Tun, was nötig ist, um kundenspezifische Textilausrüstungen zu warten

Im Jahr 1838 begann die Familie Martin mit dem Färben und Veredeln von Segeltuch für Anwendungen wie Gepäck, Markisen, Boxringbezüge, Theatervorhänge, Jagdbekleidung und medizinische Bandagen. Um so viele unterschiedliche Kunden zufrieden zu stellen, hat das Familienunternehmen eine breite Palette von Sondermaschinen entwickelt und gebaut. Aber wenn eine Maschine ausfällt, können die Ingenieure und Techniker der Martin Corporation nicht einfach einen Servicetechniker des Herstellers hinzuziehen. Sie müssen das Problem so schnell wie möglich selbst beheben.

Die Martin Corporation wird seit fast zwei Jahrhunderten vom Vater auf den Sohn vererbt. Das Unternehmen wurde in Philadelphia gegründet und zog 1949 an seinen heutigen Standort in Bridgeton, N.J. um. Anlageningenieur Thomas Martin, Sohn des heutigen Eigentümers, gibt an, dass das Unternehmen seit langem eigene Produktionsanlagen entwickelt. Das liegt zum einen daran, dass die Maschinen genau an die Produktionsanforderungen angepasst werden können, zum anderen, weil das Unternehmen Leinwand für eine Vielzahl von Anwendungen färbt und veredelt, viele davon in Nischenmärkten. Daher erfordert seine Ausrüstung ein Maß an Flexibilität, das die meisten Ausrüstungslieferanten übersehen, um spezialisiertere Maschinen zu entwickeln.

„Die Tatsache, dass die meisten unserer Produktionsanlagen im eigenen Haus entwickelt und hergestellt wurden, hat es uns ermöglicht, flexibel auf die Bedürfnisse unserer Kunden zu reagieren und auf dem sehr herausfordernden globalen Textilmarkt wettbewerbsfähig zu bleiben“, sagte Martin.

Die Färbemaschinen des Unternehmens haben zwei Walzen, die den Stoff mit einer Geschwindigkeit von 150 bis 250 Yards pro Minute hin und her bewegen, während er durch ein Bad mit Färbeflotte oder Waschlösung läuft. „Einige unserer Maschinen stammen aus den 1950er Jahren, aber wir verbessern ständig ihre Steuerungs- und Betätigungssysteme“, sagte Martin. Jede Walze wird von einem Hydraulikmotor mit elektrohydraulischer Steuerung angetrieben. Elektromotoren werden verwendet, um die Pumpen anzutreiben, die das Hydrauliksystem antreiben. Die Elektromotoren werden von Frequenzumrichter-Antrieben angesteuert, die Hydraulikpumpen von elektronischen Verdrängungsreglern (EDCs) mit Rampenfunktionen, die ein zu schnelles Starten oder Stoppen der Walzen verhindern. In die Rollen sind Encoder integriert, die Rückmeldungen an die EDCs geben.

Abbildung 1. Das Textilwerk hat viele Motoren, die alle in der hauseigenen Werkstatt gewartet und umgebaut werden. Tom Martin verwendet das digitale Isolationsmultimeter Fluke 1587, um die internen Wicklungen des Motors zu testen und ihren Zustand zu überprüfen.

Du brichst es, du besitzt es
Da das Unternehmen seine Geräte selbst baut, trägt es natürlich die volle Verantwortung für Wartung und Reparaturen.

„Wir hatten schon immer eine außergewöhnlich große Wartungsabteilung“, sagt Martin. „Unsere Geräte arbeiten kontinuierlich unter sehr anspruchsvollen Bedingungen – einschließlich korrosiver Flüssigkeiten, hoher Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit – daher kommt es regelmäßig zu Ausfällen. Und selbst wenn etwas nicht kaputt ist, ist unsere Wartungsabteilung damit beschäftigt, es zu verbessern.“

Die frühen Bemühungen des Unternehmens, seine Geräte zu automatisieren, schlugen nach Martins Ansicht fehl, weil das Unternehmen nicht über das Know-how verfügte, um Fehler an Geräten rechtzeitig zu beheben.

„Die Reparatur defekter Produktionsanlagen erfüllt die Kundenaufträge nicht, daher wurden Automatisierung und elektrische Verbesserungen lange Zeit zurückgestellt, um die allgemeine mechanische Zuverlässigkeit zu verbessern“, sagte Martin.

Um die Produktion am Laufen zu halten, würden die Wartungsmitarbeiter die Automatisierungssysteme übersteuern, damit die Produktion fortgesetzt werden konnte. Dann, vor ungefähr fünf Jahren, übernahm Martin die Verantwortung für die Wartung der elektrischen Anlage und initiierte neue Methoden zur elektrischen Fehlersuche, die die elektrische Zuverlässigkeit der Anlagenmaschinen erheblich verbessert haben – und die Fähigkeit des Unternehmens, auftretende Probleme schnell und effektiv zu beheben und zu beheben.

Abbildung 2. Martin verwendet die Fernanzeige des neuen Fluke 233, um die Versorgungsspannung eines der Antriebsmotoren der Textilspulmaschine anzuzeigen. Die Fernanzeige ermöglicht ihm das Arbeiten in sicherem Abstand zu bewegten Maschinenteilen und unter Spannung. Diese Maschine zu bedienen und die Spannung zu überwachen, war in der Vergangenheit ein Zwei-Mann-Job.

Strom „sehen“
„Ich betrachte mich keineswegs als professioneller, erfahrener Testwerkzeugbenutzer, sondern eher als Maschinenbauingenieur, der sich darauf verlässt, dass meine Testwerkzeuge Elektrizität ‚sehen‘“, sagte Martin. „Ich verwende Fluke-Tools, weil sie so gut funktionieren. Die meisten Messungen, die wir vornehmen, entstehen im Prozess der Problemlösung oder Verbesserung. Wenn nun eine Maschine aufgrund eines Steuerungsproblems den Betrieb einstellt, anstatt das System einfach außer Kraft zu setzen und die Maschine manuell zu bedienen, beginne ich einen Fehlerbehebungsprozess mit der Gewissheit, dass wir die Maschine schnell genug wieder in den vollautomatischen Betrieb bringen können, um Beeinträchtigungen zu vermeiden unsere Produktionsziele. Es ist viel produktiver, ein Problem zu beheben und zu lösen, als die Automatisierung außer Kraft zu setzen – Änderungen vorzunehmen, die rückgängig gemacht werden müssen, wenn das eigentliche Problem behoben ist.“

Martin beginnt normalerweise mit einem Blick auf das Minus-200- bis Plus-200-Milliampere-Signal, das den Servo der Hydraulikpumpe steuert.

„Die Stromzange Fluke 337 ist das erste Werkzeug, das ich verwende, wenn mir zum Beispiel ein Bediener sagt, dass eine Maschine langsamer zu werden scheint, obwohl er die Bedienelemente nicht berührt hat“, sagte Martin. „Ich werfe es um den Draht des Servos. Wenn das Servo mit Strom versorgt wird, liegt das Problem am Servo oder an der Pumpe. Wenn das Servo keinen Strom erhält, liegt das Problem im Upstream, im Steuerungssystem oder in der Verkabelung. Innerhalb von Sekunden kann ich den allgemeinen Bereich des Problems identifizieren. Ich kann das Messgerät zum Elektromotor bewegen, der die Hydraulikpumpen antreibt, und die Ampereanzeige gibt mir eine allgemeine Skala dafür, wie viel Spannung der Stoff hat. Wenn die Stromstärke hoch ist, würde ich nach einem mechanischen Problem suchen, z. B. einem schlechten Lager. Wenn sie niedrig ist, würde ich sofort ein Problem in der Steuerung vermuten.“

Wenn Servo und Pumpe ausgeschlossen sind, verwendet Martin ein Fluke 189 Digitalmultimeter (DMM), um den EDC zu überprüfen. „Ich warte darauf, die 189 durch eine 289 zu ersetzen, aber sie wird einfach nicht sterben“, lachte Martin. Er überprüft den Ausgang des EDC, um zu sehen, ob er ein Laufsignal liefert. Wenn ja, liegt das Problem höchstwahrscheinlich in der Verkabelung zwischen EDC und Servo. Der nächste Schritt besteht normalerweise darin, die Widerstands-Kondensator-Schaltung zu überprüfen, die das EDC-Signal hochfährt. Mit dem 189 misst er auch den Kondensator und den Widerstand.

Abbildung 3. Martin verwendet den Fluke 568, um die Temperatur der Trockentrommeln zwischen den Stoffdurchläufen zu überprüfen. Die Temperatur an den Dosen kann der Bediener durch Einstellen des Dampfdrucks einstellen. Der typische Temperaturbereich beträgt 215 bis 275 Grad Fahrenheit.

Das Vorrichtungs-Bedienfeld steuert auch eine Reihe von elektronisch magnetbetätigten Wasserventilen an jeder Maschine, die heißes und kaltes Wasser zu den Bädern liefern und Kühlwasser zum Hydrauliksystem liefern. Die Ventile haben ein internes Pilotventil, das eine kleine Öffnung öffnet und schließt, die wiederum das Hauptventil öffnet und schließt.

„Früher hatten wir keine Möglichkeit, Probleme mit den Ventilen zu diagnostizieren, daher ersetzten wir normalerweise das gesamte Ventil und brachten es für ausführlichere Tests in die Werkstatt“, erinnert sich Martin. „Das war mit erheblichen Ausfallzeiten verbunden. Jetzt können wir die Ventile an Ort und Stelle diagnostizieren und in den meisten Fällen mit viel weniger Ausfallzeiten reparieren, da der Min/Max-Modus des 189 schnell genug ist, um eine aussagekräftige Messung der Spannungstransienten der Ventile zu ermöglichen.“

Zum Beispiel bleiben die Ventile manchmal in der Ein- oder Aus-Position stecken. Martin behebt dieses Problem, indem er das Ventil, das er öffnen oder schließen möchte, mit Strom versorgt und dann mit einem 189 DMM die Spitze der Spannungstransienten misst, wenn das Ventil nicht mit Strom versorgt wird. „Dies sind 24-Volt-Wechselstromspulen, und wenn ein Ventil richtig funktioniert, gibt es normalerweise nur eine messbare vorübergehende Spitze von 80 Volt Wechselstrom“, sagte er.

Die mechanische Bewegung des Piloten im Ventil verlängert die transiente Spitze, verringert jedoch die gemessene Spitzenspannung. Wenn der 189 beispielsweise anzeigt, dass die maximale Spannung 170 Volt Wechselstrom beträgt, ist dies ein klares Zeichen für ein mechanisches Problem auf der Pilotseite des Ventils.

„Während ich anfangs dachte, dass die Messung der transienten Spitze eine nutzlose Messung wäre, außer für das Entwerfen von Entstörschaltungen, hat mein 189 mir bewiesen, dass es die Leistung und Wiederholbarkeit besitzt, um aussagekräftige Informationen zu liefern, die zur Fehlersuche bei der mechanischen Leistung im Inneren eines Geräts verwendet werden können Magnetventil“, sagte Martin. „Diese eine seltsame Messung hat unsere Fähigkeit zur Fehlersuche, Diagnose und Reparatur installierter Magnetventile im gesamten Werk komplett verändert.“

Vor kurzem sind zwei Temperaturregler ausgefallen. Die Bediener beheben diese Art von Fehler normalerweise, indem sie die Steuerung ausschalten und manuell ein Ein-/Aus-Signal an die Dampfventilbediener senden. Stattdessen verwendete Martin ein digitales Isolationsmultimeter Fluke 1587, um Niederspannungsisolationstests durchzuführen. Diese zeigten, dass die Einheiten nicht kurzgeschlossen waren; vielmehr wurde das Problem auf eine einzelne Karte isoliert, die leicht ausgetauscht werden konnte.

Martin verwendet einen Fluke VoltAlert, um zu überprüfen, ob Drähte stromführend oder tot sind, um den persönlichen Schutz zu gewährleisten, bevor er mit vielen Fehlerbehebungsaufgaben beginnt. Er nutzt den 189 Zähler auch für die Fehlersuche an Frequenzumrichtern an Pumpen, Elektromagnetventilen und Niveausensoren im System zur Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser des Werks.

Abbildung 4 ein Dampfventil. Er vergleicht die prozentuale Ausgabe des 773 mit der Ausgabe, die die elektronische Steuerung im Diagnosemodus anzeigt.

Automatisierung schließt den Kreislauf
Martin möchte mehr Automatisierung in die Produktionsanlagen integrieren. Er entwickelt ein PC-basiertes Steuerungssystem für die gesamte Anlage und alle Produktionsanlagen. Das Unternehmen hat bereits Feuchtesensoren installiert, die Daten für das neue System liefern. Um die Sensoren zu kalibrieren und Fehler zu beheben, kaufte Martin ein Fluke 971 Temperatur-Feuchtigkeits-Messgerät. „Der 971 hat sich schnell zu einem wertvollen Werkzeug für die Überwachung der Schaltschranktemperaturen entwickelt“, sagte er.

Martin sieht ein PC-basiertes System als Möglichkeit, den Kreislauf zwischen den Produktionsanlagen des Unternehmens und den Abwasserwärmerückgewinnungssystemen zu schließen.

„Ich entwerfe das System so, dass es leicht und nicht permanent übersteuert werden kann, damit Produktionsanlagen in einem Zustand mit Automatisierungsbypass zuverlässig arbeiten können“, sagte er. „Ich entschied, dass eine PC-basierte Steuerungslösung der beste Weg ist, um mehrere Systeme mit schnellen und einfachen Logikanpassungen oder Überschreibungen zu integrieren, ohne dass physische Änderungen an der Verkabelung erforderlich sind.“

Martin sagte, er hätte ein solches System nicht implementieren können, wenn er nicht in der Lage wäre, elektrische Probleme genau und effizient zu diagnostizieren. „Die Messgeräte von Fluke erfüllen diesen Bedarf und bieten einen Einblick in die Vorgänge im Werk. Sie bieten eine Transparenz, die es mir ermöglicht, Probleme schnell zu diagnostizieren und dann andere anzuweisen, sie zu lösen. Dies spart dem Wartungsteam Zeit und, was noch wichtiger ist, dass wir die Produktionsmaschinen mit minimalen Unterbrechungen in Betrieb halten können, um einen höheren Durchsatz und eine höhere Qualität zu erreichen.“

Seine jüngsten Kontrollen Investitionen? Die neue Fluke 773 Milliampere-Prozessmesszange zur Fehlersuche bei 4 mA bis 20 mA Signalen. „Während ich früher den Stromkreis unterbrechen und mein DMM für die Inline-Strommessung verwenden musste, ist die Stromzange ein wirklich schickes kleines Werkzeug, das definitiv die Arbeit erledigt.“

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Fluke Corporation unter www.fluke.com.