Gancia ist mit einer jährlichen Produktion von 25 Mio. Flaschen eine bedeutende Größe des italienischen Weinbaus und eine international renommierte Marke. Als Teil einer Modernisierungsinitiative ergab sich die Notwendigkeit eines neuen Prozessleitsystems für die Schaumweinerzeugung. Gancia entschied sich für Rockwell Automation als Anbieter der Steuerungs- und Automatisierungssysteme sowie für Progecta als Systemintegrator für die Implementierung.
Ein besonderer Schwerpunkt für Gancia ist die Schaumweinerzeugung, die 80 % der Produktion ausmacht. Gancia hat dafür nach einer hochmodernen Lösung gesucht, um die Fehler und Risikomargen sowohl in der Test- als auch in der Endphase der Produktion zu minimieren. Da die nächste Weinlese unmittelbar bevorstand, wurde innerhalb von nur zwei Wochen das Prozessleitsystem Plantpax basierend auf einer EtherNet/IP-Netzwerkarchitektur implementiert.
Kniffliger Prozess
Bei Gancia werden zur Herstellung von Wein vier verschiedene Keller genutzt: ein Keller für Basisweine, wo die Moste gelagert und verarbeitet werden, einer für die traditionelle Methode, ein weiterer für die Wermutweine und der Vierte für die Schaumweine, die nach der „Charmat-Methode“ oder Großraumgärung erzeugt werden. Hier entstehen jährlich rund zwanzig Millionen Flaschen Schaumwein und Moscato.
Die Schaumweinherstellung ist ein kritischer Prozess, da sie eine Reihe von Phasen und Schritten in unterschiedlichen Autoklaven umfasst, bei denen die grundlegenden Parameter wie Druck und Temperatur streng überwacht werden müssen. Die „Schaumbildung“ des Asti-Schaumweins benötigt zehn Tage, die des Moscatos hingegen nur fünf Tage.
Je nach Verarbeitungsstufe werden die Weine innerhalb dieser Zeit in Autoklaven gelagert, bei denen im Vorfeld Waschzyklen von mindestens 20 Minuten durchgeführt wurden. Der Wein wird eingeleitet und zur Fermentation zusammen mit Hefekulturen im Autoklav gelagert, bis er einen Alkoholgehalt von ungefähr 7,2 bis 7,3 % für Schaumwein und 5 % für Moscato sowie einen Druck von 5 bar im Tank aufgebaut hat. Sobald die optimalen Werte erreicht sind, erfolgt eine Cross-Flow-Filtration. Der Wein wird abgekühlt und in Containern bei einer kontrollierten Temperatur von 0 °C gelagert. Während dieser Stabilisierungsphase erfolgt die Zugabe des Weinsteins. Nach einer Mikrofiltration wird der Wein vor der Abfüllung in Flaschen in Weinlagertanks umgefüllt.
Flexible Infrastruktur
Als Kernstück des Systems wird Plantpax eingesetzt. Die Steuerungsplattform von Rockwell Automation ersetzt das alte Standard-Steuerungssystem, bei dem es auf Dauer zu Problemen hätte kommen können, wenn Gancia im Schadensfall Ersatzteile benötigt hätte. „Obwohl es sich um eine sehr komplexe und umfangreiche Anwendung handelt – 79 Autoklaven mit einer Traglast von 600 Doppelzentnern, ungefähr 1000 Ventile für die Weiterleitung und die Waschzyklen sowie eine Vielzahl von zu steuernden Geräten – ist die Lösung sehr bedienerfreundlich“, erklärt Andrea Cavalli, Technical Management bei F.lli Gancia. Die auf dem Ethernet/IP-Protokoll basierende Kommunikationsinfrastruktur bietet eine große Flexibilität und Agilität. „Der Wechsel von einer drahtgebundenen Architektur zu einem dezentralen Netzwerk gibt uns die Möglichkeit, das bestehende Steuerungssystem zu wechseln, ohne dabei die Haupt- oder die dezentralen Schalttafeln auszutauschen, auf denen die E/A-Module installiert sind. Der Anschluss der Einzelpunkte basiert auf Ethernet, was eine hohe Skalierbarkeit ermöglicht. Wir können das System einfach durch Hinzufügen zusätzlicher E/As erweitern“, erläutert Nicola Nada, Technical Management bei Progecta.
Für die Leistungssteuerung wurde eine spezielle Schalttafel eingebaut, wohingegen die Steuerungssysteme der Ventile über ein einziges Netz und Netzwerkkabel gesteuert werden. Dies verringert die Anzahl der Kabel in den Kabelkanälen und vereinfacht somit die Reinigung. Außerdem wurde Platz für weitere Kabel geschaffen, falls diese im Rahmen künftiger Entwicklungen im Schaumweinkeller benötigt werden.
Die Transparenz über den gesamten Prozess hat sich deutlich verbessert. Zwei 50″-Monitore wurden anstelle der bestehenden LED-Übersichtstafeln nebeneinander installiert und ermöglichen eine vollständige Überwachung der gesamten Installation auf einen Blick. Dabei kommt die High-End-OWS (Operator Workstation) zum Einsatz.
Erwartungen erfüllt
„Das Prozessleitsystem Plantpax entspricht voll und ganz unseren Erwartungen“, fährt Andrea Cavalli fort. „Erstens erreichen wir damit unser Hauptziel, moderne Technologien einzusetzen. Damit vereinheitlichen wir unseren Produktionsprozess der industriellen Schaumweinerzeugung auf höchst effiziente Weise und haben nun einen verbesserten Einblick in die Prozesse – ein strategischer Bestandteil unseres Geschäftsfelds. Zweitens haben wir die Diagnosemöglichkeiten durch eine Reihe von Echtzeit-Alarmen erweitert, um ein zeitnahes Eingreifen zu ermöglichen, eine Aufgabe, die bislang dem Kellermeister vorbehalten war. Er war die einzige Person, die Probleme erkennen und Fehler im Fall von Unregelmäßigkeiten beheben konnte.“
Gancia wurde als eine der ersten Weinkellereien mit einem Überwachungssystem ausgestattet, um kritische Parameter rund um die Uhr zu überwachen. Durch die Umsetzung des Connected-Enterprise-Konzepts konnte der ehemals separate Schaumweinkeller in ein allgemeines Steuerungssystem integriert werden. Dank dem Ethernet/IP-Kommunikationsprotokoll erhält das Wartungspersonal die Möglichkeit, zeitnah einzugreifen. Nach Erhalt einer Alarmmeldung über ein mobiles Gerät können die betreffenden Personen das System über ein Mobilgerät per Fernzugriff erreichen, den Fehlerort schnell lokalisieren und den Fehler beheben. Die Anwesenheit einer Aufsichtsperson oder des Betriebsleiters rund um die Uhr ist also nicht länger erforderlich. Außerdem verringert dies das Risiko von unvorhersehbaren Ausfallzeiten der Maschine. Weiterhin lassen sich mithilfe des Systems vorbeugende Wartungsmaßnahmen zeitlich einplanen.
Suchwort: dei0318rockwell
Halle 10.1, Stand C8
Autor: Oliver Vogel
Solution Architect Process Automation,
Rockwell Automation
