Wo manch Großbrauerei noch zögert, setzt die Familienbrauerei aus Mittelfranken bereits Maßstäbe. Dank smarter Cloud Lösung wurden in Pyras alle Gewerke digitalisiert, Arbeitsprozesse vereinfacht und Energie eingespart.
Die Automatisierungslandschaft vieler Brauereien ist geprägt von inhomogenen Insellösungen, gespickt mit handschriftlicher Datenerfassung. Das Überblicken der Produktionsprozesse und Medienversorgung ist aufwändig und Optimierungspotentiale bleiben aufgrund mangelnder Datenerhebung im Verborgenen. Nicht so im mittelfränkischem Thalmässing, denn hier werden alle technischen Gewerke digital überwacht. Selbstverständlich wurde in der 80 Mitarbeiter zählenden Brauerei nicht bei null angefangen. Die vorhandenen HMI-Systeme sind jedoch auf den jeweiligen Einsatz beschränkt und bieten nicht die Möglichkeiten einer modernen Cloud Lösung. Und so wurde auf Vorhandenem aufgesetzt und die Cloud Lösung AnyViz eingeführt: Die Steuerungen von Kälteanlagen, Pasteur und Füllerei waren im Nuh angebunden und dort wo benötigt, wurden günstige Steuerungen nachgerüstet. Innerhalb weniger Monate wurden 21 Systeme angekoppelt, die zuvor noch als Insellösung werkelten. Neben der Produktionslinie wurden auch Gebäudetechnik, BHKWs, PV-Anlage, Brunnen und weitere Anlagen der zentralen Überwachung zugeführt.
Medienversorgung im Blick
In der Brauerei kommen verschiedene Medien zum Einsatz: Kälte, Dampf, Wasser, Druckluft, Stickstoff und Elektrizität. Für den reibungslosen Brauereibetrieb müssen all diese Medien zuverlässig zur Verfügung stehen. Deshalb hat sich das Dashboard für die Medienversorgung als ein wichtiges Werkzeug des Braumeisters entwickelt. Hier können live sämtliche Zustände und Kennzahlen übersichtlich eingesehen werden. Zudem erscheinen dort alle relevanten Störungen und Warnungen, sodass reagiert werden kann, noch bevor ein Anlagenstillstand droht.
Brauerei ferngesteuert
Die Arbeitswoche des Braumeisters Achim Sauerhammer beginnt Sonntagnacht um 3 Uhr. Denn dann muss die Flaschenwaschmaschine eingeschaltet werden. Ist diese um 6 Uhr nicht vollständig aufgeheizt, verschiebt sich der Produktionsbeginn. Früher fuhr der Braumeister hierfür in den Betrieb. Heute geschieht dies automatisch. Tritt bei dem automatisierten Hochfahren der Anlage ein Fehler auf, wird der Braumeister umgehend alarmiert und er kann über die Ferne eingreifen. So müssen sowohl Braumeister als auch Anlagenfahrer seltener zur Brauerei fahren.
Kein Listenschreiben mehr
Wie in jeder Produktion müssen Daten erhoben und ordnungsgemäß protokolliert werden. Hierzu zählen Pegelstände des betriebseigenen Brunnens, Sud-Temperaturen oder Lagerbestände. Durch die vollständige Digitalisierung werden all diese Informationen automatisch erfasst und mehrfach redundant in der Cloud gespeichert. Autorisierte Mitarbeiter haben Zugriff auf diese Daten. So kann beispielsweise auch das Labor sekundenaktuell auf die Betriebsdaten zugreifen. Das Landratsamt hingegen erhält automatisch generierte Reports mit den Brunnendaten. Alle Visualisierungen, Dashboards und Reports können durch einfaches Drag-and-drop erstellt werden. Dies gelingt ohne technisches Knowhow in kurzer Zeit.
Betriebsdatenanalyse leicht gemacht
Aufgrund der gewerkeübergreifenden Betriebsdatenaufzeichnung, ergeben sich ganz neue Möglichkeiten. Schnell konnten Einsparpotentiale bei der Druckluftversorgung festgestellt werden, wodurch innerhalb von nur 4 Wochen 10 MWh eingespart werden konnten. Die komfortable Datenauswertung unterstützt zudem bei der Fehlersuche: Gerade in Bezug auf die BHKWs und die damit verbundene Wärmeführung können Probleme schnell diagnostiziert und behoben werden. So hilft AnyViz Energiekosten zu senken, Störungen zu reduzieren und die Betriebssicherheit zu erhöhen.
Schnelles Handeln im Störfall
Jede Brauerei kennt die Folgen, wenn wichtige Komponenten, wie Kühlung unbemerkt ausfallen. Die Alarmierungslösung von AnyViz ermöglicht eine Benachrichtigung über E-Mail, SMS, Push-Benachrichtigung oder Sprachanruf. So können gleich mehrere Mitarbeiter im Störfall informiert werden. Für jeden Benachrichtigungsempfänger kann eine Verzögerung hinterlegt werde, sodass eine Alarmierungskette entsteht, die erst beendet wird, wenn der Alarm quittiert wird.
Höherer Anteil erneuerbarer Energien
Als verantwortungsbewusstes Familienunternehmen setzt die Brauerei auf regenerative Energien. Hierzu wurden PV-Anlagen mit einer Leistung von 500 kWₚ installiert. Zudem erzeugen zwei BHKWs Strom und Wärme aus CH4 der Abwasseraufbereitung und der anliegenden Mülldeponie. Schon im Jahr 2021 kam der Betrieb auf einen regenerativen Anteil von 36%. Dieser soll nun deutlich ausgebaut werden. Die Cloud Lösung hilft dabei Prozesse dahingehend zu optimieren, dass eigens erzeugte Energie bestmöglich genutzt wird und der Anteil der Fremdenergie auf ein Minimum reduziert wird.
Kaum Neuanschaffungen notwendig
Viele Betriebe schrecken vor umfangreichen Digitalisierungsprojekten zurück. Zu oft las man von hohen Investitionen, ausufernden Kosten und mangelnder Amortisierung. Dass dies nicht immer der Fall sein muss, wurde bei Pyraser unter Beweis gestellt. Zunächst wurde die kostenlose Cloud-Adapter-Applikation, die als Brücke zwischen lokaler Technik und AnyViz Cloud dient, auf einen vorhandenen Server installiert. Fortan konnten alle Ethernet-basierenden Systeme, wie Siemens Steuerungen oder Gasanalysatoren, angekoppelt werden. Doch im Betrieb befinden sich eine Reihe weiterer Komponenten, die noch nicht netzwerkfähig sind. Diese durch moderne Komponenten zu ersetzten würde hohe Aufwendungen erfordern und zunächst kaum Mehrwert bringen. So wurden in Summe 27 Zähler, Regler und Aktoren über 2-Draht-Bus angekoppelt. Mit Ausnahme der erschwinglichen Kabel waren hierfür keine Investitionen notwendig. Selbst die 25 Jahre alten Stickstoffgeneratoren und der ebenso alte Druckluftkompressor konnte auf diese Weise digital vernetzt werden.
Nutzung unterschiedlicher Protokolle
Eine der Herausforderungen bei der Digitalisierung im Bestand sind die vielen unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle. Je nach Hersteller und Alter werden verschiedene Standards verwendet. Die in der Familienbrauerei eingesetzte Cloud unterstützt sieben Automatisierungs-Protokolle, welche in diversen Gewerken vorzufinden sind. In Pyras konnten die meisten Komponenten mit Modbus TCP, Modbus RTU und Siemens TCP angekoppelt werden. Für die BHKWs wurden jedoch noch zwei weitere Integrationsmöglichkeiten genutzt: Über das VNC-Protokoll wird der Bildschirminhalt der Bedienpanels beider BHKWs in die Cloud gespiegelt. Da auch Mausbewegungen und Tastatureingaben übertragen werden, können die Anlagen von beliebiger Stelle eingesehen und bedient werden. Zusätzlich wurde eine Webcam installiert. Dessen Bewegtbilder werden über das HTTP-Protokoll sicher zur Cloud Lösung übertragen. Damit stehen neben den Betriebsdaten auch Bedienpanel und Live-Bilder zur Verfügung.
Ankopplung über 1100m Entfernung
Herausfordernd erschien die Digitalisierung der über 1100m entfernten Brunnenanlage. Zu dieser war nur eine ungeschirmte Telefonleitung verlegt, um digitale Signale zu übertragen. Doch auch hier sollten Zählerstände, Pegelstände und weitere Analogsignale übertragen werden. Mittels Verstärker konnte über das bestehende Kabel eine Modbus-RTU Verbindung aufgebaut werden, welche zuverlässig Daten austauscht und beliebig erweitert werden kann. So zeigt sich, dass auch vermeintlich alte 2-Draht-Technik für die Digitalisierung dienlich sein kann.
Lastspitzen reduzieren
Ein umfangreiches Energiemanagement dient nicht zur Steigerung der Energieeffizienz. Auch das Reduzieren der Lastspitzen spielt eine wichtige Rolle, denn so können Leistungspreise des Stromanbieters gesenkt werden. Besonders relevant werden Lastspitzen, wenn diese an die Leistungsgrenze des örtlich installierten Transformators ragen. So muss Pyraser sicherstellen, dass die Leistungsgrenze von 350kW nicht überschritten wird. Nur durch umfangreiche Datenerhebung und aussagekräftige Visualisierung können Ursachen für Lastspitzen erkannt und vermieden werden. Schnell wurde herausgefunden, dass der gleichzeitige Betrieb mehrerer Druckluftkompressoren für hohe Spitzen sorgt, die nunmehr vermieden werden.
Sicherheit an erster Stelle
Ohne Sicherheit keine Digitalisierung! So ist es selbstverständlich, dass jegliche Datenströme außerhalb der Feldebene verschlüsselt werden und die Unternehmensfirewall weiterhin keine eingehenden Verbindungen zulässt. Wo unterschiedliche Personengruppen zusammenarbeiten, bedarf es zudem eine Benutzerverwaltung, die den Zugriff auf das Nötige eingrenzt und eine sichere Multifaktor-Authentifizierung ermöglicht. Um Sicherheitsupdates, Wartung und Backup kümmert sich der SaaS (Software-as-a-Service) Anbieter AnyViz. So wird die IT-Abteilung entlastet und die Brauerei verfügt über stets aktuelle Software.
Schnell erweitert
Nach Einführung des Cloud Systems durch den Automatisierungsexperten Richard Bernreuther, erfolgt der weitere Ausbau durch eigenes Fachpersonal. Auf die Frage, wie lange es dauert einen neuen Datenpunkt in Betrieb zu nehmen, antwortet Betriebselektriker Stefan Neuhofer kurz und knapp: „5-Minuten“. Die einfache Erweiterbarkeit macht AnyViz zu einem Werkzeug, dass in jedem technischen Gewerk zum Einsatz kommen kann. Die Ankopplungsmöglichkeiten von unterschiedlichsten technischen Einrichtungen sind mannigfaltig. Auch im neu geplanten Nahwärmenetz, sowie in der betriebseigenen Kläranlage wird AnyViz zur Visualisierung, Überwachung und Bedienung aus der Ferne eingesetzt werden.
Fazit
Digitalisierungsmaßnahmen können mit einer modernen Cloud Lösung wie AnyViz sehr kosteneffizient umgesetzt werden. Dabei wird die vorhandene Infrastruktur weiterhin genutzt und Stück für Stück an die Cloud angebunden, wodurch auch eine Vernetzung der Einzelkomponenten entsteht. Mit Hilfe der Datenerfassung und Analyse werden schnell Nichtkonformitäten mit hohen Einsparpotentialen gefunden. Durch die Verbindung von IT und OT sind alle Abteilungen immer auf den aktuellen Stand – ganz ohne Zettelwirtschaft.