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隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高， 消費(fèi)者對(duì)選擇食品飲料的準(zhǔn)則已經(jīng)發(fā)生變化，他們最為關(guān)心的不再是價(jià)格，而是質(zhì)量、健康、品牌。也正因如此，越來(lái)越多的食品飲料企業(yè)開(kāi)始引入可以幫助其降低能耗、提高質(zhì)量的自動(dòng)化技術(shù)。

“眾所周知，一家飲料企業(yè)通常有幾十家制造工廠，單獨(dú)一家工廠的自動(dòng)化程度都很高，但從整個(gè)企業(yè)層面統(tǒng)一管理、提高質(zhì)量則非常困難。”西門子（中國(guó)）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)工廠自動(dòng)化部食品飲料行業(yè)總經(jīng)理陳海東告訴記者，“比如百威啤酒，他們追求的就是口味的一致性，不管在哪里生產(chǎn)，口味都必須一樣，這就需要自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中的軟、硬件配合，才能保證各個(gè)環(huán)節(jié)中的誤差都在極小的范圍內(nèi)。”

據(jù)了解，把大麥、大米、酵母、水和啤酒花等原料變成香醇的啤酒，需要經(jīng)過(guò)原料制備、糖化、發(fā)酵、過(guò)濾、罐裝、口味測(cè)試等復(fù)雜的過(guò)程，共有246道工序來(lái)保證百威英博啤酒全球一致的天然口味。其中糖化和發(fā)酵是最為重要的釀造工藝。

百威英博武漢工廠發(fā)酵控制室操作人員正在使用BRAUMAT系統(tǒng)

全集成控制系統(tǒng)BRAUMAT

為了滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，百威英博武漢工廠在2012年6月開(kāi)始對(duì)糖化、發(fā)酵和過(guò)濾車間原有的17臺(tái)上位機(jī)中的西門子BRAUMAT軟件升級(jí)至更新的版本，并且發(fā)酵工段的4臺(tái)S5 CPU也升級(jí)至S7。緊接著，工廠開(kāi)始建設(shè)新的糖化和發(fā)酵生產(chǎn)線，并全部使用BRAUMAT過(guò)程控制系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)升級(jí)和釀造擴(kuò)建，工廠的年產(chǎn)能從40萬(wàn)噸大幅提高至80萬(wàn)噸。

據(jù)陳海東介紹，BRAUMAT是西門子專門面向食品飲料等過(guò)程行業(yè)開(kāi)發(fā)的全集成控制系統(tǒng)。它具有強(qiáng)大的批次管理和配方管理功能。自1977年推向市場(chǎng)以來(lái)，全球已有數(shù)以百計(jì)的啤酒廠利用BRAUMAT來(lái)控制其釀酒工藝。通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，配方參數(shù)控制方式和時(shí)間順序優(yōu)化，BRAUMAT能確保產(chǎn)品質(zhì)量的高度穩(wěn)定。

品質(zhì)保障，最重要的是在于工藝控制的穩(wěn)定性。在糖化和發(fā)酵過(guò)程中，時(shí)間、溫度、壓力、濃度、電導(dǎo)率等眾多參數(shù)都需要精確、穩(wěn)定地進(jìn)行控制。BRAUMAT改變了工廠以前的模擬屏操作方式。完全自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的控制讓工藝設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)也更加便捷迅速，且將人為出錯(cuò)的可能性降至最低。此外BRAUMAT還大大提高了操作效率，在操作員人數(shù)不變的情況下，仍然能夠滿足新增生產(chǎn)線的運(yùn)行需求。

利用BRAUMAT完善的批次報(bào)表功能，以及趨勢(shì)和報(bào)警記錄、操作記錄系統(tǒng)，各生產(chǎn)訂單及其完整配方，以及工序等相關(guān)數(shù)據(jù)都能全部記錄和歸檔。這樣工廠可以從任何的最終產(chǎn)品追溯到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。

行業(yè)積累 幫助客戶

除了BRAUMAT控制系統(tǒng)之外，西門子硬件設(shè)備，包括PLC、I/O模塊、變頻器、電機(jī)，以及儀器儀表，如電導(dǎo)率變送器等，也都對(duì)于工廠的高效、穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。基于電氣控制的西門子自動(dòng)化解決方案早在20世紀(jì)70年代初就問(wèn)世了。自1973年起，從Simatic工業(yè)控制器開(kāi)始，越來(lái)越復(fù)雜的西門子控制技術(shù)被用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。

“西門子在不同的工藝、細(xì)分行業(yè)中積累了數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)與國(guó)內(nèi)客戶的合作，使我們更加了解中國(guó)本土市場(chǎng)的需求和運(yùn)營(yíng)機(jī)制。當(dāng)我們與中小企業(yè)合作時(shí)，我們也可以將寶貴的經(jīng)驗(yàn)分享給他們。”陳海東說(shuō)道。

隨著自動(dòng)化和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代啤酒廠產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，它們可以用于制作關(guān)于工序和壓縮機(jī)或泵等工廠組件的狀況報(bào)告。糖化間或發(fā)酵窖池內(nèi)的壓力和溫度等工藝參數(shù)，會(huì)在控制中心顯示出來(lái)，并且對(duì)配方的電子化管理變得越來(lái)越常見(jiàn)。自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)軟件現(xiàn)在遠(yuǎn)不止為啤酒廠工藝流程做文檔記錄那么簡(jiǎn)單。陳海東強(qiáng)調(diào)，如今客戶真正的需求是從整個(gè)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能和效率的提升，而非功能強(qiáng)大的單一元器件。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，廠商要懂?dāng)?shù)據(jù)，更要幫助客戶將數(shù)據(jù)挖掘出來(lái)，并建立統(tǒng)一的平臺(tái)將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合。

談到未來(lái)的食品飲料市場(chǎng)， 陳海東充滿信心，他表示，無(wú)論是包裝還是在全段物流中，西門子的PLC都擁有最高的市場(chǎng)占有率。此外，西門子的變頻器、齒輪、馬達(dá)等產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)也有非常多的應(yīng)用。未來(lái)，客戶在聯(lián)網(wǎng)方面的需求會(huì)日趨增多，這將使西門子在通訊網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)上迎來(lái)很大的增長(zhǎng)空間，這也是下一階段西門子在食品飲料行業(yè)中的發(fā)展目標(biāo)。

百威英博武漢工廠的糖化車間

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年4月刊