Herausforderung
Ein besonderer Schwerpunkt für Gancia ist die Schaumweinerzeugung, die 80 Prozent 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. Die Anwendung musste bediener- und wartungsfreundlich sowie mit den anderen Systemen kompatibel sein. Zusätzlich benötigte das Unternehmen eine vollständige Übersicht und Prozesskontrolle. Eine weitere Anforderung war die Verfügbarkeit kontextualisierter Produktionsdaten zur Optimierung der Entscheidungsprozesse und Fällen von Echtzeitentscheidungen auf.
Eine solche innovative Architektur musste bis zur nächsten Weinlese innerhalb von nur zwei Wochen umgesetzt sein. Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat Rockwell Automation das Prozessleitsystem PlantPAx basierend auf einer EtherNet/IP-Netzwerkarchitektur implementiert.
Lösung
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 7,20/7,30 Prozent für Schaumwein und 5 Prozent 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.
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 - übertrifft das von Rockwell Automation angebotene und von Progecta implementierte System die Lösungen der Wettbewerber, wenn es um die Bedienerfreundlichkeit geht“, 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 Schaumwein-Keller benötigt werden.
