ผู้ผลิตพลาสติกลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด 75% ด้วย MCCB อิเล็กทรอนิกส์ SWM1E ได้อย่างไร

ภูมิหลังลูกค้า

โรงงานอัดรีดพลาสติกขนาดกลางแห่งหนึ่งในรัฐโอไฮโอ เปิดดำเนินการตลอด 24 ชั่วโมง 7 วัน ผลิตฟิล์มและแผ่นโพลีเอทิลีน มีพนักงาน 150 คน และสายการอัดรีด 40 สาย โรงงานเดินเครื่องในอัตราการใช้งานสูง โครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าอาศัยเครื่องตัดวงจรแบบกล่องหุ้ม (MCCB) ชนิดเทอร์โม-แมกเนติกที่ติดตั้งระหว่างการขยายโรงงานในปี 2010 เมื่อความต้องการผลิตเพิ่มขึ้น ข้อจำกัดของเบรกเกอร์เหล่านี้ก็เริ่มปรากฏชัด

ความท้าทายของ MCCB แบบความร้อน-แม่เหล็ก

โรงงานประสบปัญหาเบรกเกอร์ตัดโดยไม่จำเป็นบ่อยครั้งระหว่างการสตาร์ทมอเตอร์ กระแสกระชาก (inrush current) จากไดรฟ์ของเครื่องอัดรีดขนาด 200 HP เกินค่าขีดตัดแม่เหล็กแบบคงที่ ส่งผลให้การผลิตหยุดชะงัก แต่ละครั้งที่หยุดเครื่องใช้เวลาเฉลี่ย 45 นาที สร้างความสูญเสีย 12,000 ดอลลาร์ต่อชั่วโมงจากผลผลิตที่หายไปและของเสีย นอกจากนี้ การขาดการประสานกันแบบเลือกได้ยังหมายความว่าฟอลต์เพียงจุดเดียวอาจลุกลามจนไฟดับทั้งส่วน ทีมซ่อมบำรุงใช้เวลาอย่างมากในการเปลี่ยนและปรับตั้งเบรกเกอร์ใหม่โดยไม่สามารถป้องกันได้อย่างสม่ำเสมอ

ทำไมต้องใช้ MCCB แบบอิเล็กทรอนิกส์ SWM1E?

หลังจากประเมินทางเลือกจากผู้จำหน่ายสามราย โรงงานเลือกใช้ MCCB แบบอิเล็กทรอนิกส์ SWM1E ของ SINGI การตัดสินใจขึ้นอยู่กับสามปัจจัย ได้แก่ เส้นโค้งการตัดที่ปรับได้ซึ่งสามารถปรับให้เหมาะกับลักษณะการสตาร์ทของมอเตอร์ การสื่อสาร Modbus ในตัวเพื่อเชื่อมต่อกับระบบ SCADA ที่มีอยู่ และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเบรกเกอร์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทเดียวกัน ชุดตัดอิเล็กทรอนิกส์ของ SWM1E ช่วยให้ตั้งค่าขีดจำกัดการตัดแบบเวลานาน เวลาสั้น ทันที และกระแสไฟรั่วลงดินได้อย่างแม่นยำ ขจัดปัญหาการตัดโดยไม่จำเป็นพร้อมทั้งรักษาการป้องกันที่เพียงพอ

กระบวนการนำไปใช้

โครงการดัดแปลงนี้ใช้เวลาหกสัปดาห์ ขั้นแรกทำการศึกษาการประสานกันโดยใช้ซอฟต์แวร์ ETAP เพื่อกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเบรกเกอร์แต่ละตัว จากนั้นติดตั้งชุด SWM1E จำนวน 60 ตัวในตู้สวิตช์บอร์ดหลักและแผงจ่ายไฟสามแผง ขั้นตอนที่ท้าทายที่สุดคือการเชื่อมต่อเอาต์พุต Modbus กับ PLC รุ่นเก่าของโรงงานยี่ห้อ Allen‑Bradley ตัวแปลงเกตเวย์และแท็กข้อมูลที่ปรับแต่งเองช่วยให้สามารถตรวจสอบเหตุการณ์การตัดและกระแสโหลดแบบเรียลไทม์ได้ ช่างไฟฟ้าของโรงงานได้รับการฝึกอบรมเชิงปฏิบัติเป็นเวลาสองวันเกี่ยวกับการปรับตั้งค่าและการวินิจฉัย

ผลลัพธ์ที่วัดผลได้

ภายในหกเดือนหลังการจ่ายไฟใช้งาน โรงงานบันทึกผลได้ดังนี้:

• เวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลดลง 75%—จาก 4 ชั่วโมงต่อเดือนเหลือ 1 ชั่วโมงต่อเดือน
• ต้นทุนการบำรุงรักษาลดลง 40%—ขจัดความจำเป็นในการเปลี่ยนเบรกเกอร์ซ้ำแล้วซ้ำเล่า และลดปริมาณสต็อกอะไหล่ลงได้ 8,000 ดอลลาร์ต่อปี
• ประหยัดพลังงาน 3%—เนื่องจากสูญเสีย I²t ลดลงจากการปรับตั้งค่าการตัดไฟให้เหมาะสมที่สุด และการเกิดฮาร์มอนิกที่ลดลง

ความพร้อมใช้งานของสายการผลิตโดยรวมดีขึ้นจาก 94% เป็น 98.5% ช่วยเพิ่มผลผลิตได้ 180,000 ดอลลาร์ต่อปี

เสียงจากลูกค้า

"SWM1E ช่วยให้เราควบคุมการตั้งค่าการป้องกันได้อย่างแม่นยำ เราไม่ต้องเดาอีกต่อไปว่าทำไมเบรกเกอร์จึงตัดวงจร เพราะบันทึกการตัดวงจรบอกได้อย่างชัดเจนว่าเกิดอะไรขึ้น นับเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญสำหรับทีมซ่อมบำรุงของเรา"
— วิศวกรไฟฟ้าประจำโรงงาน ผู้ผลิตพลาสติกในรัฐโอไฮโอ

บทเรียนและคำแนะนำ

สามข้อสรุปสำหรับโรงงานอื่นที่พิจารณาอัปเกรดเป็น MCCB แบบอิเล็กทรอนิกส์:

1. ลงทุนศึกษาการประสานการป้องกัน (coordination study) ก่อนจัดซื้อ ความยืดหยุ่นของ SWM1E' จะเกิดประโยชน์สูงสุดเมื่อมีกลยุทธ์การป้องกันที่ชัดเจน
2. วางแผนการเชื่อมต่อระบบสื่อสารตั้งแต่เนิ่นๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่า SCADA หรือ PLC ของคุณรองรับ Modbus RTU หรือพิจารณาใช้เกตเวย์
3. ฝึกอบรมพนักงานบำรุงรักษาเกี่ยวกับชุดตัดวงจรแบบอิเล็กทรอนิกส์ ความสามารถในการปรับตั้งค่าที่หน้างานช่วยลดการพึ่งพาวิศวกรภายนอก

หากต้องทำโครงการนี้อีกครั้ง ทีมงานจะจัดสรรเวลาเพิ่มขึ้นสำหรับการทดสอบระบบ (commissioning) ชั้นการสื่อสาร เนื่องจากการแมปข้อมูลมีความซับซ้อนกว่าที่คาดไว้

มาตรฐานอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง

• UL 489 เบรกเกอร์แบบกล่องหุ้ม สวิตช์แบบกล่องหุ้ม และกล่องหุ้มเบรกเกอร์ [S] 2021
• IEC 60947-2 สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 2: เบรกเกอร์ [S]. 2019.