Zur Zeit steht die Kreativität in der Bierproduktion wieder hoch im Kurs. Neben altbekannten und beliebten Sorten ist es auch reizvoll, neue und besondere Ideen auszuprobieren. Dafür steht der dynamische Trend des Craft Beer, das durch lokale Traditionen und langsame Brauvorgänge geprägt ist – hier geht es also mehr um den Einfallsreichtum des Braumeisters als um industrielle Massenproduktion.
Die Kapazität der Brauanlage ist dabei nicht ausschlaggebend für die Qualität des Ergebnisses. Vielmehr kommt es darauf an, dass die Automatisierungstechnologie den Braumeister dabei unterstützt, seine Ideen in die Praxis umzusetzen und seine Kreationen zu verfeinern. zenon antwortet damit auf den wachsenden Appetit nach kreativem Brauen mit Wettbewerbsvorteilen durch Flexibilität bei gleichzeitig überschaubaren Kosten. Gute Automatisierungstechnologie sorgt für mehr Erfolg und Zufriedenheit sowie weniger Stress bei F&B-Produzenten und Systemintegratoren.
Dieser Artikel soll Systemintegratoren die Implementierung einer Steuerungslösung für Brauprozesse mit zenon näher bringen. Die folgende generische Lösung ist darauf ausgerichtet, einerseits sämtliche allgemeine Anforderungen aus der Food & Beverage-Branche zu erfüllen, andererseits auch auf individuelle Anforderungen einzugehen.
Systemintegration in 4 Schritten
In jedem Projekt ist der Systemintegrator üblicherweise auf den wertvollen Input eines Prozessspezialisten (z.B. des Braumeisters) angewiesen, um die Anforderungsspezifikation (user requirement specification, URS) definieren zu können.
Schritt 1: Anlageverwaltung
In dieser Instanz bezieht sich die URS konkret auf die Anlage, die das Subjekt der Chargensteuerung ist. Für jede Teilanlage, wie z.B. Maischbottich, Läuterbottich, Würzebottich oder Whirlpool, müssen Grundfunktionen spezifiziert werden. Die mechanischen Komponenten und die benötigten Anlagenmodule werden im Detail beschrieben – bis hinunter zu den einzelnen Ventilen und Sensoren. Diese Definitionen sind die essenzielle Grundlage für die nächsten Schritte.
Schritt 2: Auswahl der Systemarchitektur
Eine typische Architektur folgt den Prinzipien von ISA-88, bei der die Implementierung der Basissteuerung von jener der Rezeptablaufsteuerung getrennt ist. Sie besteht üblicherweise aus einer SPS mit allen notwendigen I/Os für die Verbindung von Aktoren und Sensoren sowie aus einem PC mit Monitor. Durch die universale Konnektivität kann zenon Supervisor mit praktisch allen SPSen kombiniert werden, sowohl in gänzlich neuen Projekten als auch bei der Modernisierung bestehender Brauereien.
Schritt 3: Anlagen-Engineering
Die Statusmodelle für jede Teilanlage und jede Grundfunktion werden in zenon Logic programmiert. Dies umfasst die Erstellung aller benötigten Funktionsparameter, die später aus dem Chargenrezept heraus gesteuert werden. Der Projektierungsaufwand kann dramatisch reduziert werden, indem gemeinsame Statusmodelle für verschiedene und nicht simultan laufende Grundfunktionen programmiert werden, damit das benötigte Verhalten schon vor der Ausführung als Fahrweise vorausgewählt ist.
Nach der Implementierung der Anlagenfunktionen ist der nächste Schritt die Projektierung der Rezeptsteuerung. Dies geschieht in der Entwicklungsumgebung von zenon, indem das Modul Batch Control konfiguriert wird. Nun können die Teilanlagen, die in Schritt 1 erwähnt wurden, modelliert werden. Die Rezeptfunktionen decken eine Vielfalt von Funktionalitäten ab, von der bidirektionalen Parameterkommunikation mit SPS-Variablen über eine Weiterschalten- und Verriegelungs-Logik, bis hin zu kompletten Mechanismen der Ausnahmenbehandlung. Für eine noch effizientere Projektierung können die vorkonfigurierten Komponenten in Batch Control auf dem jeweils benötigten Detaillierungsgrad wiederverwendet werden.
Schritt 4: Anwendungsprojektierung
Batch Control ist ein komplett integrierter Teil der Brauanwendung, zusammen mit all den anderen benötigten Funktionalitäten: Rezeptverwaltung, Rezeptausführung und Prozessbedienung, Prozessvisualisierung, Alarm- und Ereignisverwaltung, Trendkurven, Archivierung, Reporting etc. Sofort einsetzbare, zuverlässige Komponenten stehen für die Parametrierung in der Entwicklungsumgebung von zenon bereit und schaffen ein optimales Gleichgewicht zwischen Flexibilität und schneller Projektierung. Die Symbolbibliothek bietet vorkonfigurierte grafische Symbole, sowohl aus dem Bereich der allgemeinen Prozesssteuerung wie auch aus dem speziellen Bereich des Brauwesens.
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