کاربرد اینورتر در صنعت داروسازی

در کارخانه داروسازی، تغییر کنترل نشده سرعت یک میکسر، افت دبی پمپ یا نوسان فشار هواساز فقط یک ایراد فنی نیست؛ چنین اتفاقی می تواند یکنواختی محصول، شرایط اتاق تمیز و حتی اعتبار یک بچ تولیدی را تحت تأثیر قرار دهد. به همین خاطر، کنترل الکتروموتور ها در این صنعت باید دقیق، تکرار پذیر و قابل پایش باشد. کاربرد اینورتر در صنعت داروسازی دقیقاً با همین نیاز معنا پیدا می کند. اینورتر یا درایو کنترل دور، فرکانس و ولتاژ ورودی الکتروموتور را متناسب با نیاز فرایند تنظیم می کند. در نتیجه، سرعت موتور به جای کارکرد دائمی با حداکثر دور، براساس فرمان سیستم کنترل تغییر می کند. این قابلیت در پمپ ها، فن های اتاق تمیز، میکسر ها، سانتریفیوژ ها، گرانولاتور ها و خطوط بسته بندی اهمیت زیادی دارد.
البته استفاده از اینورتر در کارخانه دارویی تنها به کاهش مصرف برق محدود نمی شود. انتخاب درست درایو می تواند به تثبیت فرایند، کاهش شوک مکانیکی، کنترل بهتر فشار و دبی، ثبت داده های عملیاتی و کاهش توقف خط کمک کند. در مقابل، انتخاب اشتباه توان، نصب نامناسب یا تنظیم نادرست پارامتر ها ممکن است باعث خطای مکرر، افزایش دمای موتور و ایجاد اختلال الکترومغناطیسی در تجهیزات حساس شود.

اینورتر در صنعت داروسازی چه کاری انجام می دهد؟

وظیفه اصلی اینورتر، کنترل سرعت و گشتاور الکتروموتور است. در روش راه اندازی مستقیم، موتور پس از روشن شدن با سرعت نزدیک به مقدار نامی کار می کند؛ حتی اگر فرایند در آن لحظه به تمام ظرفیت موتور نیاز نداشته باشد. این شرایط در پمپ ها و فن ها معمولاً باعث کنترل مکانیکی با شیر یا دمپر می شود که اتلاف انرژی و استهلاک بیشتری ایجاد می کند. با نصب اینورتر، سرعت تجهیز متناسب با مقدار تنظیم شده، فشار، دبی، دما یا سیگنال سیستم کنترل مرکزی تغییر می کند. برای مثال، در یک سیستم تهویه اتاق تمیز، ترانسمیتر اختلاف فشار می تواند اطلاعات را به PLC یا مستقیماً به درایو ارسال کند. اینورتر هم سرعت فن را طوری تنظیم می کند که اختلاف فشار اتاق در محدوده تعیین شده باقی بماند. امکان تعریف زمان شتاب گیری و کاهش سرعت نیز وجود دارد. به این ترتیب، موتور بدون جریان هجومی شدید و ضربه مکانیکی راه اندازی یا متوقف می شود. این ویژگی برای تجهیزاتی که در طول شیفت چند بار روشن و خاموش می شوند، عمر کوپلینگ، یاتاقان، تسمه و اجزای انتقال قدرت را افزایش می دهد.

کاربرد اینورتر در سیستم تهویه و اتاق تمیز داروسازی

کنترل شرایط اتاق تمیز از حساس ترین کاربرد های اینورتر در صنعت داروسازی است. فشار مثبت یا منفی اتاق، تعداد تعویض هوا، دما، رطوبت و جهت جریان هوا باید طبق طراحی فرایند حفظ شوند. باز و بسته شدن در ها، تغییر وضعیت فیلتر های HEPA و تعداد افراد حاضر در محیط می تواند مقاومت مسیر هوا را تغییر دهد. اینورتر با تنظیم دور فن های رفت و برگشت هواساز، به حفظ فشار و دبی مورد نیاز کمک می کند. در این سیستم معمولاً سیگنال سنسور فشار یا اختلاف فشار مبنای کنترل قرار می گیرد. با افزایش افت فشار فیلتر، درایو می تواند دور فن را تا محدوده مجاز افزایش دهد تا جریان هوا ثابت بماند.
 

استفاده از اینورتر در هواساز های دارویی مزایای زیر را دارد:

• کنترل پیوسته فشار مثبت در اتاق های تولید و بسته بندی
• ایجاد فشار منفی در فضاهای دارای مواد پر خطر یا آلاینده
• تنظیم دبی فن متناسب با وضعیت بهره برداری
• کاهش مصرف انرژی در ساعات کم باری
• راه اندازی نرم فن و جلوگیری از ضربه به تسمه و کانال
• ارسال وضعیت کارکرد، فرکانس و خطا به سیستم BMS

در این کاربرد نباید دور فن بدون بررسی مهندسی بیش از حد کاهش پیدا کند؛ چون افت جریان هوا ممکن است تعداد تعویض هوا و الگوی فشار اتاق را از محدوده معتبر خارج کند.

کنترل پمپ آب خالص و سیالات فرایندی با اینورتر

در واحد های دارویی، پمپ ها برای انتقال آب تصفیه شده، آب خالص، محلول های فرایندی، مواد شست و شو و سیالات سیستم های جانبی استفاده می شوند. تغییر سرعت پمپ با اینورتر امکان کنترل دقیق دبی یا فشار را بدون خفه کردن مسیر توسط شیر فراهم می کند. در لوپ های توزیع آب خالص و آب قابل تزریق، پایداری جریان اهمیت زیادی دارد. اگر سرعت پمپ بیش از حد کم شود، احتمال ایجاد ناحیه راکد و افت سرعت گردش سیال وجود دارد. بنابراین، کنترل دور باید با حداقل سرعت مجاز لوپ، طراحی لوله کشی و الزامات بهداشتی هماهنگ باشد.
اینورتر در بوستر پمپ ها هم با دریافت سیگنال پرشر ترانسمیتر، فشار شبکه را ثابت نگه می دارد. هنگام کاهش مصرف، دور موتور کم می شود و با افزایش تقاضا، سرعت پمپ بالا می رود. حفاظت در برابر خشک کارکردن، اضافه بار و تغییرات غیر عادی فشار هم می تواند از طریق منطق کنترلی درایو یا PLC اجرا شود. برای پمپ های جابه‌جایی مثبت باید رابطه سرعت، دبی و فشار مجاز با دقت بررسی شود. افزایش فرکانس بدون توجه به ظرفیت مکانیکی پمپ یا فشار خط، تصمیم ایمنی نیست.

کاربرد اینورتر در میکسر و همزن دارویی

سرعت همزن بر نحوه حل شدن مواد، توزیع ذرات، انتقال حرارت، تشکیل کف و یکنواختی محصول اثر می گذارد. یک دور ثابت برای تمام مراحل ساخت مناسب نیست. ممکن است مرحله افزودن پودر به دور پایین، پراکنده سازی به دور بالاتر و مرحله نگهداری محصول به سرعت متفاوتی نیاز داشته باشد. اینورتر امکان تعریف چند سرعت ثابت یا دریافت فرمان پیوسته از PLC را فراهم می کند. اپراتور می تواند سرعت هر مرحله را مطابق دستور ساخت انتخاب کند و سیستم کنترل هم زمان کارکرد، فرکانس و وضعیت موتور را ثبت کند. این تکرار پذیری برای تولید بچ های مشابه ارزش زیادی دارد. برای میکسر های ویسکوز، تنها توان نامی موتور معیار انتخاب نیست. درایو باید گشتاور لازم در دور پایین، جریان واقعی موتور، اضافه بار لحظه ای و احتمال گیر کردن پره را پوشش دهد. انتخاب اینورتر سبک برای همزن سنگین معمولاً باعث خطای اضافه جریان در زمان شروع یا هنگام افزودن مواد می شود.

نقش اینورتر در گرانولاتور، سانتریفیوژ و تجهیزات فرایندی

گرانولاتور ها، خشک کن ها، کوتینگ پن ها و سانتریفیوژ ها به کنترل سرعت متناسب با مرحله فرایند نیاز دارند. استفاده از اینورتر اجازه می دهد شتاب گیری دستگاه تدریجی باشد و سرعت در محدوده تعریف شده تثبیت شود. در سانتریفیوژ، زمان شتاب گیری، سرعت نهایی و نحوه توقف باید با اینرسی بار هماهنگ باشد. کاهش سریع دور ممکن است ولتاژ برگشتی در باس DC ایجاد کند. در چنین شرایطی باید قابلیت ترمز درایو، مقاومت ترمز یا روش توقف آزاد بررسی شود. در دستگاه های پوشش دهی قرص، تنظیم دور درام بر حرکت قرص ها و کیفیت توزیع پوشش اثر می گذارد. کنترل فن هوای ورودی و خروجی هم می تواند به تثبیت شرایط خشک کردن کمک کند. هماهنگی این تجهیزات معمولاً از طریق PLC و دستورالعمل تعریف شده برای هر محصول انجام می شود.

استفاده از اینورتر در خطوط پرکن و بسته بندی دارویی

ماشین آلات پرکن، نوار نقاله، لیبل زن، کارتنینگ و تجهیزات انتقال محصول باید با سرعت هماهنگ کار کنند. اختلاف سرعت میان بخش ها می تواند باعث تجمع ظروف، سقوط محصول یا توقف های پی در پی شود. اینورتر در خطوط بسته بندی امکان تنظیم سرعت نوار نقاله و هماهنگ کردن آن با ظرفیت ماشین اصلی را فراهم می کند. درایو می تواند از طریق ورودی آنالوگ، شبکه صنعتی یا فرمان PLC کنترل شود. در کاربرد های نیازمند تعیین موقعیت بسیار دقیق، ممکن است استفاده از سروو درایو به جای اینورتر معمولی انتخاب مناسب تری باشد.
برای نوار های انتقال سبک معمولاً کنترل ساده دور پاسخ گو است؛ اما در نوار های شیب دار یا تجهیزاتی با استارت مکرر باید گشتاور راه اندازی، ترمز و عملکرد در سرعت پایین بررسی شود.

کاهش مصرف انرژی با اینورتر در کارخانه داروسازی

بیشترین ظرفیت صرفه جویی معمولاً در فن ها و پمپ های سانتریفیوژ وجود دارد. کاهش دور این تجهیزات می تواند توان مصرفی را به میزان چشمگیری پایین بیاورد؛ چون توان مورد نیاز در بار های گشتاور متغیر با سرعت رابطه غیر خطی دارد.
با این حال، صرف نصب اینورتر کاهش مصرف برق را تضمین نمی کند. اگر تجهیز همواره با دور نامی کار کند یا درایو بدون تنظیم درست روی موتور بزرگ تر از نیاز نصب شود، صرفه جویی محدودی به دست می آید. پیش از خرید باید پروفایل بار، ساعات کار، درصد کارکرد در بار جزئی و روش فعلی کنترل بررسی شود. در پروژه های واقعی، اندازه گیری جریان و توان قبل و بعد از نصب، تصویر دقیق تری از بازگشت سرمایه ارائه می دهد. برای تجهیزی که شبانه روز کار می کند، حتی کاهش محدود توان مصرفی می تواند اثر مالی قابل توجهی داشته باشد.

معیار انتخاب اینورتر مناسب صنعت داروسازی

انتخاب درایو باید با جریان نامی موتور و شرایط واقعی بار انجام شود، نه فقط توان درج شده بر پلاک. نوع بار مشخص می کند که درایو با کاربری سبک، سنگین یا گشتاور متغیر مورد نیاز است.

پارامتر های مهم خرید عبارت اند از:

• ولتاژ و تعداد فاز ورودی
• جریان نامی و جریان اضافه بار موتور
• نوع بار و گشتاور مورد نیاز در دور پایین
• ساعات کارکرد و تعداد استارت در ساعت
• نوع فرمان و پروتکل ارتباطی
• نیاز به کنترل PID، بای پس یا کنترل چند پمپ
• درجه حفاظت و محل نصب
• دمای محیط و ارتفاع محل بهره برداری
• نیاز به فیلتر EMC، چوک یا فیلتر خروجی
• خدمات فنی، قطعات و امکان تأمین مدل مشابه

در محیط های شست  و شو شونده یا دارای رطوبت، استفاده از تابلو با درجه حفاظت مناسب ضروری است. بهتر است درایو خارج از محیط تولید و داخل تابلو برق استاندارد نصب شود؛ مگر آنکه بدنه و مشخصات تجهیز برای نصب محلی مناسب باشد.

نکات نصب اینورتر در محیط دارویی

اختلال الکترومغناطیسی می تواند روی ترانسمیتر ها، تجهیزات اندازه گیری و شبکه کنترل اثر بگذارد. کابل موتور باید شیلد دار و مسیر آن از کابل های ابزار دقیق جدا باشد. اتصال درست شیلد و ارت، رعایت فاصله های نصب و تهویه تابلو هم ضروری است. در کابل های خروجی بلند، تنش ولتاژی روی عایق موتور افزایش پیدا می کند. در این وضعیت ممکن است استفاده از فیلتر dV/dt یا فیلتر سینوسی لازم باشد. اگر موتور قدیمی است، وضعیت عایق سیم پیچ و یاتاقان ها پیش از راه اندازی با اینورتر بررسی شود. پارامتر های درایو هم باید مستند شوند. فرکانس حداقل و حداکثر، زمان شتاب، جریان موتور و نحوه ریست خطا نباید بدون کنترل تغییر کند. تهیه نسخه پشتیبان از تنظیمات، تعویض اینورتر را هنگام خرابی سریع تر می کند.

اشتباهات رایج هنگام خرید اینورتر برای کارخانه دارویی

انتخاب اینورتر فقط براساس کیلووات موتور، رایج ترین خطاست. دو موتور هم توان ممکن است جریان و شرایط بار متفاوتی داشته باشند. بی توجهی به گشتاور شروع، دمای تابلو، طول کابل و نیاز ارتباطی هم بعد از نصب مشکل ساز می شود. خرید مدل بیش از حد ساده برای اتصال به PLC یا BMS می تواند هزینه تغییرات بعدی را افزایش دهد. از طرف دیگر، انتخاب درایوی با امکانات غیر ضروری قیمت پروژه را بالا می برد. راه درست، تهیه مشخصات کامل تجهیز و انتخاب مدلی است که دقیقاً نیاز فرایند را پوشش دهد. کاربرد اینورتر در صنعت داروسازی زمانی نتیجه خوبی دارد که درایو بخشی از طراحی فرایند دیده شود، نه یک وسیله جانبی برای کم کردن دور موتور. برای انتخاب توان، سری و تجهیزات حفاظتی مناسب، کارشناسان ما در دلکو صنعت می توانند مشخصات موتور، نوع ماشین، شرایط تابلو و منطق کنترلی خط را بررسی کرده و گزینه متناسب با پروژه را پیشنهاد دهند.