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Caso práctico

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Actualización de variadores en Encore Tissue aumenta la productividad

El equipo de soluciones globales de Rockwell Automation aplicó sus capacidades de ingeniería para personalizar una actualización de línea parcial que se integre con el sistema existente para mejorar las tasas de producción de papel tisú

Desafío

  • Diseñar una solución para actualizar los variadores de la máquina de papel tisú a fin de aumentar la velocidad de las líneas de la máquina.

Soluciones

  • Seguridad y control integrados: - controlador de automatización de procesos GuardLogix® con comunicaciones Ethernet
  • Software interconectado con el sistema de control de la máquina de papel tisú
  • Actualización de variadores: - variadores PowerFlex® 755 (de 500 kW y 250 kW) en reemplazo de los variadores de CC existentes
  • Desarrollo y diseño del software de aplicación de la máquina de papel tisú basados en estándares de variadores
  • Solución diseñada para adaptarse al espacio disponible en una pequeña sala de control

Resultados

  • Cumplimiento de los estándares de seguridad actuales: - GuardLogix mitiga los riesgos de seguridad y ayuda a que la máquina cumpla con los estándares de seguridad actuales.
  • Los dispositivos de bloqueo de puertas Guardmaster® evitan el acceso no autorizado por parte del personal de la planta.
  • Mayor velocidad de la línea de la máquina de papel tisú: - la actualización aumentó satisfactoriamente la velocidad de la línea de la máquina de papel tisú para una mayor producción.
  • Mínima interrupción durante la puesta en marcha: - las pruebas de aceptación de fábrica entregadas integraron las pruebas con el hardware y el software de simulación antes de la instalación.
  • Se brindó asistencia técnica local durante la instalación y la puesta en servicio.

La sustentabilidad es un componente clave de la industria de la pulpa y el papel de Australia.Los avances tecnológicos han proporcionado seguridad y la capacidad de reducir el impacto medioambiental, y respaldan la sustentabilidad constante del proceso de producción del papel tisú.

Encore Tissue es una empresa familiar australiana fundada en 1998 por la familia Holckner, constituida por Charlie Holckner y sus dos hijos, David y Mark Holckner.

En la actualidad, la empresa es el principal fabricante de papel sanitario y paños de cocina con una planta de fabricación en Laverton North, Victoria.La filosofía de Encore es fabricar productos de calidad y esforzarse para ser responsables desde el punto de vista ambiental, económico y social.

La materia prima fibrosa proviene de bosques de recrecimiento y plantaciones administrados con responsabilidad.Las fibras provienen de proveedores locales e internacionales que practican la administración sustentable de bosques en línea con estrictos estándares internacionales.Todos los proveedores operan bajo las prácticas y los sistemas medioambientales acreditados por el Consejo de Administración Forestal.

Encore Tissue se compromete a lograr crecimiento económico sustentable que sea beneficioso para las generaciones actuales y futuras, sin amenazar los recursos o los sistemas biológicos del mundo en el que operamos.

La empresa se compromete a mejorar constantemente su proceso de fabricación, a medida que se convierte en un actor principal dentro de la industria.Como testimonio de este compromiso, Encore Tissue decidió actualizar una parte de su línea de producción de papel tisú para mantenerse a tono con la última tecnología, aumentar la producción y ayudar a los clientes a que ofrezcan un producto de mejor calidad que excediera sus requisitos.

El alcance del proyecto era actualizar la máquina de papel tisú original, que fue puesta en marcha en 2003, para incorporar nuevas tecnologías y mejorar las tasas de producción.

Cómo impulsar el aumento de la producción de papel tisú

La máquina de papel tisú original de Encore procedía de Italia y tenía componentes de Reliance Automation suministrados por Rockwell Automation.La máquina de papel tisú se trasladó desde Velcarta, en el sur de Italia, y se instaló en 2002/2003 en el sitio de Encore Tissue ubicado en Laverton North, lo cual permitió a Encore proveer una gama completa de productos de papel tisú convertido reciclado y virgen de varias capas.

Durante la reubicación de la máquina de papel tisú, los variadores de CC originales Reliance que se encontraban al final de su vida útil se actualizaron a variadores de CC más nuevos FlexPak 3000, lo que dio comienzo a la relación entre Encore Tissue y Rockwell Automation.Sin embargo, como la demanda de los productos de Encore continuaba creciendo, la máquina de papel tisú original requirió una actualización que usaría nueva tecnología para mejorar la calidad y la producción.

Según Mark Camilleri, gerente de proyectos de Encore Tissue, “Hemos disfrutado una larga relación con Rockwell Automation.La empresa actualizó nuestros variadores en 2003, de manera que cuando nos embarcamos en la última actualización de la línea, la invitamos a licitar para el proyecto y una vez más, su enfoque, su solución y sus capacidades hicieron que fuera la opción más lógica”.

El proceso de fabricación del papel tisú comienza con la pulpa, que es aproximadamente 99.8 por ciento agua y 0.2 por ciento fibra.Una bomba grande llamada “bomba ventilador” bombea esta pulpa dentro de la máquina, a través de una caja de entrada que distribuye la pulpa en una tela formadora que crea la hoja de papel tisú.Esta hoja luego se transfiere a un fieltro y se transporta a través de la máquina.

El fieltro pasa por un rodillo de succión, que quita parte del agua de la hoja antes de que la hoja de papel tisú se transfiera a un gran tambor presurizado y calentado por vapor llamado secador Yankee.El secador Yankee sigue secando la hoja de papel tisú, con la ayuda de campanas calentadas por gas, hasta que la hoja es 95 por ciento fibra y solo 5 por ciento agua antes de que se crespe fuera del Yankee y la enrolladora Pope lo enrolle en mandriles de cartón, creando así el rollo primario terminado.

Para ganar kilovatios adicionales y aumentar la producción con la nueva máquina, se actualizaron los variadores de CC FlexPak 3000 de la bomba ventilador, la prensa de succión y los rodillos formadores con cuatro nuevos variadores de CA PowerFlex® 755 y el sistema de control existente se actualizó a GuardLogix® para abordar los requisitos de seguridad.

“Como parte del proceso de diseño, fuimos a la planta a medir la sala para ver si los variadores entraban en el espacio existente, pero como las medidas del variador de CA son mucho más grandes que las de los variadores de CC, tuvimos que cambiar la configuración del variador a fin de que entrara en la sala.

Esto implicó cambiar la disposición de algunos de los variadores y colocar los paneles del disyuntor del lado izquierdo, en lugar del lado derecho, de manera que se alinearan con las luces altas del techo”, señala Peter Tomazic, consultor principal de soluciones de Rockwell Automation.

“La máquina de papel tisú requirió un sistema de alta corriente, la alimentación entrante era de 4,000 amperios; por lo tanto, esto significó encontrar un sistema de barras con una clasificación adecuada.Además, debido a que se conservó al menos el 50 por ciento del gabinete, tuvimos que garantizar que se conjugara con aquellos gabinetes existentes y que el sistema se integrara con eficacia”, explica.

Según Mark Camilleri, “Para que la empresa continúe creciendo, necesitamos mantenernos en contacto con la tecnología más avanzada y proporcionar un producto de alta calidad a nuestros clientes.El equipo de Rockwell Automation pudo personalizar nuestros paneles y soluciones para que se adaptaran a nuestros requisitos y maximizó nuestra producción”.

Seguridad integrada

Encore se compromete a mejorar su proceso de fabricación y también a cumplir con los requisitos de seguridad.Cuando la máquina de papel tisú se puso en marcha inicialmente, se usó la red ControlNet para el control del sistema de variadores, ya que Ethernet todavía no estaba lo suficientemente madura.Ahora, Ethernet proporciona las capacidades para realizar todo el control coordinado del sistema de variadores, así como la seguridad y la E/S estándar en la red única.

“Como parte de la actualización, se usó GuardLogix para combinar control y seguridad en la plataforma única, y ayudó a que la planta cumpliera con los reglamentos de seguridad actuales y futuros.Otro beneficio de la seguridad y el control integrados es que se redujeron los costos de instalación y los tiempos de configuración.Además, también usamos dispositivos de bloqueo de puertas Guardmaster® de Allen-Bradley® para evitar el acceso no autorizado del personal de planta a la sección del rollo de la máquina, cuando está en un estado que puede ser peligroso”, afirma Matthew Barrett, ingeniero superior de proyectos de Rockwell Automation.

Personalización del software

Según Matthew Barrett, “Suministrar el producto es la parte fácil pero comprender cómo está diseñado para funcionar es mucho más complejo.Con este tipo de equipo necesita asegurarse de que los variadores se estén ejecutando a la misma velocidad para evitar daño mecánico o roturas, de manera que hay una buena dosis de inteligencia en la manera en que se diseñan los variadores.Hemos desarrollado bibliotecas de software para estos tipos de aplicaciones como resultado de años de experiencia, que ahorran tiempo de diseño y mejoran la confiabilidad”.

El sitio de Encore ahora ha evolucionado a través de tres generaciones de soluciones de Rockwell Automation y ha migrado gradualmente equipo; de manera que, en algunos años, cuando algún equipo restante necesite actualización, podrán hacerlo fácilmente.

“Poder migrar en etapas es bueno desde un punto de vista económico, y hay mucha versatilidad en el producto, lo cual hace que la integración de la nueva solución con nuestro equipo existente sea transparente”, afirma Camillieri.

Como parte de la prueba del sistema, se llevó a cabo una prueba de fábrica completa para minimizar el tiempo improductivo después de la instalación.Esto demostró que todo el sistema estaba trabajando como un sistema seco y también validó algunas funciones.Durante el proceso de puesta en marcha, se siguió un protocolo estándar que facilitó la instalación y garantizó que no hubiera tiempo improductivo.

Ciclo de vida sustentable

De acuerdo con David Holckner, director de Encore Tissue: “Hoy tenemos tres generaciones de miembros de la familia Holckner trabajando juntos, respaldados por un equipo de administración dedicado, y todos deseamos abordar el desafío de continuar construyendo nuestra empresa, ofreciendo a nuestros clientes papel tisú de mejor calidad y productos innovadores con la nueva capacidad”.

El agua es un recurso clave en la fabricación de papel, e intentar reducir el uso de agua ha sido un proyecto clave para Encore Tissue.Desde el inicio, la cantidad de agua usada por tonelada de papel fabricado se ha reducido en un 65 por ciento.Esto ha sido posible, en gran medida, gracias a la reutilización y el reciclado del agua dentro del proceso de fabricación.

“La solución usa la energía en forma más eficiente y nos ayuda a usar menos agua en el proceso de fabricación, especialmente a medida que la ponemos en movimiento y la hacemos trabajar a máxima capacidad.La integración y la puesta en marcha fueron sencillas, lo cual implica que nos pusimos a trabajar sin tiempo improductivo significativo y que ya estamos familiarizados con la apariencia del producto, lo cual facilita su operación.Como resultado de la solución, la máquina de papel tisú ahora ha aumentado la producción, que fue el impulsor clave del negocio”, señala Mark Camillieri.

“Disfrutamos trabajar con Rockwell Automation, es una empresa muy profesional que conoce bien su producto.Trabajar con ellos es fácil y ofrecen versatilidad dentro de sus productos y servicios, por lo cual no dudaríamos en recomendar Rockwell Automation a nuestros clientes”, destaca.

Allen-Bradley, ControlLogix, GuardLogix, PanelView, PLC-5, PowerFlex y Rockwell Software son marcas comerciales de Rockwell Automation, Inc.

EtherNet/IP es una marca comercial de OVDA.

Los resultados que se mencionaron anteriormente son específicos del uso de Encore Tissue de los productos y servicios de Rockwell Automation junto con otros productos.Los resultados específicos pueden variar para otros clientes.

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