Faire ce qu'il faut pour entretenir les équipements textiles personnalisés

En 1838, la famille Martin a commencé à teindre et à finir la toile pour des applications telles que les bagages, les auvents, les couvertures de ring de boxe, les rideaux de théâtre, les vêtements de chasse et les bandages médicaux. Pour satisfaire autant de clients différents, l'entreprise familiale a conçu et construit une large gamme de machines sur mesure. Mais lorsqu'une machine tombe en panne, les ingénieurs et techniciens de Martin Corporation ne peuvent pas simplement faire appel à un ingénieur de service du fabricant. Ils doivent le réparer eux-mêmes, dès que possible.

La Martin Corporation s'est transmise de père en fils pendant près de deux siècles. Elle a été fondée à Philadelphie et a déménagé à son emplacement actuel à Bridgeton, dans le New Jersey, en 1949. L'ingénieur d'usine Thomas Martin, fils du propriétaire actuel, déclare que l'entreprise a depuis longtemps développé son propre équipement de production. C'est en partie parce que les machines peuvent être personnalisées pour s'adapter exactement à ses besoins de production, et aussi parce que l'entreprise teint et finit les toiles pour une grande variété d'applications, dont beaucoup sur des marchés de niche. Ainsi, son équipement nécessite un niveau de flexibilité que la plupart des équipementiers négligent au profit de la conception de machines plus spécialisées.

« Le fait que la plupart de nos équipements de production aient été conçus et fabriqués en interne nous a permis de rester flexibles face aux besoins de nos clients et compétitifs sur le marché textile mondial très difficile », a déclaré Martin.

Les machines de teinture, ou gabarits, de l'entreprise ont deux rouleaux qui déplacent le tissu d'avant en arrière lorsqu'il passe dans un bain de liqueur de teinture ou de solution de lavage à une vitesse de 150 à 250 mètres par minute. « Certaines de nos machines datent des années 50, mais nous améliorons continuellement... leurs systèmes de commande et d'actionnement », a déclaré Martin. Chaque rouleau est alimenté par un moteur hydraulique à commandes électrohydrauliques. Les moteurs électriques sont utilisés pour entraîner les pompes qui alimentent le système hydraulique. Les moteurs électriques sont contrôlés par des variateurs de fréquence et les pompes hydrauliques sont contrôlées par des contrôleurs de cylindrée électroniques (EDC) avec des fonctions de rampe qui empêchent les rouleaux de démarrer ou d'arrêter trop rapidement. Des encodeurs sont intégrés dans les rouleaux pour fournir un retour d'informations aux EDC.

Figure 1. L'usine textile possède de nombreux moteurs, et ils sont tous entretenus et reconstruits dans l'atelier interne. Tom Martin utilise le multimètre d'isolement numérique Fluke 1587 pour tester les enroulements internes du moteur et vérifier leur état.

Vous le cassez, vous le possédez
Bien entendu, le fait que l'entreprise fabrique ses propres équipements signifie qu'elle assume l'entière responsabilité de l'entretien et des réparations.

« Nous avons toujours eu un service de maintenance exceptionnellement grand », a déclaré Martin. « Notre équipement fonctionne en continu dans des conditions très exigeantes – y compris des liquides corrosifs, des températures élevées et des niveaux d'humidité élevés – de sorte que les pannes sont fréquentes. Et même quand quelque chose n'est pas cassé, notre service de maintenance est occupé à essayer de l'améliorer.

Les premiers efforts de l'entreprise pour automatiser son équipement ont échoué, selon Martin, car l'entreprise n'avait pas l'expertise nécessaire pour dépanner l'équipement en temps opportun.

"La réparation d'équipements de production cassés ne satisfait pas les commandes des clients, donc pendant longtemps, l'automatisation et les améliorations électriques ont été mises en veilleuse pour améliorer la fiabilité mécanique globale", a déclaré Martin.

Pour que la production continue, le personnel de maintenance annulerait les systèmes d'automatisation afin que la production puisse continuer. Puis, il y a environ cinq ans, Martin a pris la responsabilité de la maintenance du système électrique et a lancé de nouvelles méthodes de dépannage électrique qui ont considérablement amélioré la fiabilité électrique des machines de l'usine - et la capacité de l'entreprise à dépanner et à résoudre rapidement et efficacement les problèmes à mesure qu'ils surviennent.

Figure 2. Martin utilise l'affichage à distance du nouveau Fluke 233 pour examiner la tension d'alimentation de l'un des moteurs d'entraînement de la machine à bobiner les textiles. L'affichage à distance lui permet de travailler à une distance de sécurité des parties mobiles de la machine et de la tension sous tension. Faire fonctionner cette machine et surveiller la tension sous tension aurait été un travail de deux personnes dans le passé.

'Voir' l'électricité
"Je ne me considère en aucun cas comme un utilisateur professionnel d'outils de test, mais plutôt comme un ingénieur en mécanique qui s'appuie sur mes outils de test pour "voir" l'électricité", a déclaré Martin. « J'utilise les outils Fluke parce qu'ils fonctionnent très bien. La plupart des mesures que nous prenons surviennent dans le processus de résolution de problèmes ou d'amélioration. Désormais, lorsqu'une machine s'arrête de fonctionner en raison d'un problème de système de contrôle, au lieu de simplement annuler le système et de faire fonctionner la machine manuellement, je commence un processus de dépannage avec la certitude que nous pouvons remettre la machine en fonctionnement entièrement automatisé assez rapidement pour éviter d'affecter nos objectifs de production. Il est beaucoup plus productif de dépanner et de résoudre un problème que d'outrepasser l'automatisation - en apportant des modifications qui devront être annulées lorsque le problème réel sera résolu. »

Martin commence généralement par examiner le signal de moins 200 à plus de 200 milliampères qui contrôle le servo de la pompe hydraulique.

« La pince multimètre Fluke 337 est le premier outil que j'utilise lorsque, par exemple, un opérateur me dit qu'une machine semble ralentir, même s'il n'a pas touché les commandes », a déclaré Martin. «Je le lance autour du fil sur le servo. Si le servo reçoit du courant, cela indique que le problème vient du servo ou de la pompe. Si le servo ne reçoit pas de courant, alors le problème est en amont, dans le système de contrôle ou le câblage. En quelques secondes, je peux identifier la zone générale du problème. Je peux déplacer le compteur vers le moteur électrique qui entraîne les pompes hydrauliques, et la lecture de l'ampère me donne une échelle générale de la tension sous laquelle le tissu est soumis. Si l'ampérage est élevé, je commencerais à chercher un problème mécanique, comme un mauvais roulement. S'il est bas, je suspecterais immédiatement un problème dans le système de contrôle.

Si le servo et la pompe sont exclus, Martin utilise un multimètre numérique Fluke 189 (DMM) pour vérifier l'EDC. "J'attends de remplacer le 189 par un 289, mais il ne mourra tout simplement pas", a déclaré Martin en riant. Il vérifie la sortie de l'EDC pour voir s'il délivre un signal de fonctionnement. Si tel est le cas, le problème réside probablement dans le câblage entre l'EDC et le servo. L'étape suivante consiste généralement à vérifier le circuit résistance-condensateur qui accélère le signal EDC. Il mesure également le condensateur et la résistance avec le 189.

Figure 3. Martin utilise le Fluke 568 pour examiner la température des tambours de séchage entre les passages de tissu. L'opérateur peut régler la température sur les boîtes en réglant la pression de la vapeur. La plage de température typique est de 215 à 275 degrés Fahrenheit.

Le panneau de commande de l'opérateur du gabarit contrôle également un certain nombre de vannes d'eau à solénoïde électroniques sur chaque machine qui fournissent de l'eau chaude et froide aux bains et fournissent de l'eau de refroidissement au système hydraulique. Les vannes ont une vanne pilote interne qui ouvre et ferme un petit orifice qui à son tour ouvre et ferme la vanne principale.

« Dans le passé, nous n'avions aucun moyen de diagnostiquer les problèmes des vannes, nous remplaçions donc généralement toute la vanne et la rapportions à l'atelier pour des tests plus approfondis », se souvient Martin. « Cela impliquait un temps d'arrêt considérable. Nous pouvons maintenant diagnostiquer les vannes en place et, dans la plupart des cas, les réparer avec beaucoup moins de temps d'arrêt car le mode min/max du 189 est suffisamment rapide pour fournir une mesure significative du transitoire de tension des vannes. »

Par exemple, les vannes se bloquent parfois en position marche ou arrêt. Martin résout ce problème en mettant sous tension la vanne qu'il souhaite ouvrir ou fermer, puis utilise un multimètre numérique 189 pour mesurer le pic de la tension transitoire lorsque la vanne est hors tension. "Ce sont des bobines CA de 24 volts, et lorsqu'une vanne fonctionne correctement, il n'y a généralement qu'un pic transitoire mesurable de 80 volts CA", a-t-il déclaré.

Le mouvement mécanique du pilote à l'intérieur de la vanne prolonge le pic transitoire mais réduit le pic de tension mesuré. Lorsque le 189 indique, par exemple, que la tension maximale est de 170 volts CA, cela indique clairement un problème mécanique du côté pilote de la vanne.

« Alors qu'au début, même si je pensais que mesurer le pic transitoire était une mesure inutile, sauf pour la conception de circuits de suppression, mon 189 m'a prouvé qu'il avait les performances et la répétabilité pour fournir des informations significatives qui peuvent être utilisées pour dépanner les performances mécaniques à l'intérieur d'un électrovanne », a déclaré Martin. "Cette mesure étrange a complètement changé notre capacité à dépanner, diagnostiquer et réparer les électrovannes installées dans toute l'usine."

Récemment, deux contrôleurs de température ont échoué. Les opérateurs résolvent normalement ce type de panne en mettant le contrôleur hors tension et en envoyant manuellement un signal marche/arrêt aux opérateurs de vannes à vapeur. Au lieu de cela, Martin a utilisé un multimètre d'isolement numérique Fluke 1587 pour effectuer des tests d'isolement basse tension. Ceux-ci ont montré que les unités n'étaient pas en court-circuit ; le problème était plutôt limité à une seule carte qui pouvait facilement être échangée.

Martin utilise un Fluke VoltAlert pour vérifier si les fils sont sous tension ou hors tension pour la protection personnelle avant de commencer de nombreuses tâches de dépannage. Il utilise également le compteur 189 pour le dépannage des variateurs de fréquence des pompes, des électrovannes et des capteurs de niveau du système utilisé pour récupérer la chaleur des eaux usées de l'usine.

Figure 4. Martin utilise la pince ampèremétrique de procédé 773 Milliamp pour vérifier le signal de 4 mA à 20 mA entre un contrôleur de température électronique et un transducteur de pression électrique-pneumatique qui fonctionne une vanne à vapeur. Il compare la lecture du pourcentage de sortie sur le 773 avec la sortie que le contrôleur électronique affiche dans un mode de diagnostic.

L'automatisation boucle la boucle
Martin souhaite intégrer davantage d'automatisation dans l'équipement de production. Il développe un système de contrôle basé sur PC pour l'ensemble de l'usine et tous les équipements de production. L'entreprise a déjà installé des capteurs d'humidité pour fournir des données pour le nouveau système. Pour étalonner et dépanner les capteurs, Martin a acheté un thermomètre et hygromètre Fluke 971. « Le 971 est rapidement devenu un outil précieux pour surveiller les températures des boîtiers électriques », a-t-il déclaré.

Martin considère un système basé sur PC comme le moyen de boucler la boucle entre l'équipement de production de l'entreprise et les systèmes de récupération de chaleur des eaux usées.

"Je conçois le système pour qu'il soit facile à contourner de manière non permanente pour permettre à l'équipement de production de fonctionner de manière fiable dans un état avec des contournements d'automatisation", a-t-il déclaré. « J'ai décidé qu'une solution de contrôle sur PC était le meilleur moyen d'intégrer plusieurs systèmes avec des ajustements ou des dérogations logiques rapides et faciles, sans avoir besoin de modifier le câblage physique. »

Martin a déclaré qu'il n'aurait pas été en mesure de mettre en œuvre un tel système sans la capacité de diagnostiquer avec précision et efficacité les problèmes électriques. « Les compteurs Fluke répondent à ce besoin et offrent une fenêtre sur ce qui se passe dans l'usine. Ils offrent une visibilité qui me permet de diagnostiquer rapidement les problèmes, puis de diriger les autres pour les résoudre. Cela fait gagner du temps à l'équipe de maintenance et, plus important encore, nous permet de maintenir les machines de production en fonctionnement avec un minimum d'interruptions pour atteindre des niveaux de débit et de qualité plus élevés.

Son investissement le plus récent dans les contrôles ? Le nouveau Fluke 773 Milliamp Process Clamp Meter, pour le dépannage des signaux de 4 mA à 20 mA. « Alors que je devais auparavant couper le circuit et utiliser mon multimètre numérique pour mesurer le courant en ligne, la pince ampèremétrique est un petit outil vraiment astucieux qui fait définitivement le travail. »

Pour plus d'informations, visitez le site Web de Fluke Corporation à l'adresse www.fluke.com.