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为了生产更多的啤酒

作者:Ronald Meyns 发布时间:2021-03-12
当精酿啤酒的生产能力因市场需求的激增而达到极限时该如何应对?——可以通过自动化过程控制系统来提高精酿啤酒的生产能力。如果将精酿啤酒的生产委托给第三方厂家,则很难保证精酿啤酒的质量;如果增加精酿啤酒生产设备或者扩建厂房,则生产成本又将大幅度提高。加拿大的一家精酿啤酒生产厂找到了一种理想的解决方案:安装和实施自动化过程控制系统。


Sleeman Breweries公司借助于全新的自动化过程控制系统步入了新的发展阶段

近年来,精酿啤酒一度受到热捧,已经成为一种时尚饮料。迅速增长的市场需求也使得加拿大Sleeman Breweries公司的精酿啤酒生产能力达到了极限。该公司位于加拿大不列颠哥伦比亚省弗农市的欧肯娜根春季啤酒厂(OSB)专门生产精酿啤酒,并且一直在寻求满足其生产需求的解决方案:每天生产最多8种精酿啤酒,同时提高总体产量。


无法满足生产需求的窘境

如果Sleeman Breweries公司不能提高OSB生产厂的生产能力,就必须新建一个工厂来满足市场的需求,但这势必会提高精酿啤酒的生产成本。为解决这一难题,Sleeman Breweries公司曾委托第三方厂家生产精酿啤酒,但这样一来,既增加了企业的管理成本,而且无法保证精酿啤酒的质量和口味特征,因此并不是最佳的解决方案。

所遇到的问题除了现有的酿造设备增产有限外,还会涉及基础设备老化以及自动化控制系统尚未完备等问题。现有的酿造工艺流程都是手动操作、控制的,无疑会增加人为操作失误和前后操作不一致的风险。在精酿啤酒的整个生产过程中,操作者必须在正确的时间出现在正确的设备那里,完成正确的控制操作。如果操作者无法执行上述步骤,则酿造过程就会中断。

上述种种限制都使得Sleeman Breweries公司几乎不可能对消费者口味的变化或者消费趋势的变化做出快速反应。精酿啤酒的手动操作控制方法很难满足精准、及时地掌控酿造过程的要求。并且每一批次的精酿啤酒生产报告都是专门编写的,需要大量的纸张,无法实时地访问酿造生产过程中的一些关键信息,例如,压力和流速等。


自动化过程控制系统带来了更高质量的啤酒

Sleeman Breweries公司与罗克韦尔自动化公司认可的系统集成商Mc Rae公司展开了合作,开发并引进了一套能够提高精酿啤酒生产能力、降低风险并能实时访问生产数据的自动化过程控制系统。

Sleeman Breweries公司需要的是一种适用于所有酿造设备的标准化解决方案:企业管理者仅在一个管理平台上就可以掌握所有酿造设备的生产指标和运行数据。仅使用一个通用控制平台的好处在于——酿造厂的机械工程师和电气工程师们可以很方便地将一台酿造设备的控制权切换到另一台酿造设备,进一步优化酿造设备的配件库存。

“这一控制平台使我们深入地了解到了整个酿造过程的全貌,并能清楚地知道各个酿造设备之间的相互关系。通过这种方法,我们可以在不断提高啤酒酿造质量的情况下实现连续优化改进的目标,进而酿造出更好的精酿啤酒。我们已经对其他啤酒厂中引进的罗克韦尔自动化过程控制系统进行了标准化,并且在Mc Rae公司的帮助下实现了基于罗克韦尔自动化技术的单一平台目标。”OSB酿造厂的酿酒师Stefan Tobler说。

Mc Rae公司分阶段在罗克韦尔分布式自动化控制系统(DCS)中将自己开发的软件Meridian Brew和Brew Sight(现称为Factory Talk Brew)集成到了Plant PAx过程控制系统中。

整个系统包含自动编制、生成报告和记录的软件,可以采集、跟踪和记录酿造过程中的关键数据,突出显示酿造周期趋势。数据的清晰显示使得操作者可以根据酿造过程发生的变化人为干预精酿啤酒的酿造过程。罗克韦尔的自动化过程对象库提供了预定义的控制代码和图标。自动化过程控制系统能够帮助Sleeman Breweries公司的操作人员开发全新的精酿啤酒酿造配方、配置全新精酿啤酒的生产参数。Mc Rae公司也对自己的自动化解决方案进行了匹配调整,使之适合在酿造生产环境中使用,为酿造设备操作者提供了易于操作使用的Web浏览器。

罗克韦尔自动化公司研发的Allen-Bradley Power Flex 525型和Power Flex 755型变频器可以在啤酒酿造过程中灵活地控制所有电动机,帮助酿造设备将出现的故障诊断信息传递给控制系统。

在引进项目的最后阶段,Mc Rae公司和Sleeman Breweries公司的IT团队一起安装了VM Ware虚拟服务器。几年前,Sleeman Breweries公司的IT团队在弗农市的啤酒厂中安装使用的是冗余服务器,但冗余服务器很难降低酿造设备的成本费用和扩展存储空间。而新安装的VM Ware虚拟服务器借助于经改进的数据恢复性能和很好的存储空间扩展性能,可以自动生成生产数据冗余备份。一个虚拟服务器最多可以完成4个物理备份服务器的数据备份工作,能够大幅降低控制系统的硬件成本。利用VM Ware虚拟服务器,Sleeman Breweries公司可以轻易地复制虚拟服务器中的数据、完成离线的酿造生产模拟实验,并在实际应用之前修改测试版本的酿造工艺流程。

在新系统使用两周后,Sleeman Breweries公司的精酿啤酒生产能力就提高了50%,每天能够酿造的精酿啤酒种类也从8种增加到了12种。如此一来,OSB酿造厂就可以在自己的厂区里酿造所有种类的精酿啤酒了——无需第三方酿造厂代为生产,进而省去了购买新设备或者大规模扩建生产厂的成本费用。

现在,OSB酿造厂的操作工人们可以更好地控制精酿啤酒的整个酿造过程了。利用Web浏览器可以更加简单地开发精酿啤酒的新配方、测试新的酿造工艺,同时新配方的保存、测试和更改也变得更加容易。酿造厂的管理者通过Web浏览器可以轻松地更改精酿啤酒的酿造工艺和配方,无需额外的专业技术人员提供帮助。

酿造厂的管理者可以利用Plant PAx系统的趋势功能和Brew Sight软件提供的报告进行分析,进而查找出酿造过程中的潜在问题。借助异常报告,酿造控制系统会创建酿造过程的跟踪报告,并及时地将酿造过程出现的偏差反馈给管理者。酿造管理团队可以在必要时采取适当的措施,减少酿造设备的停机时间。

事实上,Sleeman Breweries公司并没有因此而止步不前,他们正计划在OSB酿造厂的其他酿造车间中也引进Plant PAx控制系统(包括酒窖车间和灌装车间)。随着Sleeman Breweries公司自动化过程控制系统的进一步实施,大大地提高了其生产过程的透明度,因此能够做出更加行之有效的生产决策。


本文作者系德国杜塞尔多夫市罗克韦尔自动化技术公司销售经理。

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