Paperikoneen taajuusmuuttajien käyttövarmuuden parantaminen

Abstract

Ennakoivalla kunnossapidolla on tärkeä tehtävä katkeamattoman tuotannon varmistamisessa. Ennakoiva kunnossapito tähtää ylläpitämään laitteiden toimintakykyä ja vähentää tällöin tuotannonmenetyksiä. Automatisoidussa prosessinvalvonnassa myös kenttäväylätekniikkaa hyödynnetään entistä laajemmin laitteiston kunnonvalvonnassa.

Työssä tutustutaan taajuusmuuttajien ennakkohuoltotarpeisiin sekä seurantatyökaluihin. Tutkitaan myös paperikoneen linjakäytön kenttäväylän kehitysmahdollisuuksia. Työssä perehdytään käytössä olevaan väyläratkaisuun ja siihen, kuinka tämä palvelee teollisuuden tarpeita. Käytössä olevaa Profibus-kenttäväylää verrataan Profinet-väylään. Tutkitaan, miten ethernetiin pohjaavaan väylään siirtyminen toisi lisäarvoa kasvavaan diagnostiikan keruun tarpeisiin.

Lopussa tutustutaan taajuusmuuttajan ennakkohuoltoa varten kehitettyyn työkaluun ja sen tuomiin hyötyihin. Verrataan myös väyläratkaisujen ominaisuuksia toisiinsa ja pohditaan, miten käytössä oleva kenttäväylä vastaa paperikoneen ennakkohuollon tarpeisiin ja miten se voisi hyötyä uudistuksesta.

Työn lopputuloksen voidaan todeta, että toimiva ennakkohuolto auttaa ylläpitämään taajuusmuuttajan toimintakykyä. Tämä puolestaan parantaa tuotantovarmuutta. Ennakkohuoltotoimenpiteiden toteutumiselle sekä seurannalle suunniteltu työkalu toimii kunnossapidon välineenä.

Kenttäväylän tutkiminen tuo esiin diagnostiikan saatavuuden hyödyt ennakoivalle kunnossapidolle. Väylävertailussa käy ilmi Profinet-väylän riittävyyden nykyisen diagnostiikan keruussa. Ethernet-pohjaisen kenttäväylän tuomat hyödyt löytyvät nopean tietoliikenteen muodossa, sekä joustavammassa verkkorakenteessa.

Preventive maintenance plays an important role when striving to avoid unplanned downtime and securing production. It aims to maintain a high performance on the machinery and thereby minimizing any production loss. Field bus technology is also used as a tool for device monitoring and diagnostics.

In this thesis we will get to know the maintenance requirements of frequency converters and what kind of solutions are used for tracking scheduled maintenance. This thesis also dives into the network solution of a paper machine sectional drive system. We’ll look into the network solutions in how it is serving the need of the industry. The paper machine uses Profibus field bus. Here we examine its features and compare it to an upgraded network solution, Profinet. The main interest is finding the most beneficial tool for preventive maintenance.

Finally, we look into developing a more versatile tool for preventive maintenance. We also argue if an upgrade in the network solution gives more value to preventive maintenance.

As a result, we find that an effective preventive maintenance helps maintain the performance level of a frequency converter. This improves production reliability. The tool created for maintenance crew is designed to help implement and track preventive maintenance for critical frequency converters.

Examining the network solutions show the benefits of diagnostics availability in preventive maintenance. We find the existing field bus solution sufficient for current diagnostics requirements. In comparison, an upgrade to the ethernet based network can handle more traffic without having to compromise speed. It also allows more flexibility in network structure.