, оскільки лінії працювали довше без перерв. Пакувальний завод досяг рівня своєчасності поставок у 98,5% порівняно з 94,1% у попередньому році. Керівник заводу також повідомив, що шість пристроїв Soutya окупилися протягом 3 місяців, виходячи лише з уникнення витрат на ремонт і простої.

Пристрої захисту від перенапруги не вимагали технічного обслуговування. У січні один блок біля великого повітряного компресора показав перегорання теплового запобіжника після низки внутрішніх перепадів напруги. Вартість заміни склала 180 доларів, а час простою для цієї заміни становив лише 20 хвилин — незначна подія порівняно з годинами, втраченими раніше.

Голос клієнта

"Ми скептично ставилися до того, що пристрій захисту від перенапруги за 450 доларів може вирішити проблему, яку не могло вирішити наше старе обладнання ДБЖ. Після року даних цифри говорять самі за себе. Пристрої Soutya були найнадійнішою частиною нашої електричної системи", - сказав керівник інженерів, який керував проектом.

Уроки та ідеї

Три висновки можуть допомогти іншим рослинам із подібними проблемами:

• Координуйте захист на кожному рівні.Одного фільтра перенапруг на головній панелі недостатньо. Встановіть пристрої типу 2 на підпанелі, які живлять чутливу електроніку.
• Регулярно перевіряйте індикатор стану.Теплове відключення може активуватися без видимих ​​зовнішніх подій. Додайте щомісячне патрулювання для перевірки індикаторних вікон.
• План заміни.Пристрої захисту від перенапруги погіршуються після повторних перехідних процесів. Тримайте запасний блок на полиці та плануйте його заміну кожні 3-5 років.

Якщо проект буде повторено, команда інженерів встановить пристрої моніторингу, які реєструватимуть події стрибків у центральній системі. Це дасть ще більш чіткі дані щодо частоти та тяжкості стрибків напруги, допомагаючи виправдати додатковий захист у майбутньому.

Список літератури

IEC 61643-11:2011. Пристрої захисту від перенапруг низької напруги. Частина 11. УЗП, підключені до систем низької напруги. 

UL 1449. Стандарт для пристроїв захисту від перенапруг.