集成自动化框架有助于生产一致的优质葡萄酒

使用由罗克韦尔自动化公司的FactoryTalk软件固定的连接自动化架构,牛津Landing酿酒师可以指定工艺流程、破碎速度和发酵计划。

酿酒一直需要艺术和科学的结合。虽然葡萄的特性会随着每年温度、降雨量和其他环境因素的季节性变化而有很大的变化,但今天的消费者希望酒瓶与酒瓶的一致性。要实现这一目标,就需要对酿酒过程的各个环节(从栽培、发酵到调配和装瓶)进行高超的技术控制。

位于澳大利亚巴罗萨谷北部边缘的牛津Landing Estate酒庄拥有业内最先进的过程控制系统之一。该公司是澳大利亚最古老的家族酒厂Yalumba的一部分,也是该国最大的葡萄酒出口商之一。

牛津Landing的葡萄种植面积为650英亩,酿酒师将它们作为独立的生态系统微观管理,分布在130个占地5英亩的区块内,使每个区块的葡萄都能得到所需的养分,以达到最佳风味。详细修剪、树冠管理和作物间伐等技术为酒厂提供了表达每个区块个性的终极控制。

这种程度的控制通过收获和加工继续进行。这种分块系统使牛津Landing能够在果实成熟时就收获小批量的果实。这个时机特别关键,因为葡萄需要在一个关键的时间窗口内进行加工,在这个时间窗口内,酸和糖的含量是非常高的。

位于澳大利亚博罗萨河谷的牛津庄园酒庄。来源:罗克韦尔自动化 位于澳大利亚博罗萨河谷的牛津庄园酒庄。来源:罗克韦尔自动化 一个微观管理的过程
Yalumba酒庄运营经理John Ide表示:“牛津Landing酒庄的目标是建立一个环境友好型的工厂,融合了最新的酿酒技术,加上新的和独特的工艺流程方法。目标是实现对过程和产品的更好管理。”

由精密的自动化控制系统提供罗克韦尔自动化使酒厂实现了连续的生产流程和每小时处理4万吨的能力。该系统控制了众多的工艺流程,同时允许酿酒师发挥他们的影响力和应用他们的经验,以达到预期的结果。

系统的主用户界面是一个虚拟化服务器,由两个虚拟化客户端和六个现场客户端支持,每个客户端运行FactoryTalk View SE。酿酒师和操作员使用这个监督级别的HMI来指定工艺流程、破碎速度和发酵计划,以及监控整个工厂的运行状态。

过程自动化系统中的其他组件,通过以太网/IP网络连接,包括ControlLogix可编程自动化控制器(pac),提供顺序、过程和驱动控制,以及控制过程中所有阶段的制冷温度;PowerFlex 700驱动控制螺旋给料机,压缩机,破碎机,泵,压机和搅拌器,以及发酵酵母的剂量;PanelView HMIs;FactoryTalk EnergyMatrix监测整个站点的能源使用情况;FactoryTalk ViewPoint提供历史趋势和实时数据,用于决策和监控。流程中还部署了用于设备级通信的ControlNet和DeviceNet。

从编程的角度来看,罗克韦尔自动化的集成架构为所有使用FactoryTalk系统的移动性和虚拟化的应用程序提供了一个通用的开发环境。这使得在一个应用程序中创建的数据标记可以立即用于跨集成体系结构系统的所有应用程序。共享数据标签的能力大大减少了软件开发时间,SCADA和PLC程序员都可以使用一个标签数据库。

井出说:“我们可以实时看到趋势,并根据需要回溯到特定批次。”排除故障也很容易。例如,我们可以远程深入到驱动器中,更改编程和配置,并执行几乎任何操作。这是一个完全集成的系统的优势,它在所有方面都具有一致的外观和感觉。”

葡萄进入酒庄的料斗/破碎舱。来源:罗克韦尔自动化 葡萄进入酒庄的料斗/破碎舱。来源:罗克韦尔自动化 优化条件
牛津庄园酒庄于2005年投入使用,从一开始就能满足市场需求和产品质量要求。Ide说,秘诀在于自动化的工艺流程,确保葡萄在高产量的条件下在最佳条件下发酵。在任何时候控制发酵速率和尽量减少氧化都是非常关键的,这两者都高度依赖于温度。

从收获过程中葡萄皮被打破的那一刻起,重要的是要将产品快速通过破碎阶段,进入发酵罐的受控环境中。

每个工艺流程从三个料斗/破碎舱中的一个开始,在那里大量的葡萄被转化为“必须品”——果汁、果皮和种子的混合物。然后,葡萄酒被泵入三个葡萄酒冷却器中的一个,将温度降低到12摄氏度左右,将温度加热或冷却到25摄氏度。

为了生产白葡萄酒,需要从果皮和种子中提取汁液,并在发酵前澄清;相反,红酒是和葡萄皮一起在发酵容器中发酵的。对于这两种类型的葡萄酒,汁液都被排干,并与第二道流或通过后续加工和储存的提取产品的“压榨”分开。在葡萄酒发酵后,它们被澄清并混合成最终产品,然后过滤和装瓶。

Yalumba原Angaston站点的维护人员可以使用FactoryTalk ViewPoint或虚拟客户端密切关注牛津Landing Estate的趋势。通过终端和车间人机界面,操作人员还可以清楚地看到整个生产线和生产过程。Ide补充道:“所有东西都在一个通用的可视化平台上,这是这个包的一个吸引人的部分。”该系统与雅鲁巴的专有葡萄酒管理系统集成,该系统是一个非商业性的所有年份的数据库,用于批次跟踪标签的完整性。

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