Automatizovaný pivovar

Reference

Automatizace minipivovaru vybudovaném v Radešíně.

O projektu

Jedná se o plně automatizovaný minipivovar v Balonovém hotelu ve vesnici Radešín na Českomoravské vrchovině, který je kompletně regulován a monitorován systémem postaveném na naší technologii. Využívá řídící jednotky UniPi a naši oficiální softwarovou platformu Mervis.

Jaký je užitek z automatizace pivovaru? Minimální počet personálu. Většinu monitoringu i regulace převezme do své kompetence samotný systém. Na skutečné řízení celého pivovaru je tedy potřeba jediný člověk, jímž je samotný majitel. Obrovskou výhodu představuje chytré a opakované využití tepelné energie jak v rámci pivovaru tak v rámci hotelové budovy.

Je problémem všech minipivovarů uvařit každou dávku piva se stejnými vlastnostmi a chutí. V chytrém systému se veškerá naměřená data se zaznamenávají do databáze. Jejich následná a opakovaná analýza poté pomůže zvýšit efektivitu procesu vaření piva a získání úspor na nákladech.

Balonový hotel v Radešíně byl již dříve plně automatizován. Jednotlivé systémy jsou propojeny a umožňují efektivní energetickou spotřebu. Teplo vzniklé při vaření piva je poté odvedeno do ústředního topení a sprch.

Data o pivovaru

Energetika pivovaru

Jak je to s tou efektivní energetickou spotřebou? Následující blokové schéma znázorňuje její koloběh v pivovaru.

Z varny teplá voda proudí do chladiče díla, kde se schladí a její teplo je odvedeno do teplé užitkové vody. Do chladiče díla vedou hned dva chladící přívody. Jeden z vrtu a druhý ze zásobníku chlazené vody. Zásobník chladné vody chladí jak bečky ve výčepu tak oba okruhy všech kvasných tanků. Ze zásobníku dále odčerpává teplo tepelné čerpadlo do zásobníku teplé vody a to je následné využito k ohřevu vody do sprch v hotelu a pro cirkulaci v ústředním topení.

Než ohřívat vodu při každém vaření piva a následně ji vypustit do odpadu, teplo je opakované používáno. Už před výstavbou pivovaru byl pivovar s UniPi automatizován a pomohlo se dosáhnout výrazné úspory na provozních nákladech. Díky automatizaci je vaření piva levnější a přitom je proces mnohem jednodušší.

Technická stránka

V hotelu je celkem 7 řídících jednotek UniPi z nichž 3 jsou využity pro regulaci pivovaru. Každá část pivovaru je vybavena veškerou potřebnou senzorovou technikou mezi, kterou patří například digitální teploměry, tlakoměry, elektroměry nebo ultrazvukové průtokoměry.  Mezi spínané prvky patří trojcestné hlavice, čerpadla, chladiče, otevření/uzavření chladících okruhů, ohřev varny i světla v místnostech. Celý projekt obsahuje přes 150 datových bodů, které jsou snímány a data z nich ukládána.

Digitálních vstupy řídící jednotky UniPi jsou využity pro sčítání impulzů z průtokoměrů, které při každé otočce průtoku odesílají signál. Digitální vstupy jsou také využity pro čtení z vypínačů světel.

Detail rozvaděče pivovaru s řídícími jednotkami UniPi a rozšiřujícími moduly

Z varny putuje pivo do 14 ležáckých tanků (cyklickokónické kvasné tanky) ve sklepení, kde se pivo chladí a nechává se vykvasit. Každý tank má dva chladící okruhy - v horní a dolní části. To umožňuje regulovat proces kvašení s maximální přesností. Frekvenční měniče regulují rychlost čerpadel (systém Mervis je řídí pomocí Modbus protokolu). Teplo odčerpané během chazení je dále využíváno jako teplá užitková voda.

Varna pivovaru obsahuje dvě varné kádě s rampou a kontrolním monitorem

Sklepení obsahuje celkem 14 ležáckých kádí

Software

Samotné chytré provedení tohoto systému je umožněno díky softwarové platformě Mervis. Systém umožňuje vzdálenou i lokální kontrolu více řídících jednotek najednou a kompletní monitoring - tzv. SCADA systém (Supervisory Control And Data Aquisition). Majitel pivovaru má díky webovému rozhraní přístup ke svému pivovaru odkudkoliv, kde má připojení k síti a může kontrolovat zda jsou stavy v normě.

Kontrolní monitor s Mervis HMI (Human-Machine Interface) s rychlým přehlede o stavu pivovaru

Data snímaná z jednotlivých senzorů jsou periodicky ukládána do databáze v cloudu. Mervis databáze běží na čtyřech serverech rozmístěných různě po Evropě. Tato data jsou neocenitelnou pomocí, protože lze jejich podrobnou analýzou proces vaření piva optimalizovat a hlavně lze proces snadno opakovat a postarat se tak o to, aby dodávka piva měla stejné vlastnosti. To je jedním ze základních problémů všech minipivovarů. Další výhodou, kterou Mervis Databáze přináší je přehled o spotřebách a lepší plánování jednotlivých výrobních dávek.

Představa složitého programování může být pro mnoho projektantů odstrašující. Mervis platforma má intuitivní způsob programování a je navíc v souladu s normou IEC 61131-3 o programování PLC softwaru. Zatímco výstavba pivovaru zabrala odhadem 6 měsíců, naprogramování systému zabralo týden.

Výhledy do budoucna

V budoucnosti by mělo dojít k automatizaci pák, které uzavírají a otevírají ventily do varných kádí. Obecným cílem je učinit pivovar plně autonomní, kdy v době mezi dodáním materiálu a hotovým produktem proběhne minimum činností ze strany uživatele.

Na závěr

Přestože je pivovar náročným projektem, kde je třeba brát v úvahu hodně detailů, propojení a automazice pomocí smart technologie mnoho věcí značně usnadnila. A náklady na UniPi a další automatizační technologii tvoří pouhých 5% celkových náladů na výstavbu samotného pivovaru. Pivovar je v plném provozu od dubna 2016. Díky moderní smart technologii je pivovar ovládán chytře, s velkou energetickou úsporou a co je hlavní, vaření piva se značně usnadnilo.