Моніторинг контуру охолодження для ферментаційних резервуарів на спиртзаводі
Винокурний завод Steinhauser
Знаючи, скільки енергії витрачається на виробництво спиртних напоїв і вин
У процесі виробництва вин і спиртних напоїв важливий процес бродіння. Під час цього процесу необхідно весь час стежити за температурою, щоб забезпечити оптимальний смак і якість продуктів. Якщо процес бродіння потрібно сповільнити або зупинити, наприклад, продукт охолоджують у резервуарі. Навіть невелике відхилення від часу бродіння може призвести до значної втрати смаку.
Важливе завдання регулювання температури виконується на винокурні та виноробні Steinhauser за допомогою двох великих холодильних установок. Їхня мережа охолоджувальних ліній підключена до кожного резервуару на виробництві. Контроль теплоносія в лінії подачі і обратки здійснюється за допомогою датчиків.
The starting position
Компанія Steinhauser продовжувала розширюватися в останні роки, так що необхідна потужність холодильного агрегату більше не була забезпечена. Крім того, було неможливо зібрати дані щодо витрат енергії на виробництво продукту.
Goal of the project
Вимірювання енергії в процесі виробництва міцних напоїв
Мета полягає в тому, щоб забезпечити швидкий доступ необхідної кількості теплоносія до відповідного резервуару. Крім того, підключення до moneo вперше робить можливим моніторинг і документування фактично використаної енергії охолодження. Це дозволить зробити висновки про реальні обсяги енергії, що витрачається на виробництво продукції.
Implementation
Дві нові холодильні установки встановили на відкритій території компанії Steinhauser. Потім лінії були прокладені до кожної окремої ферментаційної ємності. Датчики потоку та температури були встановлені в лініях подачі та повернення кожної лінії охолоджувальної води. Дані процесу передаються через головні пристрої IO-Link masters до системи Moneo, встановленої на пристрої Moneo. За допомогою moneo RTM, записуються та відображаються всі значення процесу в лініях подачі та повернення відповідних виробничих ліній.
За допомогою функції Moneo «Обчислені значення» були створені моделі потоку даних для розрахунку поточної потужності охолодження. Крім того, поточні системні значення блоків охолодження передаються в moneo. Зі записаних значень можна розрахувати витрати на споживання енергії та електрики, а також витрати на транспорт і електроенергію.
Success
Ефективне використання енергії
Дві основні переваги є результатом розширення моніторингу контуру охолодження, оскільки температура вмісту резервуару постійно контролюється, а процес бродіння можна дуже точно контролювати.
- Споживання CO2 на один резервуар можна виміряти за наданими значеннями процесу.
- Процес охолодження може бути реалізований ефективно та відповідно до потреб.
Макет
- Датчик температури в лінії подачі – лінія 1 старого винного льоху – TA2417
- Магнітно-індуктивний витратомір у зворотній лінії – лінія 1 старого винного льоху – SM9000
- Датчик температури в лінії подачі – лінія 2 старого винного льоху – TA2417
- Магнітно-індуктивний витратомір у зворотній лінії – лінія старого винного льоху – SM9000
- Датчик температури в лінії потоку – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 – TV7405
- Магнітно-індуктивний витратомір у зворотній лінії – лікеро-горілча лінія 1 – SM8020
- Датчик температури в лінії потоку – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 – TV7405
- Магнітно-індуктивний витратомір у зворотній лінії – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 – SM8020
- Датчик температури в лінії подачі – лінія 1 нового винного льоху – TA2417
- Магнітно-індуктивний витратомір у зворотній лінії – лінія 1 нового винного льоху – SM2000
- Холодильна установка
Наш клієнт
Лікеро-горілчаний завод Steinhauser у Крессбронні на Боденському озері існує з 1828 року і досі належить родині. У 1996 році компанія Steinhauser оновила свою діяльність і тепер керує найсучаснішим винокурним заводом у Європі. Датчики ifm і програмне забезпечення Moneo використовуються там з 2021 року –з успіхом продукція лікеро-горілчаного заводу отримує нагороди.
Системна структура
- Витратомір у зворотній лінії - SM2000 / SM9000 (новий і старий винний льох)
- Витратомір у зворотній лінії – SM8020 (горілчаний льох)
- Датчик температури в лінії подачі – TA2417 / TV7405 (новий і старий винний льох і алкогольний льох)
- Холодильна установка з інтерфейсом Modbus
- Майстер IO-Link – AL1353
- LR Agent (встановлюється на сервері)
- moneo RTM як прилад QHA210
Приладова панель
Ця інформаційна панель надає користувачеві огляд усіх відповідних параметрів процесу для всієї системи охолодження
- Споживана потужність холодильної установки** (кВт)
- Загальне енергоспоживання холодильної установки на сьогоднішній день** (кВт/год)
- Зовнішня температура холодильної установки** (°C)
- Температура теплоносія на виході з випарника холодильної установки** (°C)
- Температура теплоносія на вході у випарник холодильної установки** (°C)
- Потужність охолодження – лінія старого винного льоху 1 CDS* (кВт)
- Потужність охолодження – лінія старого винного льоху 2 CDS* (кВт)
- Потужність охолодження – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 CDS* (кВт)
- Потужність охолодження – нова лінія винного льоху 1 CDS* (кВт)
- Потужність охолодження – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 CDS* (кВт)
* * CDS (Calculated Data Source) означає значення, розраховане за допомогою Moneo Dataflow Modeler
** Значення зчитуються через інтерфейс Modbus холодильного агрегату
Ця інформаційна панель надає користувачеві огляд усіх відповідних параметрів процесу холодильного агрегату
- Споживана потужність холодильної установки (кВт)
- Загальне енергоспоживання холодильної установки на сьогодні (кВт/год)
- Лічильник годин роботи холодильної установки (год)
- Зовнішня температура холодильної установки (°C)
- Температура теплоносія на виході з випарника холодильної установки (°C)
- Температура теплоносія на вході у випарник холодильної установки (°C)
Наступна інформаційна панель надає користувачеві всі поточні значення процесу холодильного контуру в льоху
- Температура охолоджуючої рідини в лінії подачі – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 – TV7405
- Температура теплоносія у зворотній лінії – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 – SM8020
- Витрата теплоносія у зворотній лінії – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 – SM8020 (л/хв)
- Температура охолоджуючої рідини в лінії подачі – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 – TV7405 (°C)
- Температура теплоносія у зворотній лінії – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 – SM8020 (°C)
- Витрата теплоносія у зворотній лінії – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 – SM8020 (л/хв)
- Потужність охолодження – лінія лікеро-горілчаного льоху 1 CDS* (кВт)
- Потужність охолодження – лінія лікеро-горілчаного льоху 2 CDS* (кВт)
Інформаційна панель «Новий винний льох – лінія 1» надає користувачеві детальний огляд відповідної лінії холодоагенту системи охолодження
–
Детальний перегляд: Витратомір SM2000 у зворотній лінії – лінія нового винного льоху 1
- Значення витрати теплоносія - SM2000 (л/хв)
- Значення температури теплоносія – SM2000 (°C)
- Суматор охолоджуючої рідини – SM2000 (л)
- Лінійний графік витрати теплоносія – SM2000 (л/хв)
Аналіз
Функцію аналізу можна використовувати для перегляду додаткових деталей. На скріншоті показано співвідношення між значенням температури в лінії подачі та значенням температури та значенням витрати у зворотній лінії контуру охолодження на лінії 1 у новому винному погребі
Розрахункові значення
Використовуючи moneo, набагато більше інформації можна обчислити з технологічних значень датчиків.
«Dataflow Modeler» дозволяє створювати настроювані обчислені значення, напр. шляхом об' єднання та зміщення джерел даних із датчиків у моделі потоку даних.
Розрахунок холодопродуктивності лінії 1 у новому винному погребі
- Значення температури витратоміра SM2000 у зворотній лінії (°C)
- Значення температури датчика температури TA2417 в лінії подачі (°C)
- Функціональний блок «Віднімання» для розрахунку різниці температур
- Значення витрати витратоміра SM2000 у зворотній лінії (л/хв)
- Константа «60» для перетворення літрів на хвилину в літри на годину
- Функціональний блок «Множення» для переведення літрів за хвилину в літри за годину
- Константа “0.000446”: теплопровідність використовуваного теплоносія (кВт/м*к)
- Функціональний блок «Множення» для розрахунку теплоємності за годину
- Функціональний блок «Множення» для розрахунку потужності охолодження (кВт)
- Результат: холодопродуктивність лінії 1 у новому винному погребі (кВт)
