Fazendo o que é necessário para manter equipamentos têxteis personalizados

Em 1838, a família Martin começou a tingir e finalizar telas para aplicações como malas, toldos, capas de ringue de boxe, cortinas de teatro, roupas de caça e bandagens médicas. Para satisfazer tantos clientes diferentes, a empresa da família projetou e construiu uma ampla gama de máquinas personalizadas. Mas quando uma máquina quebra, os engenheiros e técnicos da Martin Corporation não podem simplesmente chamar um engenheiro de serviço do fabricante. Eles devem consertar sozinhos, o mais rápido possível.

A Martin Corporation foi passada de pai para filho por quase dois séculos. Foi fundada na Filadélfia e mudou-se para sua localização atual em Bridgeton, N.J., em 1949. O engenheiro de fábrica Thomas Martin, filho do atual proprietário, afirma que a empresa há muito desenvolve seu próprio equipamento de produção. Isso ocorre em parte porque o maquinário pode ser personalizado para atender exatamente às suas necessidades de produção e também porque a empresa tinge e faz o acabamento da tela para uma ampla variedade de aplicações, muitas em nichos de mercado. Portanto, seu equipamento requer um nível de flexibilidade que a maioria dos fornecedores de equipamentos negligencia em favor de projetar máquinas mais especializadas.

“O fato de que a maioria de nosso equipamento de produção foi projetado e fabricado internamente nos permitiu permanecer flexíveis para as necessidades de nossos clientes e competitivos no desafiador mercado têxtil global”, disse Martin.

As máquinas de tingimento da empresa, ou gabaritos, têm dois rolos que movem o tecido para frente e para trás conforme ele passa por um banho de licor de tintura ou solução de lavagem a uma velocidade de 150 a 250 metros por minuto. “Algumas de nossas máquinas datam da década de 1950, mas estamos continuamente atualizando ... seus sistemas de controle e atuação”, disse Martin. Cada rolo é movido por um motor hidráulico com controles eletro-hidráulicos. Os motores elétricos são usados ​​para acionar as bombas que acionam o sistema hidráulico. Os motores elétricos são controlados por inversores de frequência variável e as bombas hidráulicas são controladas por controladores eletrônicos de deslocamento (EDCs) com funções de rampa que evitam que os roletes sejam acionados ou parados muito rapidamente. Os codificadores são integrados aos rolos para fornecer feedback aos EDCs.

Figura 1. A fábrica de têxteis tem muitos motores, e todos eles são reparados e reconstruídos na loja interna. Tom Martin usa o multímetro digital de isolamento Fluke 1587 para testar os enrolamentos internos do motor e verificar suas condições.

Você o quebra, você o possui
Obviamente, o facto de a empresa construir o seu próprio equipamento significa que assume total responsabilidade pela manutenção e reparação.

“Sempre tivemos um departamento de manutenção excepcionalmente grande”, disse Martin. “Nosso equipamento opera continuamente sob condições muito exigentes - incluindo líquidos corrosivos, altas temperaturas e altos níveis de umidade - portanto, as avarias são uma ocorrência regular. E mesmo quando algo não está quebrado, nosso departamento de manutenção está ocupado tentando melhorar. ”

Os esforços iniciais da empresa para automatizar seu equipamento falharam, na opinião de Martin, porque a empresa não tinha experiência para solucionar problemas de equipamento em tempo hábil.

“Consertar equipamentos de produção quebrados não satisfaz os pedidos dos clientes, então, por um longo tempo, as melhorias de automação e elétrica foram colocadas em segundo plano para melhorar a confiabilidade mecânica geral”, disse Martin.

Para manter a produção em andamento, a equipe de manutenção substituía os sistemas de automação para que a produção pudesse continuar. Então, cerca de cinco anos atrás, Martin assumiu a responsabilidade pela manutenção do sistema elétrico e iniciou novos métodos de solução de problemas elétricos que melhoraram muito a confiabilidade elétrica do maquinário da planta - e a capacidade da empresa de solucionar problemas e resolver problemas à medida que surgem de maneira rápida e eficaz.

Figura 2. Martin usa o novo visor remoto do Fluke 233 para ver a tensão de alimentação de um dos motores de acionamento da bobinadeira de tecidos. O display remoto permite que ele trabalhe a uma distância segura das peças móveis da máquina e da tensão ativa. Operar esta máquina e monitorar a voltagem ativa teria sido uma tarefa para duas pessoas no passado.

‘Vendo’ eletricidade
“Eu não me considero um usuário profissional de ferramentas de teste, mas sim um engenheiro mecânico que confia em minhas ferramentas de teste para‘ ver ’eletricidade”, disse Martin. “Eu uso as ferramentas Fluke porque elas funcionam muito bem. A maioria das medidas que tomamos surge no processo de solução de problemas ou de melhorias. Agora, quando uma máquina para de operar devido a um problema no sistema de controle, em vez de apenas substituir o sistema e operar a máquina manualmente, eu começo um processo de solução de problemas com a confiança de que podemos colocar a máquina de volta em operação totalmente automatizada com rapidez suficiente para evitar afetar nossas metas de produção. É muito mais produtivo identificar e resolver um problema do que substituir a automação - fazer alterações que precisarão ser revertidas quando o problema real for resolvido. ”

Martin normalmente começa observando o sinal de menos 200 a mais 200 miliamperes que controla o servo na bomba hidráulica.

“O alicate amperímetro Fluke 337 é a primeira ferramenta que uso quando, por exemplo, um operador me diz que uma máquina parece estar diminuindo a velocidade, embora ele não tenha tocado nos controles”, disse Martin. “Eu jogo em volta do fio do servo. Se o servo está recebendo corrente, isso indica que o problema está no servo ou na bomba. Se o servo não estiver recebendo corrente, o problema está a montante, no sistema de controle ou na fiação. Em questão de segundos, posso identificar a área geral do problema. Posso mover o medidor para o motor elétrico que aciona as bombas hidráulicas, e a leitura do amplificador me dá uma escala geral de quanta tensão o tecido está sob. Se a amperagem estiver alta, eu começaria a procurar um problema mecânico, como um rolamento ruim. Se estiver baixo, eu suspeito imediatamente de um problema no sistema de controle. ”

Se o servo e a bomba forem descartados, Martin usa um multímetro digital Fluke 189 (DMM) para verificar o EDC. “Estou esperando para substituir o 189 por um 289, mas ele simplesmente não morrerá”, riu Martin. Ele verifica a saída do EDC para ver se ele está entregando um sinal de operação. Nesse caso, o problema provavelmente está na fiação entre o EDC e o servo. A próxima etapa geralmente é verificar o circuito resistor-capacitor que aumenta o sinal EDC. Ele mede o capacitor e o resistor com o 189 também.

Figura 3. Martin usa o Fluke 568 para observar a temperatura dos tambores de secagem entre as séries de tecido. O operador pode marcar a temperatura nas latas ajustando a pressão do vapor. A faixa de temperatura típica é de 215 a 275 graus Fahrenheit.

O painel de controle do operador do gabarito também controla várias válvulas de água operadas por solenóide eletrônico em cada máquina que fornecem água quente e fria para os banhos e fornecem água de resfriamento para o sistema hidráulico. As válvulas possuem uma válvula piloto interna que abre e fecha um pequeno orifício que por sua vez abre e fecha a válvula principal.

“No passado, não tínhamos como diagnosticar problemas nas válvulas, então geralmente substituíamos a válvula inteira e a levávamos de volta à oficina para testes mais extensos”, lembrou Martin. “Isso envolveu uma quantidade considerável de tempo de inatividade. Agora podemos diagnosticar as válvulas no lugar e, na maioria dos casos, consertá-las com muito menos tempo de inatividade porque o modo mín / máx do 189 é rápido o suficiente para fornecer uma medição significativa do transiente de tensão das válvulas. ”

Por exemplo, as válvulas às vezes ficam presas na posição ligada ou desligada. Martin soluciona esse problema energizando a válvula que deseja abrir ou fechar e, em seguida, usa um DMM 189 para medir o pico do transiente de tensão quando a válvula é desenergizada. “Essas são bobinas CA de 24 volts e, quando uma válvula está funcionando corretamente, normalmente há apenas um pico transitório mensurável de 80 volts CA”, disse ele.

O movimento mecânico do piloto dentro da válvula prolonga o pico transiente, mas reduz a tensão de pico medida. Quando o 189 indica, por exemplo, que a tensão máxima é de 170 volts AC, é uma indicação clara de um problema mecânico no lado piloto da válvula.

“Embora, no início, até mesmo eu pensasse que medir o pico transiente era uma medição inútil, exceto para projetar circuitos de supressão, meu 189 provou para mim que tem o desempenho e a repetibilidade para fornecer informações significativas que podem ser usadas para solucionar problemas de desempenho mecânico dentro de um válvula solenóide ”, disse Martin. “Essa medição estranha mudou completamente nossa capacidade de solucionar problemas, diagnosticar e reparar válvulas solenóides instaladas em toda a planta.”

Recentemente, dois controladores de temperatura falharam. Os operadores normalmente tratam desse tipo de falha desligando o controlador e enviando um sinal liga / desliga para os operadores da válvula de vapor manualmente. Em vez disso, Martin usou um multímetro digital de isolamento Fluke 1587 para realizar testes de isolamento de baixa tensão. Isso mostrou que as unidades não estavam em curto; em vez disso, o problema estava isolado em um único cartão que poderia ser facilmente trocado.

Martin usa um Fluke VoltAlert para verificar se os fios estão energizados ou mortos para proteção pessoal antes de iniciar muitas tarefas de solução de problemas. Ele também usa o medidor de 189 para solucionar problemas de drives de frequência variável em bombas, válvulas solenóides elétricas e sensores de nível no sistema usado para recuperar o calor das águas residuais da planta.

Figura 4. Martin usa o alicate amperímetro de processo 773 miliamperes para verificar o sinal de 4 mA a 20 mA entre um controlador eletrônico de temperatura e um transdutor de pressão elétrico para pneumático que opera uma válvula de vapor. Ele compara a leitura percentual de saída no 773 com a saída que o controlador eletrônico exibe em um modo de diagnóstico.

A automação fecha o ciclo
Martin quer incorporar mais automação ao equipamento de produção. Ele está desenvolvendo um sistema de controle baseado em PC para toda a planta e todos os equipamentos de produção. A empresa já instalou sensores de umidade para fornecer dados para o novo sistema. Para calibrar e solucionar problemas dos sensores, Martin adquiriu um medidor de temperatura e umidade Fluke 971. “O 971 tornou-se rapidamente uma ferramenta valiosa para monitorar as temperaturas do gabinete elétrico”, disse ele.

Martin vê um sistema baseado em PC como uma forma de fechar o circuito entre os equipamentos de produção da empresa e os sistemas de recuperação de calor de águas residuais.

“Estou projetando o sistema para ser fácil de substituir de uma maneira não permanente para permitir que os equipamentos de produção operem de forma confiável em um estado com desvios de automação”, disse ele. “Decidi que uma solução de controle baseada em PC era a melhor maneira de integrar vários sistemas com ajustes ou substituições lógicas rápidas e fáceis, sem a necessidade de mudanças físicas na fiação.”

Martin disse que não teria sido capaz de implementar tal sistema sem a capacidade de diagnosticar problemas elétricos com precisão e eficiência. “Os medidores Fluke atendem a essa necessidade e fornecem uma janela para o que está acontecendo na planta. Eles fornecem uma visibilidade que me permite diagnosticar problemas rapidamente e então direcionar outras pessoas para resolvê-los. Isso economiza tempo da equipe de manutenção e, mais importante, nos permite manter as máquinas de produção operando com interrupções mínimas para atingir níveis mais altos de rendimento e qualidade. ”

Seu investimento de controle mais recente? O novo alicate amperímetro Fluke 773 miliamperes, para solucionar problemas de sinais de 4 mA a 20 mA. “Embora eu já tenha tido que interromper o circuito e usar meu DMM para medição de corrente em linha, o alicate amperímetro é uma ferramenta pequena realmente inteligente que definitivamente faz o trabalho.”

Para obter mais informações, visite o site da Fluke Corporation na Web em www.fluke.com.