Monitorizarea circuitului de răcire a rezervoarelor de fermentare din distilerie
Utilizare caz
Distileria Steinhauser
Cunoașterea cantității de energie utilizată în producția de băuturi spirtoase și vinuri
În procesul de producție a vinurilor și a băuturilor spirtoase, procesul de fermentare este esențial. În timpul acestui proces, temperatura trebuie să fie monitorizată în permanență pentru a asigura un gust și o calitate optimă a produselor. Dacă procesul de fermentare trebuie încetinit sau oprit, de exemplu, produsul este răcit în rezervor. Chiar și o mică abatere a timpului de fermentare poate duce la o pierdere considerabilă de aromă.
Sarcina importantă de reglare a temperaturii este realizată în Steinhauser distillery & winery prin intermediul a două unități mari de refrigerare. Rețeaua de linii de răcire a acestora este conectată la fiecare rezervor în producție. Lichidul de răcire din liniile de curgere și de retur este monitorizat cu ajutorul unor senzori.
Situația inițială
Compania Steinhauser a continuat să se extindă în ultimii ani, astfel încât capacitatea necesară a unității de răcire nu a mai fost asigurată. Mai mult decât atât, nu a fost posibilă colectarea de date privind costurile energetice pentru producția unui produs.
Scopul proiectului
Măsurarea energiei în procesul de producție a băuturilor spirtoase
Scopul este de a se asigura disponibilitatea rapidă a cantității necesare de lichid de răcire la rezervorul respectiv. În plus, conectarea la moneo va permite, pentru prima dată, monitorizarea și documentarea energiei de răcire efectiv utilizate. Astfel, se vor putea trage concluzii cu privire la cantitățile reale de energie consumate pentru fabricarea produselor.
Implementare
Două noi unități de refrigerare au fost instalate în zona exterioară a companiei Steinhauser. Apoi au fost instalate conducte către fiecare rezervor de fermentare în parte. Senzori de debit și temperatură au fost instalați în conductele de debit și de retur ale fiecărei conducte de apă de răcire. Datele de proces sunt transmise prin intermediul IO-Link masters către sistemul moneo instalat pe un echipament moneo|. Prin intermediul moneo RTM, sunt înregistrate și afișate toate valorile de proces din liniile de debit și de retur ale liniilor de producție respective.
Cu ajutorul funcției moneo „Valori calculate”, au fost create modele de flux de date pentru a calcula capacitatea de răcire curentă. În plus, valorile curente ale sistemului de unități de răcire sunt transmise către moneo. Din valorile înregistrate, pot fi calculate costurile pentru consumul de energie și de electricitate, precum și pierderile de transport și de putere.
Rezultatul
Utilizarea eficientă și eficace a energiei
Două avantaje majore rezultă din extinderea monitorizării circuitului de răcire, întrucât temperatura conținutului rezervorului este monitorizată permanent, iar procesul de fermentare poate fi controlat foarte precis.
- Consumul de CO2 pe rezervor poate fi măsurat din valorile de proces furnizate.
- Procesul de răcire poate fi implementat în mod eficient și în funcție de cerere.
Configurație
- Senzor de temperatură în linia de curgere – linia 1 din crama veche de vin – TA2417
- Contor de debit magnetic-inductiv în linia de retur – linia 1 din crama veche de vin – SM9000
- Senzor de temperatură în conducta de debit – linia 2 din crama veche de vin – TA2417
- Contor de debit magnetic-inductiv în conducta de retur – linia 2 din crama veche de vin – SM9000
- Senzor de temperatură în linia de debit – linia 1 din crama de băuturi alcoolice – TV7405
- Contor de debit magnetic-inductiv în linia de retur – linia 1 din crama de băuturi alcoolice – SM8020
- Senzor de temperatură în linia de debit – linia 2 din crama de băuturi alcoolice – TV7405
- Contor de debit magnetic-inductiv în conducta de retur – linia 2 din crama de băuturi alcoolice – SM8020
- Senzor de temperatură în linia de debit – linia 1 din crama nouă de vin – TA2417
- Contor de debit magnetic-inductiv în linia de retur – linia 1 din crama nouă de vin – SM2000
- Unitate de refrigerare
Clientul nostru
Distileria Steinhauser din Kressbronn, pe malul lacului Constance, datează din 1828 și este deținută și astăzi de o familie. În 1996, Steinhauser s-a modernizat, iar acum operează cea mai modernă distilerie de alcool din Europa. Senzorii ifm și software-ul moneo au fost utilizați acolo din 2021 – cu succes, produsele distileriei sunt premiate.
Structura sistemului
- Contor de debit în conducta de retur - SM2000 / SM9000 (crama nouă și veche de vin)
- Contor de debit în conducta de retur - SM8020 (crama de băuturi alcoolice)
- Senzor de temperatură în conducta de debit - TA2417 / TV7405 (crama nouă de vin și veche și crama de băuturi alcoolice)
- Unitate de refrigerare cu interfață Modbus
- Maestru IO-Link - AL1353
- Agent LR (instalat pe un server)
- moneo RTM ca aparat - QHA210
Tabloul de bord
Acest tablou de bord oferă utilizatorului o imagine de ansamblu a tuturor valorilor relevante ale procesului pentru întregul sistem de refrigerare
- Puterea de intrare a unității de refrigerare** (kW)
- Consumul total de energie al unității de refrigerare până în prezent** (kW/h)
- Temperatura exterioară a unității de refrigerare** (°C)
- Temperatura lichidului de răcire la ieșirea evaporatorului din unitatea de refrigerare** (°C)
- Temperatura lichidului de răcire la intrarea evaporatorului în unitatea de refrigerare** (°C)
- Capacitate de răcire – linia 1 din crama veche de vin CDS* (kW)
- Capacitate de răcire – linia 2 din crama veche de vin CDS* (kW)
- Capacitate de răcire – linia 1 din crama de băuturi alcoolice CDS* (kW)
- Capacitate de răcire – linia 1 din crama nouă de vin CDS* (kW)
- Capacitate de răcire – linia 2 din crama de băuturi alcoolice linia CDS* (kW)
* CDS (Calculated Data Source) reprezintă o valoare calculată prin intermediul moneo Dataflow Modeler
. ** Valorile sunt citite prin intermediul interfeței Modbus a unității de refrigerare
Acest tablou de bord oferă utilizatorului o imagine de ansamblu a tuturor valorilor de proces relevante ale unității de refrigerare
- Puterea de intrare a unității de refrigerare (kW)
- Consumul total de energie al unității de refrigerare până în prezent (kW/h)
- Contor de ore de funcționare a unității de refrigerare (h)
- Temperatura exterioară a unității de refrigerare (°C)
- Temperatura lichidului de răcire la ieșirea evaporatorului din unitatea de refrigerare (°C)
- Temperatura lichidului de răcire la intrarea evaporatorului în unitatea de refrigerare (°C)
Următorul tablou de bord oferă utilizatorului toate valorile curente ale procesului circuitului de refrigerare din crama de băuturi alcoolice
- Temperatura lichidului de răcire în linia de curgere – linia 1 din crama de băuturi alcoolice – TV7405 (°C) (°C)
- Temperatura lichidului de răcire în conducta de retur – linia 1 din crama de băuturi alcoolice – SM8020 (°C)
- Debitul de lichid de răcire în conducta de retur – linia 1 din crama de băuturi alcoolice – SM8020 (l/min)
- Temperatura lichidului de răcire în conducta de retur – linia 2 din crama de băuturi alcoolice – TV7405 (°C)
- Temperatura lichidului de răcire în conducta de retur – linia 2 din crama de băuturi alcoolice – SM8020 (°C)
- Debitul de lichid de răcire în conducta de retur – linia 2 din crama de lichior – SM8020 (l/min)
- Capacitate de răcire – linia 1 din crama de băuturi alcoolice CDS* (kW)
- Capacitate de răcire – linia 2 din crama de băuturi alcoolice CDS* (kW)
Tabloul de bord „Crama nouă de vin – linia 1” oferă utilizatorului o vizualizare detaliată a liniei de răcire respective a sistemului de refrigerare
- Temperatura lichidului de răcire în linia de curgere – TA2417 (°C)
- Temperatura lichidului de răcire în conducta de retur – SM2000 (°C)
- Debitul de lichid de răcire în conducta de retur – SM2000 (l/min)
- Contorizator de lichid de răcire în conducta de retur – SM2000 (l)
- Capacitate de răcire – linia 1 din crama nouă de vin CDS* (kW)
Vizualizare detaliată: debitmetrul SM2000 în conducta de retur – linia 1 din crama nouă de vin
- Valoarea debitului de lichid de răcire – SM2000 (l/min)
- Valoarea temperaturii lichidului de răcire – SM2000 (°C)
- Valoarea totală a lichidului de răcire – SM2000 (l)
- Diagrama liniară a debitului de lichid de răcire – SM2000 (l/min)
Analiză
Funcția de analiză poate fi utilizată pentru a vizualiza detalii suplimentare. Captura de ecran arată raportul dintre valoarea temperaturii în conducta de debit și valoarea temperaturii și valoarea debitului în conducta de retur a circuitului de răcire pe linia 1 din noua cramă de vin
Valori calculate
Folosind moneo, se pot calcula mult mai multe informații din valorile de proces ale senzorilor.
„Dataflow Modeler” permite crearea personalizată a valorilor calculate, de exemplu, prin combinarea și compensarea surselor de date de la senzori într-un model de flux de date.
Calcularea capacității de răcire a liniei 1 din noua cramă de vin
- Valoarea temperaturii debitmetrului SM2000 din conducta de retur (°C)
- Valoarea temperaturii senzorului de temperatură TA2417 din conducta de retur (°C)
- Blocul de funcții „Scădere” pentru calcularea diferenței de temperatură
- Valoarea debitului debitmetrului SM2000 în conducta de retur (l/min)
- Constanta „60” pentru convertirea numărului de litri pe minut în litri pe oră
- Blocul de funcții „Multiplicare” pentru convertirea litrilor pe minut în litri pe oră
- Constanta „0,000446”: Conductivitatea termică a agentului de răcire utilizat (kW/m*k)
- Blocul de funcții „Multiplicare” pentru calcularea capacității termice pe oră
- Blocul de funcții „Multiplicare” pentru calcularea capacității de răcire (kW)
- Rezultat: capacitatea de răcire a liniei 1 din crama nouă de vin (kW)
