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Étude de cas

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L'Oxford Landing Winery intègre les dernières techniques vinicoles

Répondre aux demandes des clients en fonction de la variabilité saisonnière, à l'aide d'une solution d'automatisation avancée et de contrôle des processus de Rockwell Automation.

Le domaine viticole Oxford Landing Winery doit son nom à un site que les bergers utilisaient autrefois pour faire paître et boire leurs moutons. De nos jours, les moutons ont été remplacés par des hommes amoureux de la terre et très fiers de leur production de vins de qualité appréciés dans le monde entier.

Avec plus de 260 hectares de vignes, Oxford Landing Winery n'est pas un domaine viticole de petite taille. Toutefois, grâce à la micro-gestion de 130 parcelles de 2 hectares chacune, considérées comme des écosystèmes distincts, les vignes bénéficient de conditions optimales pour produire du raisin de la plus haute qualité.

Certaines techniques telles qu'un émondage sélectif, la gestion de la couverture végétale et l'éclaircissage permettent de contrôler de façon optimale l'individualité de chaque parcelle du vignoble. Oxford Landing se targue d'être suffisamment souple pour vendanger de petits volumes de raisins dès qu'ils arrivent à maturité, de manière à ne pas perdre en fraîcheur.

Installé sur le côté nord de la vallée de la Barossa, Oxford Landing Estate Winery doit sa réussite à sa capacité à entretenir un flux de production continu via un système sophistiqué d'automatisation et de commande. En œnologie, cet aspect est particulièrement important puisque les raisins doivent être traités pendant une fenêtre temporelle critique, au moment où leur équilibre en sucre et en acidité est optimal.

Pour y parvenir tout en répondant aux demandes de plus en plus exigeantes des clients, les viticulteurs se tournent vers la technologie pour rationaliser leurs processus.

Plus d'une décennie de service et d'assistance

Yalumba est le vignoble familial le plus vieux d'Australie, et l'un des plus grands exportateurs de vins du pays. Situé à Angaston, son vignoble a été fondé en 1849 dans le sud de l'Australie, au sein de la célèbre vallée de la Barossa. Au fil du temps cependant, la demande de vins Yalumba a dépassé la capacité de production de l'établissement d'Angaston, classé au patrimoine national. Cela a mené à la création du domaine Oxford Landing Estate Winery, qui est désormais le principal producteur de vins Oxford Landing Estate et de cépages en fûts de deux litres.

En matière de vinification, l'un des principaux défis est d'offrir aux clients l'homogénéité qu'ils attendent. Ils sont habitués à un étiquetage particulier et s'attendent à retrouver le même goût d'une année à l'autre, malgré les variations de l'équilibre sucre-acidité, ainsi que des arômes et de la couleur des raisins.

John Ide, responsable de l'exploitation du vignoble chez Yalumba, déclare : « L'objectif d'Oxford Landing Winery était d'établir une usine respectueuse de l'environnement, en intégrant la dernière technologie œnologique, ainsi qu'une méthodologie nouvelle et unique appliquée au flux de processus. Il fallait parvenir à améliorer la gestion du procédé et du produit. »

L'agilité nécessaire pour répondre aux demandes de production en constante évolution n'a été obtenue que grâce aux solutions d'automatisation de procédé de Rockwell Automation. Cet aspect, associé à l'efficacité globale du contrôle à l'échelle de l'usine inhérente à la solution Integrated Architecture, a réellement permis de rendre cette solution profitable pour Yalumba.

L'exploitation du domaine Oxford Landing Estate Winery a commencé en 2005. Depuis maintenant plus d'une décennie, le domaine s'est avéré capable de satisfaire aux exigences du marché et d'améliorer la qualité des produits. Le secret, explique John Ide, réside dans les flux de processus automatisés qui garantissent la fermentation des raisins dans les meilleures conditions, compte tenu du volume élevé du flux de production. Ceci est particulièrement critique pour contrôler le taux de fermentation et limiter l'oxydation, qui dépendent beaucoup de la température.

Dès lors que la peau des raisins est fendue lors des vendanges, il est important de maintenir le produit au frais et de l'envoyer rapidement à l'étape du foulage, dans l'environnement contrôlé des cuves de fermentation.

Chaque flux de procédé commence à l'un des trois postes de trémie/fouloir, où les raisins sont convertis en « moût », un mélange de jus, de peau et de pépins. Ce moût est ensuite pompé à travers l'un des trois « refroidisseurs à moût », afin de réduire la température à environ 12 degrés Celsius pour le raisin blanc, et d'augmenter ou diminuer la température à 25 degrés pour le raisin rouge. Pour produire du vin blanc, le jus est extrait de la peau et des pépins, puis clarifié avant la fermentation. À l'inverse, le vin rouge est fermenté en présence des peaux dans les cuves de fermentation. Pour les deux types de vins, le jus/vin premium ou « vin d'égouttage » est drainé et séparé du second flux ou « vin de presse » du produit extrait au cours du traitement et du stockage ultérieurs. Après l'étape de fermentation, les vins sont clarifiés et mélangés pour former le produit final avant la filtration et la mise en bouteille.

Virtualisation et visibilité

Le système de commande et d'automatisation joue un rôle important chez Oxford Landing. Le système réalise un contrôle sophistiqué des nombreux flux de processus, tout en autorisant les viticulteurs à intervenir et à utiliser leur expérience pour parvenir aux résultats souhaités.

L'interface utilisateur principale du système est un serveur virtualisé, pris en charge par deux clients virtualisés et six clients sur site, chacun exploitant FactoryTalk® View SE. Les viticulteurs et les opérateurs utilisent cette IHM de supervision pour spécifier les flux de processus, les vitesses de foulage et les programmes de fermentation, tout en surveillant l'état opérationnel de l'ensemble de l'usine.

Le site d'Angaston permet aux opérateurs de maintenance de surveiller étroitement les tendances grâce à l'accès à distance via FactoryTalk ViewPoint ou les clients virtuels, sans avoir à se rendre sur le site. Ce système est intégré au « système de gestion du vin » propriétaire de Yalumba, qui est une base de données non commerciale de tous les crus, permettant d'effectuer un suivi de lots afin d'assurer l'intégrité de l'étiquette.

FactoryTalk View SE est un composant essentiel du système d'automatisation d'Oxford Landing. Il offre une excellente visibilité sur l'ensemble des lignes et des processus de production. Il permet d'unifier la surveillance et le contrôle à l'échelle du site via les terminaux et les nombreuses interfaces homme-machine (IHM) PanelView™ Plus présentes dans l'atelier. « Bénéficier d'un accès à tous les éléments sur une plate-forme de visualisation constituait un atout non négligeable de cette solution », déclare John Ide.

Du point de vue de la programmation, la solution Integrated Architecture® fournit un environnement de développement commun pour toutes les applications, grâce à la mobilité et à la virtualisation du système FactoryTalk. FactoryTalk permet aux points de données créés dans une application d'être immédiatement disponibles pour toutes les autres applications dans le système d'architecture intégrée.

La capacité de partager les points de données a permis de réduire considérablement le temps alloué au développement du logiciel. L'ensemble du réseau a été connecté dans l'atelier et programmé en même temps. Une base de données de point était disponible pour les programmeurs de l'acquisition et du contrôle des données et de l'automate. Chaque point créé était immédiatement accessible à tout le monde, de manière à empêcher toute importation, exportation, connexion ou attente. Dès le début, le système a pu être programmé simultanément, afin d'éviter les retards.

Mobiliser les forces

Situés au cœur du système, plus de 10 automates ControlLogix® Allen-Bradley® exécutent la fonctionnalité hybride requise pour les commandes séquentielles, de processus et de variateurs. Cela inclut la surveillance d'un grand nombre de variateurs PowerFlex® Allen-Bradley, qui contrôlent les distributeurs à vis, les fouloirs, les pressoirs, les agitateurs, etc., tout en englobant les commandes PID améliorées de la température. « Nous avons introduit un système de dosage automatique des levures pour les ferments, qui sont également contrôlés par ce système », explique John Ide.

Un automate ControlLogix commande également l'usine de réfrigération avancée, qui est probablement la fonction la plus importante de toutes. « L'usine de réfrigération est l'outil principal qui nous permet de contrôler la température à toutes les étapes du procédé », déclare John Ide, en expliquant que trois compresseurs à ammoniac et un système de pompage font circuler l'ammoniac liquide dans les refroidisseurs à moût, les « cuves de pigeage et délestage », ainsi que les cuves de fermentation, en fonction des besoins.

Le système de commande calcule la charge requise et détermine le compresseur principal et les paramètres optimaux, en fonction du degré de refroidissement nécessaire pour les taux de fermentation souhaités. « Nous venons également d'installer un variateur de vitesse PowerFlex 755 sur le moteur de 450 kW de notre compresseur principal, de manière à augmenter l'efficacité, la flexibilité et les économies d’énergie au cours de la période des vendanges », ajoute John Ide.

Pour lier toutes les parties du système d'automatisation, l'usine d'Oxford Landing utilise un réseau Ethernet/IP à l'échelle du site, afin de connecter le serveur d'acquisition et de contrôle des données et les clients entre eux. Par ailleurs, les automates ControlLogix assurent le transfert fluide du flux d'information dans toute l'usine. Un réseau de communication ControlNet assure des communications d'égal à égal à haute vitesse, tandis que les communications au niveau des dispositifs sont fournies par DeviceNet.

En outre, le système CompactLogix™ est utilisé en tant que système de commande pour l'équipement, tel que le pressoir et les filtres à courant transversal, lesquels sont mis en réseau sur ControlLogix via Ethernet. FactoryTalk ViewPoint offre la visibilité à distance via une tablette, qui indique les tendances en temps réel et l'historique. « Suite aux excellents résultats obtenus avec FactoryTalk View SE, qui nous a permis d'intégrer toutes les zones de l'usine en une seule plate-forme, nous déployons désormais cette solution sur notre site Yalumba, à Angaston », déclare John Ide.

Le système de commande calcule la charge requise et détermine le compresseur principal et les paramètres optimaux, en fonction du degré de refroidissement nécessaire pour les taux de fermentation souhaités. « Nous venons également d'installer un variateur de vitesse PowerFlex 755 sur le moteur de 450 kW de notre compresseur principal, de manière à augmenter l'efficacité, la flexibilité et les économies d’énergie au cours de la période des vendanges », ajoute John Ide.

Pour lier toutes les parties du système d'automatisation, l'usine d'Oxford Landing utilise un réseau Ethernet/IP à l'échelle du site, afin de connecter le serveur d'acquisition et de contrôle des données et les clients entre eux. Par ailleurs, les automates ControlLogix assurent le transfert fluide du flux d'information dans toute l'usine. Un réseau de communication ControlNet assure des communications d'égal à égal à haute vitesse, tandis que les communications au niveau des dispositifs sont fournies par DeviceNet.

En outre, les CompactLogix™ sont utilisés en tant que système de commande pour l'équipement, tel que le pressoir et les filtres à courant transversal, lesquels sont mis en réseau sur ControlLogix via Ethernet. FactoryTalk ViewPoint offre la visibilité à distance via une tablette, qui indique les tendances en temps réel et l'historique. « Suite aux excellents résultats obtenus avec FactoryTalk View SE, qui nous a permis d'intégrer toutes les zones de l'usine en une seule plate-forme, nous déployons désormais cette solution sur notre site Yalumba, à Angaston », déclare John Ide.

Deux nuances de vert

Le site d'Oxford Landing est considéré comme « vert » sous bien des aspects. Il compte en effet un certain nombre de stratégies visant à garantir l'application de pratiques respectueuses de l'environnement. Le système de réfrigération est très efficace, et l'option de chargement en heures creuses permet de réduire les coûts d'électricité et la consommation électrique en profitant de l'efficacité optimale du compresseur. En outre, le gaz ammoniac de retour chaud permet de chauffer l'eau utilisée pour le nettoyage des cuves de l'usine. Oxford Landing possède également sa propre usine de recyclage des eaux usées, qui est reliée au système FactoryTalk® View SE de visualisation et de commande.

L'usine et le site de traitement des eaux usées appliquent les meilleures pratiques et ont récemment remporté un prix environnemental de la South Australian Wine Industry Association pour la mise en œuvre d'un système de filtration à contre-courant innovant, lequel réduit au minimum les eaux usées au sein de l'usine, tout en augmentant le rendement.

L'objectif ultime d'Oxford Landing a toujours été de parvenir à un flux de production continu au sein de l'usine. John Ide pense que le concept Integrated Architecture de Rockwell Automation est essentiel à la réalisation et au maintien de cet objectif. « FactoryTalk View nous montre les tendances en temps réel, ce qui nous permet de revenir sur des lots spécifiques si besoin », explique-t-il. « Le dépannage est également facilité. Nous pouvons, par exemple, accéder directement aux variateurs à distance en modifiant la programmation et la configuration, ou effectuer pratiquement n'importe quelle action. C'est l'avantage d'un système entièrement intégré qui offre une présentation globale cohérente. »

« En outre, nous utilisons actuellement le système FactoryTalk® EnergyMetrix récemment installé pour contrôler la demande de kVA maximum et les alarmes par e-mail lorsque nous approchons de la limite. Nous en sommes au stade où nous utilisons le système intégré pour éteindre automatiquement d'autres moteurs moins importants, de manière à réduire la demande lorsque nous approchons de la limite », explique John Ide.

Yalumba a démontré que l'efficacité est gage de qualité, et que l'automatisation peut l'améliorer, tout comme elle peut améliorer la qualité. C'est la réunion de la technologie de traitement à volume élevé et de l'art vinicole qui fait le succès de Yalumba, en lui donnant la capacité de fournir des bouteilles de vins rouges et blancs appréciés dans le monde entier.

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par ce client des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

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