ロパレックス社、電圧低下プロテクタで生産稼働を維持

粘着性のある製品

ロパレックス社は、特殊なシリコーンやポリマーなどでコーティングされた紙やフィルムの基材である剥離ライナーを製造する世界最大手のメーカです。

このライナーは自己粘着性の表面原紙に貼り付けられ、製品ラベルなどの製造時や最終用途で表面原紙を貼り付ける際に剥がすことができます。

ロパレックス社の剥離ライナーは、テープや外壁ライナーから、家屋を風雨から守る屋根カバーや、粘着性の皮膚パッチを通して薬物を送達する経皮吸収型医療製品まで、幅広い製品に使用されています。

ウィスコンシン州ハモンドにある同社の305,000平方フィートの生産施設では、10年以上にわたって、最大の生産ラインを中断させる電圧降下が年に数回発生していました。

電圧降下とは、公称電圧が10%以上低下することで、瞬く間に発生します。

短時間であっても、こうした電圧降下は生産設備にさまざまな影響を与えます。

例えば、低いDC電圧を必要とする制御装置や産業用コンピュータに障害を与える可能性があります。また、非常停止回路のリレーをトリップさせたり、ドライブのDCバスに低電圧状態を生じさせたりすることもあります。

このような事象は、生産のダウンタイム、電気機器の損傷、スクラップの増加、生産目標の未達をもたらす可能性があります。

さらに悪いことに、このような電力問題を診断することができないため、プラントの担当者は電力問題を理解し、軽減することができません。

ロパレックス社は、このようなエネルギー事象の影響を軽減するために、電圧降下が発生してもトップ生産ラインを稼動させることができるように、降下修正システムを導入しました。
 

電圧降下が生産の足かせに

ハモンドの施設は約6マイルのユーティリティフィードの端に位置しており、ロパレックス社はその電力品質が理想的でないことを知っていました。しかし、電力品質を調査する方法がありませんでした。

ロパレックス社は、電圧降下の問題をより的確に把握するため、最大の塗装ラインにAllen-Bradley®のi-Sense®およびi-Grid®インテリジェント･ネットワーク･システムを導入しました。長さ約250フィートのこのラインは、タンデム押出、インラインコーティング、スリット機能を備え、最高毎分2,000フィートの速度で稼動します。

i-Sense電力モニタを導入すると、生産ラインの電力品質フィードがクラウドベースのi-Gridアプリケーションに送信され、i-Gridアプリケーションは電力イベントデータを収集･分析してから工場の担当者に配信します。

ロパレックス社のハモンド工場でエンジニアリングマネージャーを務めるグレッグ･ウェイヤー氏は次のように述べています。「250ミリ秒未満で80%の電力品質範囲にある電圧低下の発生でさえ、私たちをダウンさせる可能性があることを学びました。このような一見小さな現象が、ライン全体をダウンさせたり、通信を停止させたりするのです。」

シャットダウンのたびに、作業員が製品を片付け、ラインを再び動かすのにかかる時間にもよりますが、ダウンタイムは45分から数時間にも及びます。

また、部分的に処理された製品はリサイクルや回収ができないため、各停止のたびに10,000フィートから15,000フィートの廃棄物が発生しました。

ウェイヤー氏は、生産時間の損失と廃棄物を考慮すると、電圧低下に関連するダウンタイムは平均で約5,000ドルのコストになると見積もっていました。

また、このラインでは近年、電圧低下関連のダウンタイムが年平均約20回発生していたことを考えると、このエネルギーイベントはロパレックス社にとって、たった1本のラインで年間約10万ドルのコストになっていたことになります。
 

電圧低下プロテクタ

電力品質と生産上の問題を関連付けるデータを手に入れたことで、ウェイヤー氏は是正措置を講じるためのゴーサインを受けました。

無停電電源装置(UPS)システムのような完全なバックアップ電源は、生産ラインの規模からすると高価すぎるものでした。そのかわりに、ウェイヤー氏はAllen‑Bradleyの電圧低下プロテクタ(DySC®)製品を採用しました。

このバッテリ不要の製品は、二重変換インバータ技術を使用し、短時間の停電や瞬時停電時に最大5秒間のライドスルーを実現します。0.25kVAから2000kVAまで拡張可能で、機械全体または施設全体の保護に対応します。

i-Sense/i-Gridシステムの助けを借りて、ウェイヤー氏と彼のチームは、電力品質イベントがシャットダウンの原因となっているハモンド生産ラインの主要制御エリアを特定しました。これにより、DySC製品を導入する場所が決定されました。

生産ラインは7つの統合システムで構成されており、それぞれが独立した制御システムを備えています。

ウェイヤー氏と彼のチームは、これらの制御盤に1台ずつDySC製品を設置し、さらに工場全体に電力を供給するエアコンプレッサに8台目のDySC製品を設置しました。
 

90%削減

ウェイヤー氏は当初、DySC製品を設置した状態で、生産ラインが電圧降下の50%を乗り切れるようにするという目標を掲げていました。

その目標をはるかに上回り、約90%の電圧降下を乗り切ることができました。これは、ダウンタイムの削減と製品の節約によって、年間約9万ドルの節約につながりました。

ウェイヤー氏は次のように述べています。「DySC製品を導入してからの2年間で、このラインがダウンしたのは4、5回だけです。DySCがなければ、この2年間で約40件の電圧低下によるダウンが発生していたでしょう。」

さらに、このラインだけでなく、ハモンド施設にある他の7つのラインに不可欠なエアコンプレッサは、ほぼすべての電力品質イベントを乗り切ることができるようになりました。

ウェイヤー氏は当初、DySCシステムが50%のライドスルー目標を達成すれば、2年以内に採算が取れると見積もっていました。

しかし、予想以上のパフォーマンスにより、システムは1年足らずでコストを回収できました。

現在、ウェイヤー氏はDySCシステムをハモンド工場の他の部分にも導入する計画を持っています。

ウェイヤー氏は次のように述べています。「2つのブローフィルムラインにDySC製品を導入することを検討しています。電圧降下は、これらのラインで多くの障害問題を引き起こす可能性があり、その回復には頭痛の種となります。」

また、機器や電子機器を損傷する可能性もあります。DySC製品は、これら2つの問題に対処するのに役立つと考えています。

上記の結果は、ロパレックス社がロックウェル･オートメーションの製品とサービスを他の製品と組み合わせて使用した場合のものです。特定の結果は、他の顧客では異なる場合があります。

Allen‑Bradley, DySC, i-Grid, およびi-Senseは、Rockwell Automation Inc.の商標です。