Maximizar la producción - Reducir el consumo de energía
Hemos logrado alinear la ingeniería adecuada con las soluciones y los productos adecuados, reflejando con éxito la visión de Eaton en este proyecto.
Debido a la creciente demanda, la empresa decidió instalar una cuarta línea de producción, TM4, que la convertiría en el segundo fabricante más grande de Europa, lo que llevaría la capacidad total de la planta a 280 000 toneladas de papel tisú al año.
Debido a la envergadura del proyecto y al espacio limitado disponible, Lila Paper buscaba una solución compacta que fuera fácil de usar, fiable y rentable.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, la empresa optó por los productos de Eaton para gestionar el control y el suministro eléctrico de su nueva máquina, que sería proporcionada por Valmet, un desarrollador finlandés de tecnologías de procesos para las industrias de la celulosa y el papel.
Tras la puesta en marcha de la TM3, Lila Paper se enfrentó a diversos problemas relacionados con la fiabilidad de las comunicaciones, agravados por la naturaleza centralizada del sistema principal de automatización, lo que dificultaba tanto la localización como la resolución de las averías, prolongando considerablemente los tiempos de respuesta.
Además, el fabricante de papel también intentó lograr un mayor ahorro de energía y aumentar la eficiencia y la calidad de la producción. El objetivo era aprovechar todo el potencial de los motores IE4 de última generación en TM4 utilizando convertidores de frecuencia igualmente eficientes, en lugar de los convertidores convencionales instalados en TM3.
Un reto adicional fue el pequeño tamaño de la sala de cuadro eléctrico de baja tensión, así como las dificultades de montaje y mantenimiento causadas por el espacio limitado dentro de cada sección del panel. Por último, el nuevo sistema también tenía que ser capaz de controlar alrededor de 200 motores, manejar un enorme volumen de datos e incorporar diferentes protocolos de comunicación, desde Modbus TCP y RTU hasta Ethernet IP, Profibus DP y CANOPEN, unidos en un solo software.
Para evitar las frecuentes interrupciones de la comunicación en los módulos y variadores que plagaban a TM3, Lila Paper quería una solución que simplificara la resolución de problemas. Debido al gran tamaño de la máquina, Eaton entregó centros de control de motores (MCC) xEnergy que constan de 48 armarios independientes y 98 unidades extraíbles, más 19 armarios de distribución de energía con varias combinaciones de arrancador de motor y armarios de control con convertidores de frecuencia.
Las unidades enchufables mejoran la seguridad del operador y, al ser extraíbles, permiten sustituir o añadir componentes individuales de forma rápida, sin necesidad de aislar todo el sistema. Esto mantiene el tiempo de inactividad al mínimo y permite modificaciones mientras el equipo está energizado. Y en lugar de optar por un único PLC, Eaton propuso un sistema de control modular que constaba de un maestro y varios HMI-PLC locales con herramientas de monitorización para gestionar la configuración del hardware.
Gracias al uso de una amplia gama de dispositivos digitales, TM4 ofrece una serie de ventajas sobre TM3, incluidas notificaciones automáticas por correo electrónico en caso de mal funcionamiento, monitorización y diagnóstico remotos, y mantenimiento predictivo. Además de requerir menos cableado, la nueva solución de Eaton también está totalmente lista para la Industria 4.0 y puede ampliarse fácilmente.
Además, la TM4 destaca por sus avanzadas capacidades de comunicación, posibles gracias a la integración del HMI-PLC XV-303 y el PLC XC-152 con SmartWire-DT, el sistema de cableado inteligente de Eaton, capaz de gestionar grandes volúmenes de datos procedentes de distintos buses de campo. Dado que toda la información de diagnóstico está disponible a nivel de los PLC locales, ya no es necesario apagar las cuatro máquinas en caso de fallo. Los componentes estándar, como los arrancadores de motor y los pulsadores, se conectaron a través del sistema de cableado inteligente. SmartWire-DT pone todos sus datos a disposición centralizada y reduce el coste del cableado. La información proporcionada simplifica la resolución de problemas.
Esta nueva solución no solo es más fiable, sostenible y sostenible, sino también más fácil de usar, dado que puede ser supervisada y reparada por el personal local.
«Con el cambio a PLC en los armarios locales, los técnicos en turno ahora pueden monitorizar fácilmente los arrancadores suaves y los convertidores en busca de fallos y cambiarlos si es necesario, de modo que la presencia de un ingeniero ya no sea necesaria para la resolución de problemas», dice Taner Özgür, ingeniero eléctrico-electrónico sénior de Lila Paper.
Mientras que con TM3, Lila Paper tuvo que dedicar más tiempo y esfuerzo a mapear correctamente la solución, esto podría ser gestionado por el integrador de sistemas en el caso de TM4. En palabras de Erkan Demir, director de proyectos de automatización de Eaton, “el uso de una HMI/PLC facilita el trabajo del cliente, y Lila Paper ahora tiene mayor flexibilidad debido a la mejora de la comunicación con el maestro».
Además de hacer que la línea de producción sea más fiable, el uso de la tecnología de Eaton también permite un ahorro de energía adicional. «En general, los productos de Eaton han mejorado la eficiencia energética de Lila Paper en un 9 %. Y en comparación con los accionamientos estándar de la máquina anterior, el algoritmo interno de los nuevos accionamientos DG1 proporcionará una eficiencia energética adicional, entre el 2 % y el 10 %», dice Erkan Demir.
Para hacer frente a las limitaciones de espacio, Eaton suministró cuadros de distribución xEnergy de doble cara, que además resultan fáciles de instalar y mantener gracias a sus amplios compartimentos para el cableado.
Incluso tras solo unos meses en funcionamiento, la TM4 ya ofrece un rendimiento superior al de la TM3, gracias a su arquitectura modular, la mejora en las comunicaciones y la reducción de incidencias técnicas. De hecho, «ha habido una reducción del 90 % en el número de interrupciones durante el mismo periodo de funcionamiento, de 20 a 2», dice Gökben Kaya, director de la fábrica de Lila Paper.
Del mismo modo, la nueva máquina también es más eficiente, medida por la potencia necesaria para producir una tonelada de papel. Según Gökben Kaya, “para TM3, esto fue de 1100 kWh por tonelada durante la primera puesta en marcha, y se tardaron siete meses en ir por debajo de 900 kWh; con TM4, pudimos reducir esta cifra a 800 kWh ya después de tres meses”.
En palabras de Yılmaz Özcan, director general de Eaton en el país: «Este feedback positivo nos demuestra que hemos logrado combinar la ingeniería adecuada con los productos y soluciones correctos, y que hemos sabido reflejar la visión de Eaton en este proyecto.»
"Aunque la nueva máquina aún se encuentra en fase de optimización —lo que implica que todavía no se han materializado todos los beneficios previstos—, todo avanza según lo planificado, y la nueva solución de Eaton para la gestión, el control y el accionamiento de la energía ya ha demostrado ser un claro éxito.
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