Fließdiagramm des Käsereifungsprozesses in den Wärmebehandlungskammern als Anzeige auf dem Multifunktionspanel des Automatisierungssystems. Jumo

Fließschema des Käsereifungsprozesses in den Wärmebehandlungskammern als Anzeige auf dem Multifunktionspanel des Automatisierungssystems mTRON T. Das Anzeigepanel ist in die Tür des Schaltschranks verbaut. Jumo

Außerdem sollten die Prozessdaten während der Käsereifung erfasst werden. Ein Fernzugriff via Internet auf die Prozesssteuerung war ebenfalls gewünscht. Die Käserei, die Gebr. Baldauf, beauftragte mit diesem Automatisierungsprojekt die Engineering-Abteilung von Jumo aus Fulda, einem Hersteller von industrieller Mess-, Regel- und Automatisierungstechnik. Für die Käserei war es wichtig, dass die Modernisierung schnell und technisch unaufwändig realisiert wird. Dies gestaltete sich mit den Automatisierungsprodukten von Jumo im gewünschten Sinne – und zudem kostengünstig.

Die wesentlichen technischen Komponenten, um dieses Automatisierungsprojekt umzusetzen, kamen alle aus dem Produktprogramm von Jumo. Dies waren: das Automatisierungssystem mTRON T, das Mehrkanalmessgerät Aquis touch sowie geeignete Temperatur- und pH-Sensoren.

Anzeige des Automatisierungsprogramms mit den aktuellen Laufzeiten, Messwerten für pH und Temperatur sowie den Soll-Werten.

Anzeige des Automatisierungsprogramms mit den aktuellen Laufzeiten, Messwerten für pH und Temperatur sowie den Soll-Werten. Jumo

Automatisierungstechnik

Das modulare Automatisierungssystem mTRON T erlaubt es, verschiedene Messgrößen – in diesem Projekt Temperatur und pH-Wert – zu erfassen und die Messwerte digitalisiert weiter zu leiten. Für individuelle Steuerungsanwendungen verfügt das System über eine SPS (CoDeSys V3), Programmgeber- und Grenzwert-Überwachungsfunktionen sowie Mathematik- und Logikmodule. Neben der Flexibilität dieser Automatisierungslösung legte die Käserei großen Wert auf die Erweiterungsmöglichkeiten – für die Zukunft. So erlaubt die mTron T-Automatisierung beispielsweise den gleichzeitigen Betrieb von bis zu 120 Regelkreisen. Mittels Optionssteckplätzen können Ein- und Ausgänge jedes Reglermoduls darüber hinaus individuell erweitert und angepasst werden.

Blick in den Schaltschrank mit dem  Automatisierungssystem mTRON T.

Blick in den Schaltschrank mit dem Automatisierungssystem mTRON T. Juno

Das Multifunktionspanel der Steuerung ist an der Frontseite des Schaltschranks neben der Wärmebehandlungskammern angebracht. Die Steuerung ermöglicht die übersichtliche Darstellung der Messwerte und die Bedienung der Regler und Programmgeber. Die Temperaturen in den beiden Kammern werden mithilfe eines Temperaturprofils geregelt beziehungsweise gesteuert. Weiterhin ist ein benutzerabhängiger Zugriff auf Parameter- und Konfigurationsdaten des Gesamtsystems möglich. Als Besonderheit sind bei dem Jumo-System die Registrierfunktionen eines vollwertigen Bildschirmschreibers inklusive Webserver implementiert. Zum Auslesen und Auswerten der aufgezeichneten Daten stehen bewährte PC-Programme zur Verfügung. Bei dem Automatisierungsprojekt für die Käserei erfolgt die Gerätebedienung an dem Multifunktionspanel, und zwar vollständig über individuelle Prozessbilder. Diese erlauben die Programmauswahl, den Programmstart sowie die Eingabe eines Chargenfeldes.

Die Messung von Temperatur und pH-Wert im Käse erfolgt jeweils mit Einstich-Sensoren in den Wärmebehandlungskammern.

Die Messung von Temperatur und pH-Wert im Käse erfolgt jeweils mit Einstich-Sensoren in den Wärmebehandlungskammern. Juno

Die Wärmekammern in beiden Sennereien sind mit dem Stammhaus des Unternehmens vernetzt. Die Chargendaten der Anlagen werden auf dem Server der Zentrale ausgelesen und entsprechende Formularausdrucke als pdf-Dokument auf dem Server abgelegt. Darüber hinaus lässt sich anhand des Formulars erkennen, aus welcher Sennerei es stammt, Zusätzlich wird es auf dem Netzwerkdrucker der jeweiligen Sennerei ausgedruckt.

Das Anzeigedisplay des Mehrkanalmessgeräts Aquis touch zeigt die aktuellen Messwerte der Einstich-Sensoren im Käselaib für den pH-Wert und die Temperatur.  Das Anzeigedisplay ist ebenfalls in die Schaltschranktür verbaut.

Das Anzeigedisplay des Mehrkanalmessgeräts Aquis touch zeigt die aktuellen Messwerte der Einstich-Sensoren im Käselaib für den pH-Wert und die Temperatur. Das Anzeigedisplay ist ebenfalls in die Schaltschranktür verbaut. Jumo

Sensorik

Das Display des Mehrkanalmessgeräts Aquis touch ist ebenfalls an der Frontseite des Schaltschranks angebracht und zeigt die aktuellen Messwerte der Sensoren an. Das Messgerät kann natürlich auch Messwerte anderer Sensoren (beispielsweise für das Redoxpotential, die Leitfähigkeit, die Konzentrationen von Chlor, Ozon, …) anzeigen und die entsprechenden Sensorsignale weiterverarbeiten. Die Temperatur im Käselaib misst ein Jumo-Einstich-Fühler. Weil in der Sennerei thermophile Käsekulturen zum Einsatz kommen, liegen die Reifetemperaturen deutlich über 25 °C (wie es bei den üblichen, mesophilen Käsekulturen der Fall ist). Den pH-Wert im Käse misst eine Einstich-Elektrode von Jumo. Mit diesen Messwerten wird der Reifungsprozess sehr präzise gesteuert – beim Erreichen eines bestimmten pH-Werts wird die Wärmebehandlung über die Steuerung abgebrochen. So erreichen die jeweiligen Käse-Chargen eine gleichbleibend hohe Produktqualität.