Процесс, который превращает недавно срубленное дерево в перевязанную и обернутую стопку одинаковых деревянных досок, представляет собой последовательность механизированных и почти полностью автоматизированных мероприятий. Плюс-минус нечетный оператор крана, водитель вилочного погрузчика или сотрудник диспетчерской, вся история может быть завершена более или менее без участия человека.
Конвейерные ленты а цепи — это артерии системы. Они перемещают древесину через множество этапов операции: от начальной зоны сортировки, через окорку, к фрезерным и распиловочным станкам, через дальнейшие этапы сортировки, в печи и, наконец, на строгание и обрезку. Дополнительные конвейеры удаляют опилки и щепу.
Для получения необходимой им большой движущей силы лесопильные заводы на протяжении всей истории использовали энергетические ресурсы своего времени. В древние и средневековые времена использовалась сила воды; промышленная революция принесла энергию пара и большую механизацию. Современные лесопильные заводы используют природный газ, древесные отходы и мазут в качестве вспомогательного топлива, хотя именно электрическая энергия питает основное оборудование, от окорочных машин и пил до триммеров, обрезных и строгальных станков, а также всех насосов и вентиляторов.
Энергопотребление лесопилки может составлять до 10% от его эксплуатационных расходов. Снижение этого показателя – даже при одновременном увеличении количества кубометров срубленной древесины — имеет основополагающее значение для здоровых перспектив отрасли.
Многого можно достичь за счет модернизации старых, неэффективных двигателей, более подходящей загрузки двигателей и реорганизации приводов с регулируемой частотой вращения системы. Легко монтируется на стену, приводы переменного тока общего назначения может значительно повысить точность и эффективность станков, которые контролируют каждый маневр, начиная с подачи бревен в головную пилу и заканчивая измерением угла наклона линии пиления.
Чем выше степень автоматизации процесса на лесопильном заводе, тем большее значение приобретают энергоэффективные двигатели и приводы. Например, двухпильный обрезной станок, используемый для выпрямления и сглаживания боковых сторон балок, выходящих из головной пилы, автоматизируется путем замены маховика, ранее использовавшегося для регулировки положения пил, одним или несколькими двигателями. Затем система управления приводом отвечает – с точностью до миллиметра – за позиционирование обрезных лезвий.
Уместность приводы с регулируемой скоростью вращения к лесопильному оборудованию отчасти связано с природой сырья. Различные размеры транспортируемых изделий требуют различных скоростей конвейера и скоростей подачи. Если сигнал нагрузки от главного привода, управляющего пилой, передается на привод, управляющий конвейером, подающим древесину в пилу, и на него воздействует привод, подающий древесину в пилу, может быть достигнута регулируемая скорость подачи и постоянная нагрузка на пилу. Производительность повышается одновременно с оптимизацией энергопотребления.
Такая энергетическая система, доступная благодаря установке силовых модулей привода переменного тока, соединенных общей шиной постоянного тока, дополнительно снизит общее потребление киловатт за счет рекуперации энергии торможения в сети переменного тока и циркуляции мощности между приводами.
Возможность быстрой остановки и запуска двигателей не только повышает производительность, но и сокращает время перехода. Когда дело доходит до фрезерного оборудования, преимущества улучшенного торможения в плане безопасности очевидны, особенно там, где пилы расположены близко к дверям доступа. Замена простой тормозной системы с впрыском постоянного тока на систему, управляемую конфигурацией приводов переменного тока, позволяет обеспечить аварийное отключение, активируемое при подаче сигнала на ПЛК открытой дверью, за пару секунд, даже при вращении мельничных головок со скоростью до 3000 об/мин и высокой инерцией.
Само собой разумеется, что приводы и ПЛК, используемые для управления оборудованием мельницы, должны быть соответствующим образом усилены. Помимо этого, физическое расположение оборудования в задней части лесопилки должно быть направлено на то, чтобы направлять проход обработанной древесины через пустые пространства, через которые пыль и мусор могут свободно попадать на конвейерные ленты, необходимые для их удаления.
Для крупнейших лесопильных заводов инвестиционные возможности в новых технологиях по-прежнему обещают все более интеллектуальную сортировку, распиловку и транспортировку древесины — от компьютерной томографии для получения внутренней картины древесины для оптимальной резки до программного обеспечения, предназначенного для определения коммерческой ценности конкретных поставок древесины.
Однако на заводах любого размера и независимо от степени автоматизации ключевым принципом является взаимосвязь в рамках общей картины. На одном уровне это может быть расположение приводов таким образом, что энергия, распределяемая по шине, устраняет необходимость в избыточных тормозных резисторах. С другой стороны, это может быть использование цифровых датчиков и сигналов для выявления возникающих проблем до того, как они приведут к дорогостоящему простою.
Самая эффективная современная лесопилка функционирует как единый, слаженный организм. В этом отношении автоматизация, поскольку она представляет собой совокупность отдельных программируемых элементов оборудования, в конечном счете является способом мышления об интеллектуальном проектировании.
