Övervakning av kylkretsen för jäsningstankarna vid destilleriet
Steinhauser-destilleriet
Att veta hur mycket energi som går åt för att framställa sprit och vin
I produktionsprocessen för vin och sprit är jäsningsprocessen viktig. Under denna process måste temperaturen alltid övervakas för att säkerställa att produkterna får optimal smak och kvalitet. Om till exempel jäsningsprocessen ska bromsas eller stoppas kyls produkten i tanken. Redan en liten avvikelse i jäsningstiden kan leda till en betydande smakförlust.
Den viktiga uppgiften att reglera temperaturen utförs i Steinhausers destillery & winery med hjälp av två stora kylaggregat. Deras kylledningsnät är anslutet till varje tank i produktionen. Kylmedlet i flödes- och returledningarna övervakas med hjälp av givare.
Den inledande situationen
Företaget Steinhauser har fortsatt att expandera under de senaste åren, vilket innebar att kylenhetens kapacitet inte längre räckte till. Dessutom var det inte möjligt att samla in data om energikostnaderna för tillverkningen av en produkt.
Projektets syfte
Energimätning i tillverkningsprocessen för spritdrycker
Syftet är att se till att den erforderliga mängden kylmedel snabbt finns tillgänglig i respektive tank. Dessutom ska anslutningen till moneo för första gången göra det möjligt att övervaka och dokumentera den faktiska kylenergi som används. Detta gör det möjligt att dra slutsatser om de faktiska energimängder som förbrukas vid produkttillverkning.
Implementering
Två nya kylenheter installerades i Steinhausers utomhusområde. Därefter drogs ledningar till varje enskild jäsningstank. Flödes- och temperaturgivare installerades i flödes- och returledningarna i varje kylvattenledning. Processdata överförs via IO-Link-mastrar till moneo-systemet som är installerat på en moneo-enhet. Med hjälp av moneo RTM registreras och visas alla processvärden i flödes- och returledningarna i respektive produktionslinje.
Med hjälp av moneo-funktionen "Beräknade värden" skapades dataflödesmodeller för att beräkna den aktuella kylkapaciteten. Dessutom överförs kylenheternas aktuella systemvärden till moneo. Utifrån de registrerade värdena kan kostnaderna för energi- och elförbrukning samt transport- och effektförluster beräknas.
Resultatet
Effektiv och ändamålsenlig användning av energi
Två stora fördelar uppstår från utvidgningen av övervakningen av kylkretsen, eftersom temperaturen på tankens innehåll permanent övervakas och jäsningsprocessen kan styras mycket exakt.
- Koldioxidförbrukningen per tank kan mätas utifrån de processvärden som tillhandahålls.
- Kylprocessen kan genomföras effektivt och efter behov.
Layout
- Temperaturgivare i flödesledningen – gammal vinkällare, linje 1 – TA2417
- Magnetisk-induktiv flödesmätare i returledningen – gammal vinkällare, linje 1 – SM9000
- Temperaturgivare i flödesledningen – gammal vinkällare, linje 2 – TA2417
- Magnetisk-induktiv flödesmätare i returledningen – gammal vinkällare, linje 2 – SM9000
- Temperaturgivare i flödesledningen – spritkällare, linje 1 – TV7405
- Magnetisk-induktiv flödesmätare i returledningen – spritkällare, linje 1 – SM8020
- Temperaturgivare i flödesledningen – spritkällare, linje 2 – TV7405
- Magnetisk-induktiv flödesmätare i returledningen – spritkällare, linje 2 – SM8020
- Temperaturgivare i flödesledningen – ny vinkällare, linje 1 – TA2417
- Magnetisk-induktiv flödesmätare i returledningen – ny vinkällare, linjeg 1 – SM2000
- Kylenhet
Vår kund
Steinhauser-destilleriet i Kressbronn vid Bodensjön har funnits sedan 1828 och är fortfarande familjeägt. 1996 förnyade Steinhauser sig och driver nu det modernaste destilleriet med tullagert i Europa. ifm-givare och moneo-programvaran har använts där sedan 2021, med god framgång – destilleriets produkter är prisbelönta.
Systemstruktur
- Flödesmätare i returledningen – SM2000/SM9000 (ny och gammal vinkällare)
- Flödesmätare i returledningen – SM8020 (spritkällare)
- Temperaturgivare i flödesledningen – TA2417/TV7405 (ny och gammal vinkällare och spritkällare)
- Kylenhet med Modbus-gränssnitt
- IO-Link-master – AL1353
- LR Agent (installerad på en server)
- moneo RTM som en enhet QHA210
Manöverpanel
Manöverpanelen ger användaren en överblick över alla relevanta processvärden för hela kylsystemet
- Kylenhetens ingångseffekt** (kW)
- Kylenhetens totala energiförbrukning hittills** (kW/h)
- Kylenhetens yttertemperatur** (°C)
- Kylmedlets temperatur vid kylenhetens förångarutlopp** (°C)
- Kylmedlets temperatur vid kylenhetens förångarinlopp** (°C)
- Kylkapacitet – gammal vinkällare, linje 1 CDS* (kW)
- Kylkapacitet – gammal vinkällare, linje 2 CDS* (kW)
- Kylkapacitet – spritkällare, linje 1 CDS* (kW)
- Kylkapacitet – ny vinkällare, linje 1 CDS* (kW)
- Kylkapacitet – spritkällare, linje 2 CDS* (kW)
* CDS (Calculated Data Source) står för ett värde som beräknats med hjälp av moneo Dataflow Modeler
** Värdena läses av via kylenhetens Modbus-gränssnitt
Manöverpanelen ger användaren en överblick över alla relevanta processvärden för kylenheten
- Kylenhetens ingångseffekt (kW)
- Kylenhetens totala energiförbrukning hittills (kW/h)
- Räknare för kylenhetens drifttimmar (h)
- Kylenhetens yttertemperatur (°C)
- Kylmedlets temperatur vid kylenhetens förångarutlopp (°C)
- Kylmedlets temperatur vid kylenhetens förångarinlopp (°C)
Följande manöverpanel ger användaren alla aktuella processvärden för kylkretsen i spritkällaren
- Kylmedelstemperatur i flödesledningen – spritkällare, linje 1 – TV7405 (°C)
- Kylmedelstemperatur i returledningen – spritkällare, linje 1 – SM8020 (°C)
- Kylmedelsflöde i returledningen – spritkällare, linje 1 – SM8020 (l/min)
- Kylmedelstemperatur i flödesledningen – spritkällare, linje 2 – TV7405 (°C)
- Kylvattentemperatur i returledningen – spritkällare, linje 2 – SM8020 (°C)
- Kylmedelsflöde i returledningen – spritkällare, linje 2 – SM8020 (l/min)
- Kylkapacitet – spritkällare, linje 1 CDS* (kW)
- Kylkapacitet – spritkällare, linje 2 CDS* (kW)
Instrumentpanelen "New wine cellar – line 1" ger användaren en detaljerad bild av respektive kylmedelsledning i kylsystemet
Detaljerad vy: SM2000-flödesmätare i returledningen – ny vinkällare, linje 1
- Flödesvärde för kylmedel – SM2000 (l/min)
- Temperaturvärde för kylmedel – SM2000 (°C)
- Summaräknare för kylmedel – SM2000 (l)
- Linjediagram över kylmedelsflödet – SM2000 (l/min)
Analys
Analysfunktionen kan användas för att visa ytterligare detaljer. Skärmbilden visar förhållandet mellan temperaturvärdet i flödesledningen och temperaturvärdet och flödesvärdet i returledningen i kylkretsen på linje 1 i den nya vinkällaren
Beräknade värden
Med hjälp av moneo kan mycket mer information beräknas utifrån processvärdena från givarna.
"Dataflow Modeler" gör det möjligt att skapa anpassade beräknade värden, t.ex. genom att kombinera och förskjuta datakällor från givare i en dataflödesmodell.
Beräkning av kylkapaciteten för linje 1 i den nya vinkällaren
- Temperaturvärde för SM2000-flödesmätaren i returledningen (°C)
- Temperaturvärde för TA2417-temperaturgivaren i flödesledningen (°C)
- Funktionsblocket "Subtraction" för beräkning av temperaturskillnaden
- Flödesvärde för SM2000-flödesmätaren i returledningen (l/min)
- Konstanten "60" för att konvertera liter per minut till liter per timme
- Funktionsblocket "Multiplication" för att konvertera liter per minut till liter per timme
- Konstanten "0,000446": värmeledningsförmåga hos det använda kylmedlet (kW/m*k)
- Funktionsblocket "Multiplication" för beräkning av värmekapaciteten per timme
- Funktionsblocket "Multiplication" för beräkning av kylkapaciteten (kW)
- Resultat: kylkapacitet för linje 1 i den nya vinkällaren (kW)
