Transformando Produção de Filmes: Atualização de Manuseio Web da Film Tech para Qualidade Superior

Linha 5 na Film Tech

Contexto
A Film Tech, empresa em Stanley, WI, comprou uma linha de filme soprado de 3 camadas usada de empresa em Ohio. A máquina foi desmontada e levada à sua instalação na primavera de 2015. A Film Tech solicitou atualização completa de controles devido a falhas na documentação da máquina em seu estado original. O escopo focou em atualizar controle de temperatura dos extrusores e matriz, atualizar manuseio da web com novos drives e motores, fornecendo nova estação de operador para controlar processos da linha. Com esses itens, atualizações de segurança também foram necessárias. A atualização exigiu não só suporte elétrico para itens que a Sure Controls fornecia, mas também interfacear equipamentos com novos equipamentos da Process Control Corporation (PCC) e QC Electronics. Além do suporte elétrico, suporte mecânico também foi fornecido para montagem de motores, novo rolo de resfriamento, melhorias no bobinador e auxílio na localização de gabinetes de controle e conduítes.

Solução
A parte focada em atualizar controles de temperatura exigiu substituição do sistema antigo por novos controladores Eurotherm 3216 montados no gabinete de controle no 2º andar. Cada seção de aquecimento e resfriamento no nível do solo seria habilitada com Relés de Estado Sólido Carlo Gavazzi no gabinete principal. Conduítes separados foram instalados do gabinete às caixas de junção em cada extrusor para separar fios de alta tensão da fiação de sinal. Da nova estação Wonderware, o operador ajustaria pontos de ajuste de temperatura e observaria feedback de termopares em cada seção. Transformadores de corrente também foram instalados nos SSRs para fornecer feedback de corrente ao IHM. Esse feedback junto com a porcentagem de saída do controlador de temperatura serve como excelente ferramenta de troubleshooting para determinar se um aquecedor não funciona corretamente.
Para melhorar o manuseio da web, antigos motores e drives DC foram removidos. Drives substituídos por ABB ACS880 VFDs. Para motores dos extrusores, motores Baldor foram usados pois tamanhos físicos eram mais favoráveis que motores Marathon Black Max usados nos drives de linha. Drives de linha (Top Nip, Rolo de Resfriamento, e Drives de Fuso) dimensionados com drives de 3 HP para minimizar sobressalentes – um drive sobressalente poderia substituir vários na máquina. Drive do Nip do Bobinador permaneceu 1HP, mas motor e drive também substituídos. Cliente solicitou motores de fuso maiores para rodar mais rápido. Devido a limitações mecânicas em mancais, redutores, correias, polias e embreagens, mantivemos equipamento original. Se determinar que fusos precisam ir mais rápido, restrições mecânicas precisarão ser abordadas.
Para operar o Bobinador, IHM Redlion Graphite de 9" foi montada para permitir controle de Modos de Bobinagem (topo/base, over/under, engate rolos de apoio, abertura/fechamento Nip do Bobinador) e Diagnósticos de Linha para Paradas de Emergência. Layout e esquemas de cores no IHM do bobinador imitaram Painel Principal do Operador com touchscreen 19" Wonderware. Este painel permitiu controle central de pontos de ajuste de temperatura nos extrusores e matriz, velocidade da linha, controles auxiliares como Haul Off Oscilante, Gaiola de Bolha e Tratador. Telas de tendência permitiram monitoramento de temperaturas, velocidades e outras características para diagnosticar defeitos. Estação Wonderware configurada para comunicar com blenders PCC e sistema de carregamento a vácuo. Do MOP, sistema de vácuo controlado completamente habilitando/desabilitando tremonhas; controle dos Blenders levemente restrito – podiam ser desligados ou postos em auto, mas ações manuais exigiam operador à vista do blender. Pesos das tremonhas, Status dos Blenders e Vazão (lbs/hr) trazidos ao IHM para tendência/monitoramento.
Para ambiente seguro, máquina recebeu PLC de Segurança Allen Bradley Control Logix. Com Allen Bradley Point IO, racks de segurança instalados em cada nível da máquina para operador desligar com dispositivos como lifelines, botões de parada de emergência, tapetes de segurança e scanners de segurança.

Suporte Contínuo
Com solução principal implementada, serviço adicional solicitado para alguns itens. Um foi automação do A-Frame no Top Nip. Exigiu colocação de 4 servomotores no Top Nip e lógica adicional no Processador Control Logix. Operador insere distância desejada entre lados do A-Frame e pressiona botão "Ir para Posição" no IHM. Sinais analógicos de potenciômetros internos nos Servos trazidos ao PLC e escalados para feedback de posição preciso no IHM. Controle fornecido no Painel Principal, mas IHM Redlion de 9" adicional programada e fornecida para controle do A-Frame do Top Nip.
Além das mudanças no Top Nip, havia desejo de melhorar sistema IBC existente. Durante testes na Film Tech, filme apresentou rugas. Acreditava-se que sistema IBC não controlava pressão adequada dentro da bolha causando surto. Novos sensores ultrassônicos e controlador Eurotherm 2704 substituíram equipamento existente em novo gabinete IBC. Na porta do gabinete, 3 potenciômetros controlavam velocidade dos VFDs Powerflex de Suprimento e Exaustão. Válvula de controle grande também fornecida para restringir ar saindo da bolha. Com novos controles e ajustes, bolha estável produzida, resolvendo problema de rugas.