Firma DWI MOTION Sp. z o. o. oferuje profesjonalny dobór, kompletację oraz sprzedaż układów napędowych w Polsce oraz Europie. Posiadamy bardzo dużą wiedzę i doświadczenie, którymi chcielibyśmy się z Wami podzielić. Prezentowane przykłady oraz przekazane informacje sprawią, że obcowanie z napędami będzie dla Was czystą przyjemnością i ułatwi podejmowanie decyzji w zakresie doboru i programowania falowników.
Opis obiektu
W połowie okresu wakacyjnego skontaktowała się z nami firma Sądeckie Zakłady Eksploatacji Kruszywa Spółka z o. o., która chciała zmodernizować sterowanie układami napędowymi pomp oraz podajników taśmowych na jednej z kopalni odkrywkowych żwiru. Obiekt zlokalizowany jest na południu Polski w województwie małopolskim. Żwirownia zajmuje się wydobywaniem, przetwórstwem i transportem kruszyw naturalnych takich jak żwir, piasek, kamień. Ważne do zaznaczenia jest, że kruszywa są płukane przez wodę co pozwala wyeliminować wszelkie znajdujące się w nich zanieczyszczenia.
Sądeckie Zakłady Eksploatacji Kruszywa Spółka z o. o. są od ponad 70 lat eksploatatorem złóż kruszywa naturalnego z terenów doliny Dunajca. Na bazie tych złóż produkuje poprzez kruszenie i płukanie różne rodzaje frakcji w postaci grysów, mieszanek, piasków, tłuczni itp. o granulacjach: 8-16mm, 2-8mm, 0-2mm. Firma posiada bardzo duże doświadczenie w produkcji wysokiej jakości materiałów zarówno standardowych jak i specjalnych, które użyte zostały między innymi do budowy zapór wodnych w Czorsztynie i Klimkówce. Obecnie produkowane materiały najczęściej wykorzystywane są do produkcji wysokociśnieniowych rur betonowych, magistrali wodnych, mostów drogowych, kolejowych, elementów wielkopłytowych, kostki brukowej oraz różnego rodzaju betonów towarowych i prefabrykacji.
Modernizowany zakład
Cały zakład tworzy ciąg następujących maszyn: siedem taśmociągów (żwir, piasek, kamień, itp.), dwie kruszarki, hydrocyklon z pompą wody, główna pompa wody, zespół przesiewaczy z płuczkami wody oraz kilka mniejszych podzespołów.
Problemy klienta
Znakomita większość układów napędowych nie posiadała żadnych układów regulacyjnych i była uruchamiana bezpośrednio z sieci za pomocą styczników. Skutkowało to ograniczeniem żywotności elementów mechanicznych, w tym również silników elektrycznych, co zawyżało niepotrzebnie koszty eksploatacyjne. W przypadku układu pomp w momencie rozruchu bezpośredniego klient borykał się z dużymi uderzeniami hydraulicznymi, a ciśnienie wody generowane przez pompy było bardzo wysokie. Brak układów regulujących pracę silników uniemożliwiał dostosowanie prędkości podajników do wydajności produkcji i nie pozwalał na dostosowanie odpowiedniej ilości i ciśnienia wody do procesu technologicznego. Ponadto wydłużony był proces diagnozy usterek silników elektrycznych i części mechanicznych, co również generowało dodatkowe koszty.
Dobór urządzeń i rozwiązań, zakres dostaw
Na podstawie otrzymanych od inwestora danych dotyczących mocy zainstalowanych napędów oraz problemów z jakimi się zmagał, zaproponowaliśmy następujące rozwiązania:
- dobór przemienników częstotliwości dla napędów transporterów, w celu dostosowania prędkości pracy do wymaganej. Dodatkowo przemienniki ograniczą prąd startowy, a każdy rozruch i stop będzie miał łagodny charakter. Operator w każdej chwili będzie mógł sprawdzić na panelu przemiennika aktualne zmienne każdego silnika i podejrzeć stan jego pracy oraz skorygować parametry w razie potrzeby. W przypadku jakiejkolwiek usterki lub nieplanowanej awarii przemienniki podpowiedzą gdzie szukać. Znacznie przyspieszy to proces niwelacji awarii, gdyż nowoczesne przemienniki częstotliwości w pełni zabezpieczają silniki elektryczne i w przypadku jakiejkolwiek awarii wskazują jednoznacznie za pomocą specjalnego kodu, typ i rodzaj usterki.
- dobór przemienników częstotliwości dla napędu pompy głównej oraz hydrocyklonu. Wykonanie zaleceń zniweluje powstające uderzenia hydrauliczne podczas rozruchu i chronić będzie instalację wodną. Podobnie jak w przypadku transporterów zabezpieczone zostaną silniki pomp, a także umożliwiona będzie kontrola pracy i dokonywanie bieżących korekt w zależności od zapotrzebowania. Największym jednak benefitem będą potencjalne oszczędności energii elektrycznej, jakie uzyskamy podczas regulacji prędkości w dół. Mieliśmy wstępne informacje, że pompy generują zbyt wysokie ciśnienie i nie muszą pracować na 100% swojej wydajności. Ponadto podejrzewaliśmy, że mogą być zdławione i powodować niedociążenie silników elektrycznych, co pozwoli nam, dzięki proponowanym urządzeniom uzyskać dodatkowe oszczędności. Wszystkie układy napędowe zamontowane zostały przez lokalną firmę instalatorską, która dostosowała rozdzielnie na obiekcie i dokonała wraz z nami parametryzacji oraz uruchomienia.
Wybór padł na przemienniki z serii CS84, FR-E840 oraz FR-A840. Dlaczego zdecydowaliśmy się na falowniki Mitsubishi? Odpowiedź jest bardzo prosta, ponieważ:
- jako jedyne na rynku mają rozbudowaną funkcjonalność oszczędności energii, o algorytm optymalnego sterowania wzbudzeniem silnika, umożliwiającą dodatkowo zaoszczędzić nawet do 10% energii – żaden inny producent tego nie posiada
- dysponują parametrami oraz funkcjami użytkowymi obniżającymi koszty eksploatacyjne aplikacji, którymi zarządzają
- najwyższa jakość, ponadprzeciętna wytrzymałość i odporność na trudne warunki pracy – jedyny dostawca na rynku oferujący 36 miesięczną gwarancję
- Mitsubishi Electric tworzy produkty w 100% ze swoich części – jeden z niewielu producentów tranzystorów IGBT i jeden z najstarszych na świecie (sprzedający innym producentom falowników)
- lider pod kątem ilości napędów instalowanych co roku na świecie – ponad 2 miliony jednostek rocznie
- 40 lat doświadczenia w produkcji samych przetwornic – pierwsze modele z 1981 roku
- japoński design i precyzja
Lista dostarczonych napędów:
- Transportery – wybór padł na serię CS84. Cztery napędy o mocy 7,5KW oraz dwa napędy o mocy 11KW, modele: FR-CS84-160-60 oraz FR-CS84-230-60.
- Do największego przenośnika z silnikiem o mocy 22KW wytypowaliśmy falownik serii FR-E840 z komunikacją Modbus RTU: FR-E840-0440-4-60.
- Dla napędu głównej pompy wody dobraliśmy przetwornicę FR-A840-01800-E2-60.
- Dla pompy hydrocyklonu zaproponowaliśmy model FR-A840-01160-E2-60.
Efekty końcowe
Osiągnięte rezultaty, potwierdzone pomiarami, potwierdziły osiągnięcie zakładanych przez nas na etapie projektowania oszczędności, a nawet okazały się w przypadku pomp znacznie większe z powodu bardzo mocno przewymiarowanych silników, które w naszej opinii powinny zostać wymienione. Całą realizację możemy podzielić na dwie części:
- sterowanie transporterami kruszywa, piasku, kamieni;
- sterowanie pompami wody;
W przypadku sterowania transporterami, płynna regulacja prędkości oraz eliminacja udarów mechanicznych pozwolą klientowi na szybkie dostosowanie wydajności produkcji w stosunku do pracy z danym urobkiem oraz długą i bezawaryjna pracę układów napędowych. Wszelkie drgania oraz naprężenia mechaniczne zostały całkowicie wyeliminowane. Zminimalizowany został prąd startowy. Możliwe jest dynamiczne hamowanie przenośnikami oraz kontrolowany STOP, co nie było możliwe bez udziału przemienników częstotliwości. W przypadku jakiejkolwiek usterki, typu blokady mechanicznej – przemienniki podpowiadają gdzie szukać danej usterki. Minimalizuje to przestoje i czas naprawy usterki. Żwirownia może pracować szybciej, dokładniej a wszelkie usterki niwelowane są znacznie szybciej.
W przypadku pomp wody, podobnie jak przy podajnikach, rozruch za pomocą falownika wyeliminował udary mechaniczne oraz drgania podczas rozruchu. Możliwy jest również kontrolowany STOP, wizualizowana jest praca silnika pompy, a wszelkie usterki jednoznacznie wskazywane przez sterownik za pomocą kodu błędu. Obsługujemy dwie pompy: główną z silnikiem o mocy 75KW oraz pompę hydrocyklonu o mocy 45KW. Ta pierwsza ma za zadanie ciągłą dostawę strumienia wody na cele procesu technologicznego. Wydajność i ciśnienie pompy z tego powodu musiały zostać na wysokim poziomie dlatego optymalne parametry uzyskane zostały dla obrotów przy wartości 45Hz. W wyniku zmniejszenia prędkości i zależności wynikających z tego faktu uzyskaliśmy 27% oszczędności, a następnie wykorzystując funkcję optymalnego sterowania wzbudzeniem silnika, dostępnej tylko w falownikach Mitsubishi, kolejne 7%.
W przypadku pompy hydrocyklonu próby obiektowe pokazały, że prędkość uzyskiwana przy częstotliwości 50Hz jest o wiele za duża, a generowane ciśnienie strumienia wody za wysokie. Wraz z technologami i operatorami znaleźliśmy idealny punkt pracy, który uplasował się na prędkości uzyskanej przy 38Hz, co skutkowało wygenerowaniem oszczędności na poziomie 59% w stosunku do pracy pompy zasilanej bezpośrednio z sieci. Dodatkowo, tak jak w poprzednim przypadku, włączyliśmy funkcję optymalnego sterowania wzbudzeniem silnika i również uzyskaliśmy bonus w postaci dodatkowych 7% oszczędności. Falownik po włączeniu funkcji advanced optimum excitation control z uwagi na niedociążenie mógł zminimalizować prąd wzbudzenia, co przełożyło się na dodatkowe oszczędności energii elektrycznej, które uplasowały się finalnie na poziomie niespełna 63% w stosunku do pracy pompy zasilanej bezpośrednio z sieci.
Zobaczcie sami:
Podsumowując inwestycja w przemiennik częstotliwości zwróci się klientowi w przeciągu kilku miesięcy eksploatacji. Sama zaś żwirownia pracuje już na pełnych obrotach, generując znacznie większą wydajność, niż sprzed procesu modernizacji układów napędowych w falowniki. Mając na uwadze namacalny dowód w postaci uzyskiwanych korzyści finansowych nikt chyba nie ma wątpliwości jakie falowniki użytkownik wybierze w przyszłości.
Chcesz osiągnąć więcej dołącz do nas – zapraszamy do współpracy
zespół DWI MOTION Sp. z o. o.