Visualisierung Dank IIoT automatisiert zum alkoholfreien Wein

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Um alkoholfreien Wein herzustellen, braucht es viel Know-how. Dieses hat das Familienunternehmen Carl Jung aus Rüdesheim am Rhein. Unterstützt werden sie von intelligenten Automatisierungskomponenten und smarten Visualisierungslösungen.

Seit über 100 Jahren entsteht im Familienunternehmen Carl Jung aus Rüdesheim am Rhein alkoholfreier Wein. Dr. Carl Jung hat damals das patentierte Verfahren zur Entalkoholisierung des Weins entwickelt.

Heute sind die Prozesse modernisiert und das industrielle Daten-Management und die Digitalisierung stehen im Fokus. Eine stabile Konnektivität, absolute Datensicherheit auf allen Ebenen und jederzeitige Verfügbarkeit sind immens wichtig. Carl Jung vertraut hier auf die Firma Corosys aus Hofheim am Taunus, die ergänzend zu ihren Anlagen/Maschinen, quasi als Systemintegrator, das System zur Erfassung und maßgeschneiderten Visualisierung der Prozessdaten mitliefert. Unter dem Label „Smart Machine“ werden u. a. Prognosemodelle über den technischen Zustand der Anlagen, z. B. für Predictive Maintenance, aber auch für detaillierte und verlässliche Aussagen zum Prozessfortschritt und zur Produktqualität möglich.

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Datendienste & Fernzugriff

IIoT-Gateway

Die Router bzw. die IIoT-Gateways der Serie Ewon Flexy von Wachendorff ermöglichen neben dem klassischen Fernzugriff auf Anlagen und Maschinen im Fehlerfall auch eine kontinuierliche Leistungsüberwachung und proaktive Wartung. Möglich wird dies durch erweiterte Datendienste, einschließlich der Fernerfassung von Daten und des Alarmmanagements.

Das Verbindungsportal Talk2M ergänzt zahlreiche Webdienste, zum Beispiel Daten-Mailbox, Alarm-Relay-Funktion. Mit der Funktion M2Web gibt es die Möglichkeit, direkt auf Web-Visualisierungen der angeschlossenen Geräte von beliebigen Endgeräten aus über Web-Browser zuzugreifen.

Automatisches Weinfiltersystem umgesetzt

Konkret suchte Carl Jung im Zuge der Modernisierung der Abfüllung nach neuen Möglichkeiten, um den Produktionsprozess effizienter zu gestalten. Corosys setzte ein automatisches Weinfiltersystem inklusive CIP-Anlage (CIP steht für „Cleaning in Place“, also Reinigung vor Ort) für die gesamte Abfüllung um. Dies bezeichnet ein Verfahren für die Reinigung von Produktionsanlagen und Rohrleitungen. Die automatische Reinigung, Sterilisation und Validierung des Filtersystems sparen Zeit in der Abfüllvorbereitung und gewähren gute Reinigungsergebnisse. Durch die Überwachung der Druckverluste können blockierte Filterelemente frühzeitig erkannt und regeneriert werden, bevor eine Reinigung notwendig wird.

Die Herausforderung bestand darin, die Anlage auf engstem Raum zu installieren. Lauge und Säure werden aus IBC-Containern (Intermediate Bulk Container; Großpackmittel: große quaderförmige Behälter für flüssige und rieselfähige Stoffe), aufgestellt im Chemikalienlager, automatisch dosiert, bis die gewünschte Konzentration erreicht wird. Für den Reinigungsablauf gibt es verschiedene Automatikprogramme. So können die einzelnen Anlagen unabhängig voneinander gereinigt werden. Auch eine automatische, zeitgesteuerte Startvorbereitung für den Füllbeginn bei Wochenstart wurde realisiert.

Anlagen effizient und störungsfrei betreiben

Corosys sieht sich als Maschinen- bzw. Anlagenbauer, unterstützt aber auch die Betreiber, ihre Anlagen so effizient und störungsfrei wie möglich zu betreiben. Hier leistet die Smart-Machine-Schnittstelle wertvolle Unterstützung. Die Anlagensteuerung ist über eine verschlüsselte VPN-Verbindung mit der Corosys-Customer-Database verbunden. Alle Prozess- und Maschinendaten werden in einer redundanten Datenbank gespeichert.

IoT

Mittelständische Digitalisierungsstrategien benötigen intelligente Werkzeuge

In Sachen Konnektivität verlässt sich Corosys auf die VPN-Router der Serie Ewon Flexy 205 von Wachendorff Prozesstechnik. Dabei ist der klassische Fernzugriff durch die Corosys-Servicetechniker auf die Anlagen beim Kunden über das Internet, auf Steuerungen verschiedenster Fabrikate, obligatorisch und wird seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt. Zugriffe werden genau protokolliert. Auch die Alarmierung per E-Mail oder SMS wird genutzt. Sollte doch einmal ein Fehler an der Anlage auftreten, den das Personal vor Ort nicht selbstständig beheben kann, unterstützen die Ingenieure von Corosys aus der Ferne.

Smart-Machine-Konzept unterstützt im Betrieb

Genau hier setzt das Smart-Machine-Interface an, um die Inbetriebnahme und Instandhaltung zu unterstützen sowie eine vorausschauende Wartung zu gewährleisten. Voraussetzung für die genannten Punkte ist eine zentrale Erfassung und Aufbereitung der Maschinen- und Anlagendaten. Dazu werden vom Fernwartungsrouter Ewon Flexy 205 Daten der Maschine direkt von der SPS erfasst, gespeichert und über sichere Datenschnittstellen (REST API) verschlüsselt übertragen. Der Router Ewon Flexy 205 bietet innerhalb der Konnektivitäts-Cloud Talk2M eine Schnittstelle für historische Daten (Data Mailbox) und eine für Aktual-Daten (M2Web API). Die Daten werden dann zentral bei Corosys gesammelt und ausgewertet.

Mit dem jeweiligen Anlagenbetreiber wird dabei mittels Servicevertrag genau festgelegt, welche Daten erfasst werden, wer darauf Zugriff hat und zu welchem Zweck. Dabei wird zwischen Produktionsdaten, Servicedaten und Maschinendaten unterschieden. Entsprechende Rollen, verknüpft mit Zugriffsrechten, werden eingerichtet.

Bediengeräte

HMI mit Codesys V3 SPS-Erweiterung

So kann Corosys zum einen optimalen Service und Support für die gelieferten Anlagen bieten und zum anderen dem Anlagenbetreiber aussagekräftige Übersichten zu Produktionsdaten und Status seiner Maschine an die Hand geben. Auch Nachweise über Reinigungszyklen und sonstiger Lebensmittel-Hygiene-Standards können über diese Schnittstelle automatisch generiert werden.

Vollautomatische nächtliche Anlagenreinigung

Die vollautomatische nächtliche Anlagenreinigung bei Carl Jung wird zum Beispiel durch den Smart-Machine-Server überwacht und ein täglicher Reinigungsbericht mit allen nötigen Informationen an den Produktionsleiter gesendet. Gleiches gilt für die Produktion und Überwachung der Druckdifferenzen am Weinfiltersystem.

Der Anlagenbetreiber kann sich via Internet auf die Bedienoberfläche der Corosys-Smart-Support-Software verbinden, um sich dort vordefinierte Werte, Status und Trendkurven anzeigen zu lassen.

Zudem überwacht die Smart-Support-Software die Prozessdaten nahezu in Echtzeit. Im Falle einer Grenzwertverletzung meldet sich so die Anlage über das eingerichtete Alarm-Management-System per E-Mail und SMS bei der Produktionsleitung und dem Corosys-Supportteam.

Schneller Überblick dank KPI-Visualisierung vor Ort

Für den Anlagenbediener und Schichtführer vor Ort spielen diese tiefgehenden Möglichkeiten in der täglichen Routine jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Viel mehr ist hier der schnelle und aussagekräftige Überblick gefragt und zwar auf Schlüsselkennzahlen, die den nächsten Schritt vorgeben.

Die Anlagenvisualisierung über HMI oder Panel-PC kommt dafür aus Kostengründen in der Regel nicht in Frage, so auch bei Carl Jung. Die Anzeige erfolgt auf mobilen Endgeräten, wie Smartphone und Tablet. Für die Vor-Ort-Visualisierung von Schlüsselkennzahlen griff Corosys auf das KPI-Dashboard der Visulays GmbH, dem Corporate-Start-up der Wachendorff-Gruppe, zurück. Das Unternehmen beschäftigt sich mit den Themen Industrie 4.0, Smart Data und IIoT.

Visualisierungen einfach online designen

Mehrere Gründe sprachen für diese Visualisierungslösung: Über den Visualys-Online-Designer lassen sich mit wenigen Klicks Visualisierungen in modernem Design einrichten. Hierfür muss keine Software installiert werden und es wird kein Fachpersonal wie Programmierer oder Designer benötigt. Zahlreiche Vorlagen führen zu schnellen und professionellen Ergebnissen. Der Zugriff auf die zugrundeliegenden, über die Data-Polling-Funktion des Ewon-Routers gesammelten Maschinen-/Anlagedaten, ist einfach zu konfigurieren. Das KPI-Dashboard von Carl Jung konnte so innerhalb einer Stunde anforderungsgerecht umgesetzt werden.

Mit dem Verlauf des Projekts, der Umsetzung der Ideen und der Qualität der Produkte sind vor allem die Bediener, der technische Betriebsleiter und die Geschäftsführung von Carl Jung sehr zufrieden.

* Helmut Halmburger, Produktmanager Industrielle Kommunikation, Wachendorff Prozesstechnik GmbH & Co. KG in Geisenheim.

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