Aktivitäten zur Verringerung des Energieverbrauchs zahlen sich für Hersteller von PET-Flaschen aus
Hersteller senkte seine Energiekosten um mehr als £70.000 mit Unterstützung von Proplas International und Rockwell Automation. Das Projekt hatte eine geschätzte Amortisationsdauer von nur 14 Monaten.
| Zusammenfassung 13 Spritzblasumformungsmaschinen werden über Hydraulik-Pumpen angetrieben. Deren Motoren laufen mit einer konstanten, der hydraulischen Spitzenlast entsprechenden Drehzahl. Energietechnisch war der Betrieb ineffizient, da der Energieverbrauch konstant hoch blieb, während sich der tatsächliche Energiebedarf änderte. Herausforderung Rockwell Automation sollte Proplas eine Lösung liefern, mit der der Engineering-Dienstleister die Energiekosten des Spritzblasumformungsprozesses reduzieren konnte. Lösung Allen-Bradley PowerFlex 700 Frequenzumrichter wurden installiert, um die Pumpenmotoren anzutreiben Die Antriebe arbeiten mit zwei voreingestellten Drehzahlen – einer höheren Drehzahl während der maximalen hydraulischen Last, wenn sich die Gussformen öffnen und schließen, und einer niedrigeren Drehzahl für die Abschnitte mit reduziertem Leistungsbedarf In jeder Maschine wurde ein einzelner Antrieb installiert. Zur Bereitstellung der einfachen Sequenzierungslogik wurden sie jeweils an eine Allen-Bradley Pico Kleinststeuerung angeschlossen Ergebnis Der Stromverbrauch jeder Maschine lag vor dem Umbau bei 40kW, konnte durch die Nachrüstung aber um 11kW gesenkt werden Das Ergebnis ist eine geschätze Verringerung der jährlichen Energiekosten um mehr als £70.000 mit einem Amortisierungszeitrum von weniger als 14 Monaten |
Das britische Unternehmen Proplas International mit Firmensitz in Burnley nahe Manchester genießt einen guten Ruf auf dem Gebiet der Energieoptimierung, insbesondere was Projekte mit Spritzgussmaschinen aller Art angeht. Bei Europas größtem Hersteller von stabilen Plastikverpackungen rüstete der Engineering-Dienstleister vor kurzem 13 Spritzblasumformungsmaschinen zur Fertigung von PET-Flaschen und -Bechern mit Allen-Bradley PowerFlex 700-Antrieben von Rockwell Automation aus. Durch diese Maßnahme konnte Proplas den Energiebedarf der Maschinen um mehr als 27 % senken.
Die bei diesem Projekt umgerüsteten Maschinen stellen eine Reihe von Flaschen- und Weithals-Konservengläsern aus Polyäthylen-Terephthalat (PET) für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie her. Viele große Hersteller und Supermärkte nutzen diese Gefäße für ihre Hausmarken im Lebensmittel- und Getränkebereich. Im Spritzblasformungsprozess lassen sich Plastikgefäße von hoher Qualität herstellen. Dabei fließt geschmolzenes Polymer zunächst in einen Injektionshohlraum und bildet dort das gewünschte Vorformteil. Anschließend folgt eine Konditionierungsphase mit definierter Temperatur, bis die Vorform bereit ist für die Dehnungs- und Blasverformung in die endgültige Gestalt. Dann kommt sie in die Blasverformungszone und die Gussform schließt sich. Ein Vorstreck-Stempel wird eingeführt und dehnt die Vorform in der Länge. Zugleich bläst differenzieller Luftdruck das Werkstück bis zu den Wänden der Gussform auf. Nach einer voreingestellten Abkühlzeit öffnet sich die Form und das fertige Gefäß kann entnommen werden. In der Praxis laufen die vier Phasen parallel zueinander in einem rotierenden Karussell ab.
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Die Lösung von Proplas bestand nun darin, die Pumpenmotoren mit Antrieben mit variabler requenz auszurüsten. Diese sind mit zwei voreingestellten Drehzahlen ausgestattet - einer höheren Drehzahl während der maximalen hydraulischen Last, wenn sich die Gussformen öffnen und schließen, und einer niedrigeren Drehzahl für die Abschnitte mit reduziertem Leistungsbedarf.
„Zusammen mit dem Kunden führten wir etliche Tests durch, um das Potenzial unserer Lösung zu demonstrieren. Wir konnten nachweisen, dass sich der Energiebedarf erheblich senken ließ. Dies hatte entsprechende Kosteneinsparungen zur Folge”, führt Anderson weiter aus. „Das Resultat unserer Tests war, dass uns der Kunde darum bat, 13 Spritzblasformungsmaschinen mit der Antriebslösung aufzurüsten.”
Im Zentrum der Modernisierung standen 13 Allen-Bradley PowerFlex 700 Frequenzumrichter von Rockwell Automation. Diese waren zur Bereitstellung der einfachen Sequenzierungslogik jeweils an eine Allen-Bradley Pico Kleinststeuerung angeschlossen. Die PowerFlex 700-Serie ist eine Produktfamilie von flexibel einsetzbaren Hochleistungsantrieben, die sich einfach installieren und konfigurieren lassen. In der Praxis sind sie in der Lage, Anwendungsanforderungen von einer einfachen Drehzahlregelung bis hin zur anspruchsvollen Drehmomentsteuerung zu erfüllen. „Verfügbares Drehmoment war das zentrale Problem in dieser Anwendung, denn charakteristisch für das Profil waren Spitzen im Bedarf. Hier schalten viele andere Antriebe einfach ab“, verdeutlicht Anderson. „Die PowerFlex-Antriebe liefern jedoch auch in der Praxis das im Datenblatt versprochene Drehmoment. Wir konnten daher ein Produkt mit niedrigerem Energiebedarf auswählen und mussten keine Überlastabschaltung oder einen Motorstillstand befürchten. Dadurch konnten wir zusätzliche Energieeinsparungen für den Kunden realisieren.”Anderson führt weiter aus: „Der Funktionsumfang der PowerFlex 700-Antriebe, ihre Bedienerfreundlichkeit und ihre hohe Zuverlässigkeit waren die entscheidenden Gründe, warum wir auf diese Produkte von Rockwell Automation setzten. Die hervorragende technische Unterstützung von Seiten des Automatisierungsspezialisten bestätigte uns in dieser Entscheidung.” Rockwell Automation unterstützte Proplas zudem mit Lösungen zur effektiven Datenerfassung und -analyse sowie bei der schnellen Korrektur von ineffizienten Prozessschritten und Fehlern.
Für den Kunden brachte die Umstellung erhebliche Energieeinsparungen. Vor der Umrüstung hatte jede Maschine einen Energiebedarf von 40 kW. Dieser Wert konnte durch die Nachrüstung der Antriebe um 11 kW gesenkt werden. Da jedes Kilowatt Energiekosten in Höhe von etwa £500 entspricht, spart der Kunde durch das Projekt ca. £5000 pro Maschine. Die voraussichtliche Amortisationszeit beträgt dabei nur 14 Monate.
Bei Interesse an weiteren Informationen senden Sie eine E-Mail an folgende Adress: info_at@ra.rockwell.com Betreff: Proplas
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