Zray достигла эталонного показателя 4 200 часов непрерывной работы благодаря усовершенствованию системы управления

Компания Zray завершила комплексную программу оптимизации систем управления, применяемых во всей линейке картоноформирующих машин, достигнув подтвержденного эталонного показателя непрерывной работы в 4 200 часов при нулевом количестве остановок, связанных с системой управления. Модернизированная архитектура управления внедрена на всех новых машинах, поставляемых с января 2026 года, и доступна в виде пакета модернизации для существующих установок.

Инициатива по оптимизации была продиктована эксплуатационными данными, собранными с более чем 60 машин, работающих в производственных условиях Европы и СНГ. Анализ 18-месячного объема сервисных записей выявил три основных источника простоев, связанных с системой управления: потери связи сервоприводов в условиях пиковых нагрузок, задержки отклика HMI-интерфейса при быстрой смене форматов и тепловой дрейф показаний аналоговых датчиков, влияющий на точность нанесения клея.

Инженерная команда Zray в сотрудничестве с партнером по автоматизации Siemens перепроектировала архитектуру системы управления на основе распределенной топологии с резервированными каналами связи. Основной ПЛК модернизирован до контроллера серии Siemens S7-1500 с временем цикла 1 мс, а сервоприводные оси теперь управляются по протоколу Profinet IRT (изохронная связь реального времени), обеспечивающему детерминированный обмен данными с джиттером менее 1 микросекунды.

«Надежность системы управления — это фундамент, на котором строится механическая производительность, — заявил главный инженер Zray. — Машина может обладать превосходной механической конструкцией, но если система управления не в состоянии поддерживать точную синхронизацию в ходе длительных производственных циклов, под угрозой оказывается качество каждой коробки. Наш эталонный показатель в 4 200 часов демонстрирует, что наша архитектура управления теперь соответствует мировому уровню».

Ключевые технические усовершенствования

Оптимизация системы управления охватила несколько критических областей:

• Резервирование связи сервоприводов: каждая сервоприводная ось теперь подключена двумя кабелями Profinet, проложенными по раздельным кабельным трассам, что исключает единичные точки отказа связи. При отказе основного кабеля система переключается на резервный канал в течение 10 мс без прерывания работы машины.
• Алгоритм термокомпенсации: собственный программный модуль компенсирует температурный дрейф датчиков в клеевой системе. Термопары, встроенные на каждой аппликаторной станции, передают в ПЛК данные о температуре в реальном времени, который корректирует тайминг клеевого клапана с точностью до 3 мс для поддержания точности нанесения клеевой нити во всем рабочем диапазоне температур от 15 °C до 40 °C.
• Предиктивное кэширование HMI: программное обеспечение HMI теперь предварительно загружает параметры переналадки формата в память контроллера при выборе рецепта, сокращая время выполнения последовательности переналадки в среднем на 8 секунд и устраняя задержки отклика HMI, ранее возникавшие при быстром переключении форматов.
• Расширенная диагностика: внедрена структурированная классификация неисправностей, насчитывающая более 180 машинно-специфичных кодов сигналов. Каждый сигнал регистрируется с временной меткой, указанием затронутой оси или компонента и трехуровневой классификацией серьезности. Эти данные передаются на платформу удаленной поддержки Zray для анализа тенденций.

Результаты валидации

Модернизированная система управления прошла ускоренные ресурсные испытания на испытательном стенде Zray в Ханчжоу, где машина ZR-450SP проработала непрерывно в течение 4 200 часов — что эквивалентно примерно 12 месяцам односменного или 6 месяцам двухсменного производства. За этот период:

• Остановки, связанные с системой управления: ноль
• Отказы связи сервоприводов: ноль (предыдущее поколение в среднем 0,7 отказов на 1 000 рабочих часов)
• Точность позиционирования клеевой нити: стандартное отклонение 0,12 мм, неизменное с первого по 4 200-й час
• Время переналадки формата: в среднем 11,2 секунды (вызов рецепта через HMI) против 19,5 секунды на предыдущем поколении системы управления

Внедрение у заказчика и отзывы

Первая серийная машина, оснащенная модернизированной системой управления, была поставлена немецкому упаковочному конвертеру в феврале 2026 года. После 1 900 рабочих часов машина поддерживает показатель готовности 99,1% при отсутствии событий простоя, связанных с системой управления.

«Разница в эксплуатационной стабильности ощутима, — сообщил руководитель службы технического обслуживания предприятия. — На наших старых машинах мы сталкивались как минимум с одним отказом связи каждые две-три недели, требовавшим перезагрузки контроллера. С новой системой мы ни разу не перезагружали контроллер. Это принципиально изменило нашу уверенность в возможности эксплуатации машины без присмотра в перерывах».

Zray планирует распространить модернизацию системы управления на платформы трехдетальных картоноформирующих машин и машин для закрывания крышек подарочных коробок к четвертому кварталу 2026 года, при этом комплекты модернизации будут доступны примерно для 85% машин, находящихся в эксплуатации.