Kellerei Yalumba Oxford Landing gibt der Weinherstellung neue Impulse

Oxford Landing gibt der Weinherstellung neue Impulse

Erfüllung von Verbraucherwünschen trotz saisonaler Schwankungen durch fortschrittliche Automatisierungs- und Prozesssteuerungslösung von Rockwell Automation

Der Weinbau- und Kellereibetrieb Oxford Landing Estate wurde nach einem Ort benannt, an dem einst Viehhüter ihre Schafe weiden und trinken ließen. Heute leben hier bodenständige Menschen, die stolz darauf sind, Qualitätsweine herzustellen, die auf der ganzen Welt genossen werden.

Mit einer Anbaufläche von ca. 260 ha ist Oxford Landing Estate kein kleines Unternehmen, aber das Gebiet ist in 130 Parzellen zu je 2 ha unterteilt, die als separate Ökosysteme verwaltet werden. So erhalten die Trauben alles, was sie für den vollen Geschmack benötigen.

Techniken wie eingehender Gehölzschnitt, Sonnendächer und das Ausdünnen der Pflanzen ermöglichen der Kellerei eine genaue Kontrolle, die die Einzigartigkeit der einzelnen Parzellen berücksichtigt. Bei Oxford Landing ist man stolz darauf, kleine Mengen an Früchten flink ernten zu können, sobald sie reif sind, damit nichts von ihrer Frische verloren geht.

Der Erfolg der Weinkellerei Oxford Landing Estate, die sich am nördlichen Ende des Barossa Valley befindet, beruht auf der Fähigkeit, mithilfe eines intelligenten Automatisierungs- und Steuerungssystems einen kontinuierlichen Produktionsfluss zu erzielen. In der Weinherstellung ist die zeitliche Planung besonders wichtig, da die Trauben innerhalb eines kurzen Zeitrahmens verarbeitet werden müssen, in dem ihr Säure- und Zuckergehalt optimal ist.

Aus diesem Grund und um die steigende Verbrauchernachfrage zu befriedigen, wenden sich Winzer Technologien zu, die den Prozess optimieren sollen.

Mehr als ein Jahrzehnt an Service und Support

Yalumba ist die älteste Weinkellerei Australiens in Familienbesitz und gleichzeitig einer der größten Weinexporteure des Landes. Die zugehörige Kellerei Angaston wurde 1849 im berühmten Barossa Valley in Südaustralien gegründet. Mit der Zeit wuchs die Nachfrage nach Yalumba-Weinen jedoch über die Verarbeitungskapazität der denkmalgeschützten Einrichtung Angaston hinaus. Dies führte zur Gründung der Kellerei Oxford Landing Estate, die nun als Rohstoffproduzent für die Weine von Oxford Landing Estate und die beliebten Zwei-Liter-Weinbehälter von Yalumba dient.

Eine der größten Herausforderungen in der Weinherstellung besteht darin, dass die Kunden Beständigkeit erwarten: Sie gewöhnen sich an eine bestimmte Marke und erwarten, dass sie immer gleich schmeckt. Aber jedes Jahr fällt der Säure- und Zuckergehalt unterschiedlich aus, und die Beeren unterscheiden sich in Aroma und Farbe.

John Ide, Winery Operations Manager bei Yalumba, erklärt: „Die Ziele der Kellerei Oxford Landing waren eine umweltfreundliche Anlage mit aktueller Weinherstellungstechnologie sowie eine neue Methodik für die Prozesskette. Das Prozess- und Produktmanagement sollte optimiert werden.“

Die Agilität, die zum Erreichen der Anforderungen einer sich häufig ändernden Produktion erforderlich ist, wurde durch Prozessautomatisierungslösungen von Rockwell Automation erzielt. Dies und die durchgängige Effizienz der werksweiten Steuerung durch die Integrated Architecture machte die Lösung für Yalumba zu einem echten Gewinn.

Die Kellerei Oxford Landing Estate wurde 2005 in Betrieb genommen. Seit mehr als einem Jahrzehnt erfüllt sie die Marktanforderungen und verbessert die Produktqualität. Das Geheimnis liegt laut Ide in den automatisierten Prozessketten, die dafür sorgen, dass die Trauben trotz des hohen volumetrischen Durchsatzes unter optimalen Bedingungen fermentiert werden. Besonders wichtig ist es, jederzeit die Fermentierungsrate zu kontrollieren und die Oxidation auf einem Minimum zu halten. Beide Vorgänge sind hochgradig temperaturabhängig.

Von dem Moment an, in dem die Schale bei der Ernte gebrochen wird, muss das Produkt schnell durch die Zerkleinerungsphase geleitet, gekühlt und in die kontrollierte Umgebung der Gärtanks gebracht werden.

Jede Prozesskette beginnt in einer der drei Trichter- oder Zerkleinererbuchten, in denen große Mengen an Trauben in Most umgewandelt werden, eine Mischung aus Saft, Schalen und Samen. Der Most wird dann durch einen der drei Mostkühler gepumpt, um die Temperatur auf etwa 12 Grad Celsius für Weißwein zu senken bzw. auf etwa 25 Grad für Rotwein zu erhöhen oder zu verringern. Bei der Herstellung von Weißwein wird der Saft von der Schale und den Samen getrennt und vor der Fermentierung gereinigt. Rotwein hingegen wird mitsamt der Schale im Gärbottich fermentiert. Bei beiden Weinsorten wird der Premiumsaft, Premiumwein oder Vorlaufwein abgelassen und in der nachfolgenden Verarbeitung und Lagerung getrennt von der zweiten Kelterung des extrahierten Produkts gehalten. Nach der Fermentierung werden die Weine geschönt und zum Endprodukt vermischt, bevor sie dann gefiltert und in Flaschen abgefüllt werden.

Ab dem Moment, in dem die Schale bei der Ernte gebrochen wird, wird das Produkt schnell durch die Zerkleinerungsphase geleitet, gekühlt und in die kontrollierte Umgebung der Gärtanks gebracht.

Virtualisierung und Transparenz

Das Steuerungs- und Automatisierungssystem spielt bei Oxford Landing ein wichtige Rolle: Es ist für die intelligente Steuerung der zahlreichen Prozessketten verantwortlich und ermöglicht den Winzern, ihren Einfluss geltend zu machen und ihre Erfahrung einzubringen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

Die primäre Benutzerschnittstelle des Systems besteht aus einem virtualisierten Server, der von zwei virtualisierten Clients und sechs Clients vor Ort unterstützt wird, auf denen FactoryTalk® View SE ausgeführt wird. Die Winzer und die Bediener benutzen diese übergeordnete Bedienerschnittstelle, um Prozessketten, Zerkleinerungsgeschwindigkeiten sowie Fermentierungszeitpläne festzulegen und den Betriebsstatus der gesamten Anlage zu überprüfen.

Der Standort Angaston ermöglicht es den Instandhaltungsmitarbeitern, Trends per dezentralem Zugriff über FactoryTalk ViewPoint oder über die virtuellen Clients zu verfolgen, ohne vor Ort anwesend sein zu müssen. Das System ist in das proprietäre „Weinmanagementsystem“ von Yalumba integriert, eine nichtgewerbliche Datenbank aller Weinlesen zum Zwecke der Batch-Rückverfolgung und der Sicherung der Markenintegrität.

FactoryTalk View SE ist eine Schlüsselkomponente des Automatisierungssystems von Oxford Landing. Es bietet ein klares Bild über komplette Produktionsstraßen und -prozesse. Dies vereinheitlichte die standortweite Überwachung und Steuerung über die Terminals und die zahlreichen PanelView™ Plus-Bedienerschnittstellen im Fertigungsbereich. „Alles auf einer gemeinsamen Visualisierungsplattform verfügbar zu haben war ein attraktiver Aspekt des Pakets“, so Ide.

Vom Standpunkt der Programmierung aus betrachtet, bietet die Integrated Architecture® eine allgemeine Entwicklungsumgebung für alle Anwendungen, die die Mobilität und Virtualisierung des FactoryTalk-Systems nutzen. FactoryTalk ermöglicht die Erstellung von Daten-Tags in einer einzigen Anwendung. Sie stehen allen Anwendungen im Integrated Architecture-System sofort zur Verfügung.

Die Fähigkeit, Daten-Tags gemeinsam zu nutzen, reduziert die Softwareentwicklungszeit erheblich. Das gesamte Netzwerk wurde im Workshop verbunden und gleichzeitig programmiert. Eine einzige Tag-Datenbank stand sowohl den SCADA-Programmierern als auch den Programmierern der speicherprogrammierbaren Steuerung zur Verfügung. Jedes erstellte Tag war sofort für jeden verfügbar, sodass Importieren, Exportieren, Verbinden und Warten unnötig waren. Von Beginn an konnte das System simultan programmiert werden, es gab also keine zeitlichen Verzögerungen.

Ein leistungsstarkes System

Im Herzen des Systems liefern mehr als zehn programmierbare Allen-Bradley® ControlLogix®-Automatisierungssteuerungen die Hybrid-Funktionalität für die Ablauf-, Prozess- und Antriebssteuerung. Hierzu gehört die Überwachung einer Vielzahl von Allen-Bradley PowerFlex®-Antrieben, durch die Schneckenförderer, Zerkleinerungsanlagen, Pumpen, Kelteranlagen, Rührwerke usw. gesteuert werden. Enthalten ist auch eine erweiterte PID-Steuerung zur Temperaturregelung. „Wir haben ein System zur automatischen Dosierung der Hefe als Gärmittel eingeführt, das ebenfalls durch dieses System gesteuert wird“, erklärt Ide.

ControlLogix steuert auch die erweiterte Kühlanlage – vielleicht die wichtigste Funktion von allen. „Die Kühlanlage ist unser wichtigstes Werkzeug zur Steuerung der Temperatur in allen Phasen des Prozesses“, hebt Ide hervor. Er erklärt, dass drei Ammoniakkompressoren und ein Pumpsystem flüssiges Ammoniak nach Bedarf durch die Mostkühler, die Délestage-Tanks und den Gärbottich zirkulieren lassen.

Das Steuerungssystem ermittelt die erforderliche Last und bestimmt, welcher Kompressor der führende sein soll und welche Einstellungen optimal sind, basierend darauf, wie viel Kühlung für die angestrebten Fermentierungsraten benötigt wird. „Wir haben außerdem gerade einen PowerFlex 755-Frequenzumrichter am 450-kW-Motor unseres Hauptkompressors installiert, der die Effizienz und Flexibilität erhöht sowie Kosteneinsparungen über den gesamten Zeitraum der Weinlese ermöglicht“, fügt Ide hinzu.

Um das Automatisierungssystem insgesamt zu verbinden, wird in der Anlage von Oxford Landing ein werksweites Ethernet/IP-Netzwerk verwendet, das die SCADA-Server und -Clients untereinander wie auch die programmierbaren ControlLogix-Automatisierungssteuerungen für den reibungslosen Informationsfluss in der gesamten Anlage vernetzt. Ein ControlNet-Netzwerk sorgt für die Peer-to-Peer-Kommunikation in Hochgeschwindigkeit. Zur Kommunikation auf Geräteebene wird DeviceNet verwendet.

Außerdem kommt CompactLogix™ als Steuerungssystem für Ausrüstung wie Kelterungs- und Querstromfilter zum Einsatz, die per Ethernet mit ControlLogix vernetzt sind. FactoryTalk ViewPoint bietet dezentrale Transparenz per Tablet, einschließlich Echtzeit- und historischer Trends. „Als Ergebnis des Erfolges, den wir durch die Integration aller Bereiche unserer Anlage mit FactoryTalk View SE auf einer einzigen Plattform erzielt haben, haben wir das System nun an unserem Yalumba-Standort in Angaston eingeführt“, erzählt Ide.

PowerFlex-Antriebe steuern Kompressoren, Schneckenförderer, Zerkleinerungsanlagen, Pumpen, Kelteranlagen und Rührwerke.

Das Steuerungssystem ermittelt die erforderliche Last und bestimmt, welcher Kompressor der führende sein soll und welche Einstellungen optimal sind, basierend darauf, wie viel Kühlung für die angestrebten Fermentierungsraten benötigt wird. „Wir haben außerdem gerade einen PowerFlex 755-Frequenzumrichter am 450-kW-Motor unseres Hauptkompressors installiert, der die Effizienz und Flexibilität erhöht sowie Kosteneinsparungen über den gesamten Zeitraum der Weinlese ermöglicht“, fügt Ide hinzu.

Um das Automatisierungssystem insgesamt zu verbinden, wird in der Anlage von Oxford Landing ein werksweites Ethernet/IP-Netzwerk verwendet, das die SCADA-Server und -Clients untereinander wie auch die programmierbaren ControlLogix-Automatisierungssteuerungen für den reibungslosen Informationsfluss in der gesamten Anlage vernetzt. Ein ControlNet-Netzwerk sorgt für die Peer-to-Peer-Kommunikation in Hochgeschwindigkeit. Zur Kommunikation auf Geräteebene wird DeviceNet verwendet.

Außerdem kommt CompactLogix™ als Steuerungssystem für Ausrüstung wie Kelterungs- und Querstromfilter zum Einsatz, die per Ethernet mit ControlLogix vernetzt sind. FactoryTalk ViewPoint bietet dezentrale Transparenz per Tablet, einschließlich Echtzeit- und historischer Trends. „Als Ergebnis des Erfolges, den wir durch die Integration aller Bereiche unserer Anlage mit FactoryTalk View SE auf einer einzigen Plattform erzielt haben, haben wir das System nun an unserem Yalumba-Standort in Angaston eingeführt“, erzählt Ide.

FactoryTalk View SE bietet ein klares Bild über komplette Produktionsstraßen und -prozesse.

Zwei Grüntöne

Der Standort Oxford Landing ist „grün“ in mehr als nur einem Sinn: Zahlreiche Strategien werden verfolgt, um umweltfreundliche Praktiken zu gewährleisten. Das Kühlsystem ist hoch effizient und kann mit Nachtstrom geladen werden, um die Elektrizitätskosten und den Stromverbrauch über eine maximierte Kompressoreffizienz zu senken. Zusätzlich heizt das warme, zurückgeführte Ammoniakgas das Wasser auf, das zum Waschen der Tanks in der Anlage verwendet wird. Oxford Landing verfügt außerdem über eine eigene komplette Abwasseraufbereitungsanlage mit einer Schnittstelle zum FactoryTalk® View SE-System für Visualisierung und Steuerung.

Die Anlage und die Abwassereinrichtung werden anhand von Best Practices betrieben. Für die Implementierung eines innovativen Querstrom-Filtersystems, das den Abfall der Anlage verringert und gleichzeitig ihren Ertrag erhöht, wurde der Anlage kürzlich ein Umweltpreis der South Australian Wine Industry Association verliehen.

Das höchste Ziel von Oxford Landing ist immer gewesen, in der gesamten Anlage einen kontinuierlichen Produktionsfluss zu erreichen. Ide ist der Meinung, dass die Integrated Architecture von Rockwell Automation den Schlüssel zum Erreichen und Einhalten dieses Ziels darstellt. „FactoryTalk View ermöglicht es uns, Trends in Echtzeit abzurufen und gegebenenfalls auf bestimmte Batches zurückzuführen“, erklärt er. „Die Fehlerbehebung gestaltet sich außerdem sehr einfach. Zum Beispiel können wir Antriebe dezentral analysieren, die Programmierung und die Konfiguration ändern und so ziemlich alles damit ausführen. Das ist der Vorteil eines vollständig integrierten Systems mit einer einheitlichen Benutzeroberfläche.“

„Zusätzlich nutzen wir gegenwärtig das neu installierte FactoryTalk® EnergyMetrix-System zur Steuerung des maximalen kVA-Bedarfs und für E-Mail-Alarme, wenn wir uns dem Limit nähern. Wir verwenden das integrierte System nun auch, um andere, nicht kritische Motoren abzuschalten und so den Bedarf zu verringern, wenn das Limit nahe ist“, erläutert Ide.

Yalumba hat gezeigt, dass Effizienz zu Qualität führt und dass sich durch Automatisierung die Effizienz steigern und die Qualität verbessern lässt. Es ist das Nebeneinander von Massenverarbeitungstechnologie und der hohen Kunst der Weinherstellung, das Yalumba so erfolgreich macht und es dem Unternehmen ermöglicht, Rot- und Weißweine anzubieten, die auf der ganzen Welt dankbare Abnehmer finden.

Die oben genannten Ergebnisse beziehen sich speziell auf die von diesem Kunden in Kombination mit weiteren Produkten genutzten Produkte und Services von Rockwell Automation. Die jeweiligen Ergebnisse können sich von Kunde zu Kunde unterscheiden.