Opto 22 SNAP PAC系統改善啤酒廠的生產工藝

　　New Belgium釀造公司坐落于科羅拉多州的科林斯堡，由Jeff Lebesch創立，早年他在自家的地下室釀造了公司的第一批啤酒Fat Tire Amber Ale。（Fat Tire之名來自于他的一次自行車穿越比利時之旅）如今，New Belgium衍生了無數耳熟能詳的品牌，包括Sunshine Wheat、Mothership Wit、Mighty Arrow Ale等。公司產品主要在密西西比西部銷售，且異常火爆，在過去的幾年中已實現了2位數的增長。

　　面對大量的釀造工藝，New Belgium的50英畝廠區裝配有基于Opto 22的控制系統。Opto 22硬件能應對所有的釀造過程的設備控制，還包括水處理系統及所有其他建筑和設備管理系統。Opto 22監測、控制超過10，000個獨立數字和模擬I/O點。New Belgium還致力于可持續發展，Opto在該廠引以為豪的最新技術—余熱發電系統中發揮了重要作用。

釀造

　　New Belgium的設備主要建立了8個控制區域。其中7個區域包括復雜的釀造工藝，由Opto 22可編程自動化控制器（PAC）進行控制。因為麥粒需干燥、烘焙，故其中釀造、過濾和麥粒發芽等過程中的烤箱溫度，同時釀造過程中用于粉碎麥芽、糧食分離及原料壓碎的各種機器均由PAC來進行控制。 　　PAC也監測、控制調制前和釀造中發酵時的水溫及即將活化的酶的溫度。 　　“發酵前基本上就是等待，這段時間用于谷物里的淀粉轉化為糖，從而為發酵做準備，” New Belgium的首席電氣及自動化總工程師Igor Valuyev說道。 　　Opto硬件專業的解決所有釀造相關的過程控制，例如沸騰、混合、溫度及壓力調節，和高度復雜的串級PID控制回路，一個PID回路計算的輸出作為一個工藝參數用于下一個PID回路計算的輸入，這是New Belgium的自動化隊伍建立的控制策略。啤酒廠擁有一個相當高規格的自動化隊伍，他們一直使用自己的專業技能并不斷擴大Opto 22控制系統的功能，努力把公司打造成一個獨一無二的釀酒廠。 　　自動化隊伍仔細監測和控制加入啤酒花時的沸騰溫度。沸騰是一個關鍵工藝，所以必須在嚴格的參數控制下進行，沸騰不僅結束酶促過程，同時還對釀造起到殺菌作用。  　　“我們有許多種不同的麥芽配方，” Valuyev說道。“為了保證每種配方的成功率，Opto系統必須執行嚴格的操作標準。搗碎機、混合機、研磨系統、冷卻系統、過濾系統及其他設備必須協作運行。 　　Opto 22硬件控制并不斷監控這些機器以保證所有過程運行無誤，生產工人運用Valuyev在Opto 22軟件環境下創建的人機界面（HMI）來管理過程。

Opto 22 SNAP PAC軟件和硬件

發酵

　　在釀造和窖藏過程中（8個控制區域外的2項），啤酒被轉移到一個特殊的容器中，并添加酵母，隨后發生發酵反應使麥芽中的糖分轉變成酒精。Valuyev設計了他的SNAP PAC系統用來管理New Belgium不同品種啤酒的發酵系統。比如濃啤酒比一般啤酒的發酵溫度高，因此需要精確的控制來避免浪費時間并保證釀造發生在指定的溫度曲線下。安裝在New Belgium的Opto 22 SNAP PAC處理器能執行多達96個PID回路，大大滿足了公司的需求。另外，由于SNAP PAC系統的分布式架構，這些控制回路運行在I/O單元上而不是主控制器或PLC，在某些情況下，I/O單元與控制器失去通訊（或者控制器無故中斷），而PID回路會繼續運行，因此保證了發酵過程的正常控制。 　　部分酵母區的控制采用New Belgium的就地清理（CIP）系統。CIP系統為啤酒廠提供了一個無需拆解就能清理大量管道、容器及設備的途徑。New Belgium的系統完全由Opto控制器連接模擬和數字量I/O點來實現自動化，如啟動蒸汽，開啟必要的閥門、換熱器、注射器及沖洗、消毒設備時的噴霧嘴。

無線功能

　　New Belgium公司自動化架構的一個主要特點是整個廠區擁有無線以太網。Valuyev和他的小組最大程度地擴展了無線功能的遍及范圍。 　　“我們的操作員無處不在—午飯時間、休息室或者戶外，但他們仍可以通過電腦實時地看到釀造過程中所發生的一切”，他說道。

包裝

　　New Belgium公司唯一的非Opto 22自動化管理的核心處理是包裝和裝瓶。這2項過程由基于Allen-Bradley? Logix系統的PLC控制。盡管這樣，Valuyev仍對兩者系統平臺的合并使用懷著很高的期望，因為SNAP PAC硬件最近新增了EtherNet/IP?通訊協議，該協議由Rockwell  Automation（Allen-Bradley的母公司）開發，運用于旗下Logix及其他基于以太網的自動化系統。這樣就給了Valuyev選擇可將Allen-Bradley系統與SNAP I/O及控制器合并，擁有2種通訊并進行數據共享。

水處理與可持續發展

New Belgium是世界上最早使用風能的啤酒廠之一

　　New Belgium不單純著力于生產和銷售世界級品質的啤酒，作為美國第三大釀造商，它更以一個積極參與、推行環保倡議的有責任感的企業模范形象而驕傲。New Belgium是世界上最早使用風能釀造，并保留這一承諾10年以上的企業之一。公司加入了“1%為了地球”（一個全球性的組織，其會員通過捐贈、基金募集、捐獻年收入的1%為環境做貢獻）。為了推廣綠色能源交通，New Belgium的每個員工在1年工作期后能得到一輛免費的越野自行車。 

New Belgium的許多員工騎自行車上下班

　　New Belgium致力于可持續發展的最好例子可能是其在水和廢水的管理上。在2002年，公司完成了水處理設施的安裝。New Belgium的廢水被轉移至水廠，經過一系列的大池并投以吸食水中有機垃圾的細菌。這種細菌凈化的副產品即是沼氣，并將它們收集在一個大薄膜，像氣球一樣的沼氣袋中。這些沼氣隨后通過管道輸送回New Belgium的設備中，作為熱和動力（CHP）燃料，既能發電又可發熱。10~15%的釀酒能源來自沼氣這種2次能源，這樣能降低城市能耗。 　　釀造處理中，SNAP PAC系統監測并控制好氧和厭氧水處理，包括PH調節、淤泥脫水等所有輔助處理過程。

將沼氣收集在一個大氣包內輸送到New Belgium

系統升級 　　New Belgium 使用SNAP PAC系統來替代早期的mistic控制系統。為什么要升級呢？原始系統運行正常，但Valuyev有著超前思維。考慮到New Belgium是一家發展迅速的啤酒廠，Valuyev明智地做出計劃，將系統升級到SNAP PAC。 　　“mistic系統使用的是ARCNET通訊平臺，其性能比現在SNAP硬件所使用的以太網平臺欠缺不少，”他解釋道。 　　New Belgium也需要一個能與Wonderware?（公司的首選軟件平臺之一）兼容的硬件平臺。Opto 22的OptoOPCServer兼容SNAP PAC系統，是OPC技術兼容服務器，New Belgium使用它在控制器和運行Wonderware 的PC間傳遞數據。另外，New Belgium全年午休地運行，所有過程連續不斷運轉。SNAP PAC控制器支持背景下載，這意味著當新的控制策略下載時，控制器仍能保持運行。新的SNAP PAC系統平臺使得Valuyev能夠修改和改善控制工藝或在任何時間隨心意修改，而無需終斷啤酒廠全天候的運行。 　　New Belgium從07年9月開始升級，并使用PAC Project Professional（用于SNAP PAC系統的自動化軟件套裝）來替代早期的mistic控制策略。 　　“PAC Project Professional軟件包括早期系統的升級命令導入，” Opto 22高級應用顧問Bryce Nakatani說道。Nakatani是公司產品支持組的成員之一，小組為New Belgium和其他Opto用戶提供免費的技術支持。 　　“新命令導入使得New Belgium能升級至SNAP PAC硬件和軟件，同時保留了現有的大部分控制數據。 未來展望                　　New Belgium此次完整升級至SNAP PAC系統在2008 年底完成。未來，Valuyev認為在擴張時將會增加更多的Opto硬件。

1       簡單易操作

SNAP PAC系統由四個部分統一整合而成：軟件、控制器、智能處理器和I/O。系統建立、調試程序，以及故障維護都更簡便，大大減少了系統開發及投入運行的時間。

2       更低的長期成本

SNAP PAC系統的成本低于許多PLC系統，并且由于軟件是免費的，您不需要投入高昂的費用，便可投入使用該系統。我們為您提供免費的培訓以及技術支持，因此對于設備的整個使用期來測試，系統成本會大幅降低。

3       適用于多類自動應用的SNAP PAC系統

SNAP PAC系統功能強大。一套系統，便可用于多個自動化項目中，幫助您完成過程控制、離散自動化、能耗管理、數據采集，甚至遠程集中監控。

分布式智能，幫助您隨時隨地方便地添加I/O。擁有了有線/無線控制器及I/O，您就可根據實際所需，將有線網絡轉換到無線網絡，或者立即實現兩個網絡的通訊。

靈活的硬件讓您無需浪費更多的投資，節省了金錢及時間。

4       高級編程工具

SNAP PAC系統的編程方式采用直觀的流程圖，也可運用更高級的腳本語言，或者結合兩者一起使用。這兩種方法所包括的指令，用于標準的過程控制以及離散自動化的功能塊、浮點型數字、串行處理、排列、子程序、指針變量等，其他的高級工具用于復雜的應用。

5       連接到第三方軟件及設備

SNAP PAC控制器及智能處理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP。可簡易地將數據導入到SQL數據庫系統，并直接從硬件發送郵件。該系統也可以簡單地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的設備、儀器，進行通訊。

6       業界最好的I/O

憑借著業內最佳的保障：多數SNAP I/O模塊終身保用。每個模塊出廠前都經過獨立測試，而不是抽樣測試。SNAP PAC系統可以配置從幾個I/O點到數千個I/O點。您可按需，根據信號類型，選擇高可靠性的模擬量、數字量、串口模塊。電壓、電流、交流、直流、熱電偶、RTD、電源檢測器、RS-232、RS-485、Profibus、運動控制、應變測試等等，都可與SNAP PAC系統一同連接。

關于SNAP PAC系統

SNAP PAC系統是Opto 22公司出品，軟硬件集成的系統，用于工業控制、遠程監控、數據采集等應用。簡化了對自動化系統了解、選擇和采購的復雜過程，SNAP PAC系統由以下四部分組成：

PAC Project 軟件套件－－－－簡單易用的基于流程圖的編程方式、HMI（人機界面）、可選的OPC客戶端以及數據庫連接軟件。

SNAP PAC控制器－－－－獨立式和基于機架式的工業控制器；有線/無線模塊可選。

SNAP PAC智能處理器－－－－智能I/O處理器，用于分布式控制。也可選擇有線/無線模塊。

SNAP I/O－－－－模擬量、數字量、串口量、特殊功能I/O模塊，可與現場設備、儀器、傳感器相連接。所有I/O模塊可交替與標準的以及有線/無線智能處理器一同工作。

這四個簡單，又具有很大靈活性的系統組成部件，可處理任何情況，從最基本的設備監控到完整的工廠自動化。

通訊網絡及協議

SNAP PAC系統自帶Ethernet網絡協議，因此您無需擔心成本，以及額外添加網絡通訊卡的麻煩。系統中的分布式I/O可運行在以太網或串行網絡，也可同時運行于兩個網絡。另外，您可以與大量的串行設備通訊，例如條形碼閱讀器、RFID閱讀器、串口顯示器、modem等。

由于SNAP PAC系統運行于標準的Ethernet網絡，可直接與計算機、基于Ethernet的設備相互通訊，使用標準的協議包括TCP/IP、UDP/IP、郵件傳輸協議SMTP、網絡管理協議SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系統的EtherNet/IP等。

關于OPTO 22

Opto 22公司研發并制造應用于工業自動化、能耗管理、遠程監控、數據采集的軟硬件設備。Opto 22的產品是標準化的，用于商業網絡及計算機技術中，以簡單易用、創新、高品質、高可靠性而聞名世界。Opto 22的輸入/輸出以及控制系統，允許客戶從所有的設備、電子儀器儀表監測、控制、采集數據，這些都是項目運行的關鍵。Opto 22產品適用于自動化終端用戶、OEM，信息技術及操作人員已經為全球10,000套設備安裝了該產品。公司始建與1974年，總部位于美國加州的Temecula。Opto 22的產品通過全球網絡的分銷商及系統集成商出售。預知更多信息，請聯系Opto 22上海代表處，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。網址：www.opto22.com.cn。