EN
Промышленная автоматизация "под ключ"
Автоматизация зданий
Системная интеграция
Siemens DF&PD и SBT Partner
Microsoft Partner
Тел.: +38 (044) 351 1077, 492 9977

Цех ферментации. 18 ЦКТ, Дрожжевое отделение, CIP, Аммиак. Система управления

Полное название проекта:
Система управления блоком цилиндроконических танков, установкой CIP, управление аммиачным абшайдером

Описание технологического объекта
В цилиндроконическом бродильном танке (ЦКТ) происходит главное брожение пива, дображивание и созревание. Танк имеет две аммиачные охлаждающие рубашки на цилиндрической части и одну на конической. В верхней части танка установлена моющая головка, к которой подведен дезинфицирующий раствор. Танк имеет шпунт аппарат и вакуумный прерыватель с гидрозатвором. Танк снабжен трубопроводом для подвода сусла, дрожжей, моющих и дезинфицирующих растворов, хладоносителя, а также имеет датчики контроля температуры, датчики уровня, предохранительный клапан, воздушник, кран для отбора проб.
Перед началом брожения танк наполняется определенным объемом сусла заданной концентрации и температуры. Содержание в сусле растворенного кислорода должно соответствовать нужным значениям, а дрожжевая суспензия с требуемым числом жизнеспособных клеток должна быть однородной и распределенной по всему объему. В процессе заполнения ЦКТ в сусло автоматически дозируется кислород, и дрожжи. Танк заполняют суслом из трех варок.
После наполнения танка скорость брожения регулируется охлаждением. Каждая рубашка охлаждения используется в зависимости от стадии брожения или дображивания. В ходе главного брожения охлаждение через выше расположенную рубашку используется для создание температурных градиентов, и таким образом, для управления смешиванием содержимого танка с помощью возникающих конвекционных потоков (в качестве к механическому перемешиванию, обеспечиваемому подъемом пузырьков СО2). Контроль хода главного брожения производится по удельной плотности сусла. Измерение удельной плотности производится по разности давлений. Кроме мониторинга значения плотности, скорость снижения удельной плотности используется для регулирования температуры в емкости. Это позволяет регулировать скорость главного брожения путем изменения температуры в соответствии с желаемыми характеристиками. ЦКТ наполняют на 80-85% общего объема. Не контролируемое пенообразоване может привести к потере гречи, и, следовательно, к снижению эффективности использования хмеля. Используются видеокамеры на крыше танка для наблюдения за брожением сусла и пенообразованием. Также может быть использована интерактивная система контроля пенообразования, состоящая из лазера и расположенного на крыше танка датчика, который определяет уровень жидкости и верхнюю границу пенной шапки. По разности их уровней вычисляется высота пены, и при необходимости автоматически может дозироваться пеногаситель.
Перед опорожнением ЦКТ удаляется осадок осевших в конусной части дрожжей. В данной системе контроль выполняется автоматически по датчикам расхода, но также может быть выполнен на основе контроля емкостного сопротивления биомассы дрожжей. В зависимости от концентрации дрожжи направляются в отходы, в сборник дрожжей или в сепаратор для осветления молодого пива.

Назначение АСУ
- управление процессом наполнения ЦКТ;
- управление процессом брожения;
- управление удалением дрожжей и опорожнением ЦКТ;
- управление рецептами;
- управление системой трубопроводов;
- управление программ автоматической мойки CIP;
- управление аммиачным абшайдером
- контроль всех измеряемых параметров;
- контроль состояния исполнительных устройств и элементов управления;
- корректная отработка аварийных ситуаций;
- отображение технологического процесса и редактирование параметров работы оборудования на двух операторских станциях;
отображение и редактирование параметров работы линии на графической операторской панели;
- коррекция параметров автоматических программ различных технологических процессов.

Правильное проведение брожения пива требует тщательного контроля переменных параметров, влияющих на ход брожения. Это особенно важно при производстве мировых брендов пива, выпускаемы одновременно на разных предприятиях. В последнее время предпринимаются шаги по совершенствованию мониторинга и контроля хода брожения, которые подкрепляются более тщательными исследованиями происходящих при брожении процессов. В управлении процессом брожения существует четыре аспекта, которые реализует данная система управления:
• обеспечение требуемых условий в момент завершения наполнения бродильных танков
• мониторинг и контроль хода брожения
• определение момента окончания брожения
• удаление дрожжей и опорожнение танков
Также система управления выполняет автоматические программы мойки бродильных танков и трасс.

Структура и функции АСУ
Система управления: распределенная.
Сетевые компоненты: Siemens SIMATIC NET PROFIBUS, SIMATIC NET Industrial Ethernet
Контроллер: Siemens SIMATIC S7-400
Станции распределенного ввода-вывода: Siemens SIMATIC ET 200M
Гребенки пневмоклапанов управляются от пневмораспределителей фирмы FESTO с интегрированными сетевыми компонентами NET PROFIBUS
Программное обеспечение: Siemens BRAUMAT (SISTAR)
Две операторские станции на базе компьютерных станций повышенной надежности
Низковольтная коммутационная аппаратура: Siemens SIRIUS 3R
Источники питания: Siemens SITOP Power, устройство бесперебойного питания Riello
Компоненты периферии АСУ размещаются в новых шкафах управления из нержавеющей стали (INOX) с повышенной защитой от коррозии

Особенности системы
- управление восемнадцатью ЦКТ
- ресурс системы управления позволяет в дальнейшем увеличить производственную мощность в два раза
- в пределах одного блока ЦКТ разные емкости могут быть задействованы в разных стадиях техпроцесса (наполнение с охлаждением, выстаивание, отбор дрожжей, опорожнение, СИП.
- корректное управление трубопроводами с разветвленной структурой выполняется с помощью подсистемы управления маршрутами
- система управления ЦКТ корректно взаимодействует с системой контроля дрожжей, которая предоставляет информацию о: штамме дрожжей, возрасте, трассе дозирования, трассе удаления, эффективность брожения, запас дрожжей.
- надежная стратегия резервирования (рецепты, архивы, отчеты, конфигурационные данные сохраняются на двух резервируемых операторских станциях);
- функция логирования (регистрация работы оборудования);
- широкие возможности управления доступом (255 уровней пароля);
- дружественная для пользователя система управления рецептами (соответствует стандартам IEC 61512-1 и ANSI/ISA-S88.01);
- современный пользовательский интерфейс (Windows Standart);
- интеграция с офисными приложениями (WORD, EXCEL, ACCESS);
- децентрализованная структура, гарантирующая высокую надежность (рецепт загружается в PLC один раз при выборе и далее не PLC не нуждается в рецепт-сервере);
- высокая степень информативности управляемыми объектами;
- все исполнительные механизмы связаны в системе Braumat c соответствующим индивидуальным контрольным модулем (ICM). ICM содержит стандартных объекты для контроля, взаимосвязи и мониторинга моторов, клапанов, задвижек и т. д. Сконфигурированный ICM автоматически генерирует соответствующие сообщения и производит их детальное отображение на HMI;
- создана четкая и логичная система рецептов которая позволяет оператору не беспокоиться о правильности и корректности последовательности управления необходимыми исполнительными механизмами. В случае ошибки пользователю выводиться сообщения с подробной информацией. После устранения ошибки работу рецепта можно продолжить;
- вся работа происходит в автоматическом режиме, что исключает возможность случайного управления объектом оператором. Для ручного управления предусмотрен ручной режим.

Результаты и эффект внедрения
- в результате расширения производственных мощностей увеличен объем производимой продукции в два раза, предприятие укрепило лидирующие позиции на рынке безалкогольных напитков.
- полная автоматизация технологических процессов.
- возможность гибкого изменения рецептуры, готовность к выпуску новых видов продукции
- улучшение качества продукта за счет максимально точного соблюдения рецептуры.

Типовые задачи:

Ссылки

Дополнительно


  1. Структурная схема АСУ