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Automation and Drives

Slide No: 1Siemens A&D

Solutions for Breweries

BREWERY-AUTOMATIONAUTOMATION

SolutionsSolutions

for Micro-for Micro-

BreweriesBreweries




Automation Solutions for Micro – Breweries

Viele kleine Brauereien werden heutzutage manuell betrieben oder sind mit konventioneller Elektrotechnik ausgerüstet. Um die Nachfrage nach einer automatisierten Anlage auch bei diesen Braustätten erfüllen zu können, wurde eine Lösung geschaffen, mit der eine effiziente und kostengünstige Automatisierung realisiert werden kann.

Einführung

Die Lösung wurde so realisiert, das der maximale Grad an Automatisierung ohne Programmierung erfolgen kann. Dies wurde erreicht durch Leistungsfähige Software-Module, die über Prozess-Bild parametriert werden können. Dadurch ist eine sehr kosteneffiziente Lösung entstanden, denn die Engineering-Kosten sind minimiert und Änderungen sind einfach durch den Operator

möglich.

Siemens bietet angepasste Lösungen für Klein-Brauereien basierend auf zuverlässigen und gut akzeptierten Standard-Siemens-Produkten wie Simatic S7 und WinCC





Zielsetzung von MikroBraumat

Ziel-Kundenkreis / Anwendungen

Klein- und Gasthaus- Brauereien

Automatisierung kleiner Bach-orientierter Prozesse

Plattform, Architektur

Basierend auf einem oder mehrer Standard-PC‘s mit WinCC (8K Lizenz) und einer oder mehrerer Simatic S7-317 (512K Speicher)

oder als all-in-one Lösung mit der PCS7-Box

Spezielle System-Merkmale

Volles Engineering über Productivity-Tools und Prozess-BilderKeine Step7-Programmierung ist mehr notwendig, aber möglich

Add-ons

Für spezielle Anwendungen kann für die S7-317 die kostenlose Software S7Lite verwendet werden

Fokus, HauptaugenmerkEinfachheit, Flexibel, Kostengünstig





MikroBraumat-Lösung

Basierend auf folgender Hard.- und SoftwareSimatic S7-317 oder PCS7-BoxStandard-PC mit Windows 2000 oder Windows XPWinCC (8K Lizenz) oder PCS7

Die Kommunikation erfolgt über MPI-KabelProfibusIndustrial EthernetTCP/IP

MPI/Profibus/ Ind.Ethernet/

TCP/IP

PC2 mit WinCC

PC1 mit WinCC

S7-317

Mehr PC-Stationen wenn

benötigt

Mehr S7-317 wenn benötigt

PCS7-Box als Stand-alone-

Lösung





Wie soll es funktionieren?

In der Steuerung sind Funktionen integriert, die die meisten Grundfunktionen aus einem Chargenorientierten Prozess (z.B. Brauerei) abdecken, z.B. Schrittketten, Verriegelung, Regler, Meldungen etc.

Über das Rezept-System können sämtliche benötigen Ventile, Weiterschalt-Bedingungen, Sollwerte, Meldungen, Bediener-Quittierung etc. parametriert werden und sind beim nächsten Rezeptstart aktiv.

Über die Prozess-Bilder werden die weiteren Funktionen wie Wege-Steuerung, Silo-Bilanzierung, Regler etc. parametriert.

Es müssen nur über einen Texteditor die entsprechenden Bezeichnungen für die Ein.- und Ausgänge, Meldungen etc. angegeben werden. Diese können dann einfach über Pull-Down-Menü verschaltet werden.

Verschiedene Standard-Rezepte für das Sudhaus, den Gärkeller und CIP sind bereits integriert.





MikroBraumat-Lösung – HMI

Schrittketten(3 Ketten für alle Parameter)

Prozess-Bild(WinCC)

Funktions-Tasten

Melde-System von WinCC

Picture-Tree zum Navigieren





Module für die Grund-Funktionen (PID, Messung etc)

Schritt-Ketten-Übersicht mit Detail-Infos

ESG-Modul(Ventil und Motor)

Digital Modul (Eingang etc)

PID-Regler

Analog Eingang und Ausgang





Alle Schrittketten-abhängige Sollwerte und Steuer-Funktionen (welche Ventile ein etc) werden über das Rezept-System am Prozess-Bild vorgegeben. Auch Sorten-abhängige Werte können hier vorgegeben werden. Ein fertiges Rezept für ein Standard-Sudhaus ist implementiert und kann verwendet werden.

MikroBraumat-Lösung– Rezept-Übersicht





Die Rezept-Parameter können auch über ein Listen-Rezept (Braumat) vorgegeben und runtergeladen werden. Bei der S7-317 mit dem Download-Manager (siehe rechts)

MikroBraumat-Lösung – Listen-Rezept





MikroBraumat-Lösung – Tank-Management

Für den Gärkeller gibt es ein Tank-Management-System. Damit können für verschiedene Schritte Zeit und Temperatur, Weiterschalt-Bedingung und zu steuernde Ventile vorgegeben werden





Im Rezept-System gibt es für jeden Schritt folgende Optionen:

Eine Überwachungszeit Eine Schrittzeit (Wartezeit etc) Sieben Analog-Werte mit Sollwert und

Programmierbarer Funktion wie Weiterschaltbedingung, Zähler, Sollwertvorgabe etc.

Sieben Ausgänge (Ventil oder Motor) mit über 35 verschiedenen Modi wie verzögert ein, ein in Abhängigkeit einer Messung, getaktet etc.

Ein Eingang als Weiterschaltbedingung mit "= 1 " oder "= 0";

Ein Merker als Weiterschaltbedingung mit "= 1 " oder "= 0";

Eine Bediener-Anforderung mit optional Halt und Meldung

Eine Meldung mit Meldetext Automatischer Start / Stop einer anderen Kette Sechs freie Module (Merker) für Funktionen wie

weitere Wege schalten, Regler aktivieren, Kommunikations-Signale, Verriegelungen weitere Meldungen etc.





Beispiel MikroBraumat-Baustein “Verriegelungen”

grafische Programmierung von Verriegelungen mit Abfrage von Ventilen, Eingängen und Meldungen.

Und / Oder-Verknüpfungen und „=1“ oder „=0=„-Abfragen Bis zu 10 Bedingungen pro Ventil können definiert werden

(Abfrage Eingang, Ventil Rückmeldung oder Verriegelung, Meldung)

Die einzelnen Verriegelungen können auch kaskadiert werden Anzeige des online-Status der Verknüpfung





Weitere MikroBraumat-Bausteine Schalt-Regler (S-Regler) (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50): Nur der

entsprechende Ein.- und Ausgang und die Parameter müssen angepasst werden. PID Regler (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50): Nur der entsprechende Ein.-

und Ausgang und die Parameter müssen angepasst werden. Verriegelungen (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50). Es können Eingänge, ESG,

Merker und andere Verriegelungen verschaltet werden. Bis zu 10 Bedingungen pro ESG sind möglich.

Meldungen (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50). Die Bedingungen können Eingänge, Ventile oder Analog-Werte (optional mit Verzögerung) sein. Die Meldungen können mit Quittierung oder ohne Quittierung definiert werden.

Power-Management und Timer (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50) Vielfältigste Programmier-Möglichkeit: Zeitgesteuert, getaktet, abhängig von einem Analog-Wert (optional mit Verzögerung), Abhängig von einem Eingang. Verriegelung über einen anderen Eingang. Diese Funktion kann gut für ein Power-Management-System zur Energie-Optimierung verwendet werden .

Wege-Steuerung (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50): Programmierung von Weg-Elementen mit Einschaltbedingungen von Eingängen (Steckbögen z.B.) oder anderen Ventilen. Pro Element können bis zu sechs Ventile / Motoren geschaltet werden. Diese können auch gepulst sein (einer nach dem anderen) Es kann auch eine Meldung generiert werden.

Silo/Tank-Management (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50) Automatische Berechnung des Silo/Tank-Füllstandes über den Zählimpuls befüllen/entleeren. Es muss nur das entsprechende Ventil und der Zähleingang angegeben werden.

Niveau-Steuerung: (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50) Niveau-Steuerung über Niveau-Sensoren.

Tank-Temperature-Regelung (Anzahl Abhängig von DB-Länge, mind. 50) Bis zu 8 Schritte pro Modul mit Vorgabe der Sorte, Temperatur, Zeit, Bediener-Anforderung, Weiterschalt-Bedingung, Aktivierungs-Merker, Parameter für den Schalt-Regler. Kühlfunktion über Rampe oder schnell. Handbedienung möglich.





Power Management System

Die Natur und unsere Welt ist ein wunderbarer Schatz der unseren Schutz verdient. Aber sie war noch nie so gefährdet wie heutzutage. Auch bei der Produktion ist noch ein Energiespar-Potential vorhanden.

Um Ressourcen und Energie zu sparen wurde dieses Power-Management-System entwickelt. Mit diesem ist es möglich Maschinenlaufzeiten zu optimieren, und Geräte nur dann einzuschalten wenn sie wirklich benötigt werden zum Beispiel beim Kühlen. Weiterhin können damit Spitzenlasten vermieden werden, die sehr teuer sind. Es gibt viele Optionen mit dieser Funktion um Energie ein zu sparen und damit letztendlich Geld zu sparen.





Damit ist es einfach möglich Maschinen-Laufzeiten zu optimieren und an den jeweiligen Bedarf anzupassen, zum Beispiel zur Kälteerzeugung.

Weiterhin können Spitzen-Netzbelastungen verhindert werden, die oft auch empfindlich teuer sind.

Auch Klimaanlagen verbrauchen beträchtlich Energie. Mit dieser Funktion

können sie abgeschaltet werden, wenn sich niemand mehr im Raum befindet

Universal-Modul und Power-Management System





Mengengerüst bei Einsatz der CPU S7-317

Neben den MikroBraumat-Bausteinen ist noch folgendes Mengengerüst möglich: 40 Schrittketten 512 ESG Gruppe 1 und 2 (Ventile und Motoren) 36 PID-Regler 50 Schritt-Regler (S-Regler) 40 Automatik Start Teilanlage 64 Analoge Eingänge 64 Analoge Ausgänge 64 Analoge Schalter 24 Analog-Schalter mit Verzögerung (VMON) 64 Multi-Funktions-Module (Arithmetische Funktionen etc) 512 Meldungen 128 Festwerte 16 Polygon-Züge 1024 DFMs (Digitale Funktions-Modules wie Zähler, Zeiten,

Sollwert-Stufen etc. für die Schrittketten) 255 Sonder-Werte (Timer etc) 255 Verzögerungs-Zeiten (für Eingänge etc) Anmerkung: obige Konfiguration benötigt 375 KByte Speicher des 512 KB Speichers der CPU S7-317

PC mit WinCC

Weitere PC-Stationen wenn

benötig

Weitere S7-317 wenn benötigt





Mengengerüst bei Einsatz des PCS7 Box-PC’s mit integrierter Hardware-CPU

MikroBraumat läuft auch auf der PCS7-Box. Mehrere PC-Staionen können eingesetzt werden. In dieser Version ist eine PCS7 Lizenz enthalten die für spätere Erweiterungen gut genutzt werden kann. Neben den MikroBraumat-Bausteinen ist noch folgendes Mengengerüst möglich:

64 Schrittketten 1024 ESG Gruppe 1 und 2 (Ventile und Motoren) 64 PID-Regler 96 Schritt-Regler (S-Regler) 96 Automatik Start Teilanlage 256 Analoge Eingänge (MESS) 256 Analoge Ausgänge (ANAU) 256 Analoge Schalter (MEKO) 128 Analog-Schalter mit Verzögerung (VMON) 128 Multi-Funktions-Module (Arithmetische Fkt. etc) 1024 Meldungen 255 Festwerte (ANA) 32 Polygon-Züge 1024 DFMs (Digitale Funktions-Modules wie Zähler,

Zeiten, Sollwert-Stufen etc. für die Schrittketten) 512 Sonder-Werte (Timer etc) 512 Verzögerungs-Zeiten (für Eingänge etc)

PCS7-Box

Weitere PC’s oder PCS7-Box wenn benötigt





Kurvenaufzeichnung mit WinCC-Funktionen





Brau-Report durch eine Visual Basic-Applikaton Melde-System über WinCC





Freeware Step7Lite für eigene Step7-Programmierungen





Wir freuen uns eine Auszeichnung für diese Lösung bekommen zu haben(1.Preis bei einem Innovations-Wettbewerb in Polen)




Falls Sie weitere Informationen wollen, hier unsere Kontakt-Adresse

Dankeschön für Ihr Interesse!

Siemens AGA&D AS SP AP3Stefan SchrannerTel-Nr: +49 931 6101 416Mobil: +49 170 6343070Email: [email protected]

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