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卓越运营,精益能效——施耐德电气食品饮料行业解决方案.pdf

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施耐德电气 食品饮料行业解决方案手册 善用其效,尽享其能
施耐德电气 善用其效 尽享其能 全球能效管理专家施耐德电气为世界100多个国家提供整体解决方案,其中在能源与基 础设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位,在 住宅应用领域也拥有强大的市场能力。致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源, 施耐德电气2013年的销售额为240亿欧元,拥有超过150,000名员工。施耐德电气助 您——善用其效,尽享其能! 施耐德电气在中国 1987年,施耐德电气在天津成立第一家合资工厂梅兰日兰,将断路器技术带到中国,取代传统保险 丝,使得中国用户用电安全性大为增强,并为断路器标准的建立作出了卓越的贡献。90年代初,施耐 德电气旗下品牌奇胜率先将开关面板带入中国,结束了中国使用灯绳开关的时代。 施耐德电气的高额投资有力地支持了中国的经济建设,并为中国客户提供了先进的产品支持和完善的技 术服务,中低压电器、变频器、接触器等工业产品大量运用在中国国内的经济建设中,促进了中国工业 化的进程。 目前,施耐德电气在中国共建立53个办事处,30家工厂,8个物流中心,1 个研修学院,3个主要研 发中心,1000多名研发工程师,1 个实验室,1 所能源大学,700多家分销商和遍布全国的销售网 络。施耐德电气中国目前员工数近28,000人。通过与合作伙伴以及大量经销商的合作,施耐德电气 为中国创造了成千上万个就业机会。 施耐德电气 集成化管理平台 凭借其对五大市场的的深刻了解、对集团客户的悉心关爱,以及在能效管理领域的丰富经验,施耐德电 气从一个优秀的产品和设备供应商逐步成长为整体解决方案提供商。施耐德电气集成其在建筑楼宇、IT、 安防、电力及工业过程和设备等五大领域的专业技术和经验,将其高质量的产品和解决方案融合在一个 统一的架构下,通过标准的界面为各行业客户提供一个开放、透明、节能、高效的 集成化管理平台,为企业客户节省高达30%的投资成本和运营成本。 目 录 食品饮料行业 解决方案手册 兼容并蓄 倍道而进 — 新建工厂解决方案 过程和机器管理 电力管理 楼宇管理 安防管理 IT机房管理 积微成著 臻于至善 — 持续改进解决方案 卓越制造 精益能效 智造信息化 专业服务 鉴往知来 博采众长 — 成功案例分享 EcoStruxure集成化管理平台应用 油脂行业自动化应用 乳品行业自动化应用 啤酒行业自动化应用 制糖行业自动化应用 批次过程控制在生化的应用 电力管理在动物蛋白工厂的应用 Wonderware MES在啤酒厂的应用 卓越制造在灌装线上的应用 能效管理在乳品厂应用 MP4在全球食品集团的应用 油脂加工企业弧闪分析 01 05 19 23 27 31 33 35 39 43 49 55 57 59 61 63 65 66 67 68 69 71 73 74
兼容并蓄 倍道而进 集成化管理平台 食品饮料行业 解决方案手册 融合施耐德电气在电力、工业、建筑楼 宇、安防和数据中心五大领域的独特技术 和专业经验,同时兼容了不同领域的应 用,在施耐德和第三方产品中建立起开放 的信息标准。这样的架构,可以实现“从 生产到规划”的全管理层可视化,帮助企 业实现食品安全、卓越运营、精益能效及 可持续发展。 电力管理 IT机房管理 过程和机器 管理 楼宇管理 安防管理 EcoStruxure架构通过兼容的产品设计和开放式平台软件, 提供了最优化的系统。 简单 节省 系 统 之 间 的 简 单 连 接 意 味 着 可 靠 的 兼 企业效率来自模块化解决方案,简化的 容性。 安装,以及所有地点的性能追踪,最大 程度优化资本支出和运营成本。 透明 基于Web Service的服务使您能够随时 随地了解生产、能源使用情况,掌握关 键绩效。 01 02
集成化管理平台 您的挑战 > 提高可持续发展能力 减少二氧化碳排放,减少用水量 及减少浪费 利用可再生能源 > 保证食品安全 生产现场安全 食品生产可追溯 > 增强竞争力 降低投资开支和运营开支 提高工厂可用性 优化生产率 > 柔性/ 创新能力 灵活的车间生产 新产品 新包装 五大领域的专业技术与经验 五大领域的专业技术与经验 产品和系统 产品和系统 过程和机器管理 生产经理负责提高工厂生产效率,改进过程效率与机器 性能,并降低工程、运营、能源和维护开支。 电力管理 电力经理确保供电可用性、降低能源支出(水、空气、 天然气、电和蒸汽)、减少二氧化碳排放,并转用可再 生能源。 楼宇管理 设施经理确保楼宇环境管理使用前沿技术,提高用户舒 适度和工作效率,并减少单位面积的能源消耗。 安防管理 安防经理采用集成技术,确保人员和资产的安全,保护 物理环境。 IT机房管理 IT经理借助智能IT设备定位、超安全供电和专用SLA,确保 服务器、关键数据及应用的可用性,并且利用制冷、IT容量 优化和能源报告,提高能效。 > 生产管理 > 信息管理 > 过程自动化 > 先进过程控制 > 机器控制 > 远程工厂管理 > 高可用性和安全性 > 电力计量 > 电能质量 > 中低压保护和控制 > 智能配电和电机控制 > 可再生能源集成 > HVAC 控制 > 照明控制 > 户外灯光控制 > 百叶窗控制 > 房间控制 > 视频监视 > 视频监视 > 应急照明 > 应急照明 > 入侵检测 > 入侵检测 > 门禁控制 > 门禁控制 > 消防和生命安全 > 消防和生命安全 > 网络连接 > 网络连接 > 机架系统 > 机架系统 > 不间断电源 > 不间断电源 > 制冷控制 > 制冷控制 > 机房监视 > 机房监视 食品饮料行业 解决方案手册 30% 集成能效控制 和全局管理功 能,可助您提 高30%的能效 运营管理驾驶舱 企业能效管理驾驶舱 03 04 过程和机器控制 电力控制 视频安防 楼宇/IT机房监控
食品饮料行业 解决方案手册 Plant truxureTM 全局性 实现性能最优化 PlantstruxureTM通过在同一环境下集 成生产过程和能源使用信息,实现操 作性能的最优化。这使得用户的操作 能够实现真正的全局性。 企业级 工厂级 流程级 现场级 ERP 制造执行系统 批次管理系统 历史数据库系统 运行与监控系统 过程自动化系统 能源管理系统 智能电机控制系统 设备与仪表控制系统 网 络 与 总 线 系 统 规模延展性 集成性 适应系统改造和升级需求 PlantstruxureTM可以用于构建从数十 点到数十万点的系统。这种规模的延 展性意味着您可以从规模较小系统开 始投运,之后可根据实际需求的变化 不断扩建。 降低风险 从控制设备到MES系统,整个系统具备 本质上的集成性。这是因为在每个系统 组件设计之初,就已考虑到组件之间以 及组件和施耐德电气技术伙伴的产品之 间如何实现集成性。 过程管理 您面临的挑战 降低工程开发,运行和维护成本 最大化产能和生产效率 提高生产质量 确保生产安全,保值设备投资, 保护生态环境 实现投资回报率最大化 ● ● ● ● ● 灵活性 协同性 这是由于您的系统 对我们来说都是独一无二的 PlantstruxureTM支持各种用户需要的系 统构架。在这样的一个控制系统中,您 可以实现从单站点控制,多站点控制, 分布式控制,集中式控制,离散控制, 过程控制,安全控制到批量控制的多种 控制方式。 提升控制效率 PlantstruxureTM的开放性可以实现与其 他工业或商务软件的信息交互,并通过 您偏好的方式提供生产过程信息,从而 实现构建一个协同的系统环境。 05 06
过程管理 食品饮料行业 解决方案手册 为您度身定做的系统 为了应对所面临的挑战,您需要一个不 仅开发简易、维护方便,而且能实时监 视生产过程运行状况的控制系统。除此 之外,这个控制系统还需要能够便捷的 集成第三方设备,并通过提供企业历史 企业级 数据库和制造执行系统为您的项目提供 工厂级 更多的附加值。 ERP系统 历史数据库系统 制造执行系统 批次管理系统 > “透明就绪”网络 > > > 实现所有系统组件之间的透明通讯 基于标准以太网技术和工业协议 支持专用设备网络,包括Modbus TCP, Ethernet/IP, Profi bus, CANopen和AS-i 支持专用智能仪表总线,包括Profi bus PA, Foundation Fieldbus和HART 控制级 冗余系统 服务器 工程师 开发站 资产 管理系统 PlantstruxureTM具备很多独一无二的特 性,如全局数据访问,集中和分布式构 架 , 热 备 冗 余 系 统 等 等 。 这 意 味 着 PlantstruxureTM可以满足您对过程自动 化的所有需求。 操作员监控站 以太网环网 热备控制器 现场HMI 设备级 远程输入/输出 功能性安全 控制器 HART Profibus PA 远程站 分布式 输入/输出 变频器 马达 控制器 远程输入/输出 电机保护单元 电能监视器 智能马达 控制中心 制造执行系统 > 实时访问工厂和商业信息,从而帮助管理人员抓住商业机 企业历史数据库 > 从工厂收集所有关于生产过程,质量,能耗的数据,并生成 遇,实现工厂运行和生产过程效率的最大化。同时,它还能 协助维护人员在系统故障导致安全事故,影响供应链和产品 质量之前及时加以排除。 详尽的报表来帮助管理者进行决策 基于工业标准技术 数据安全功能防范任何非授权的查看和修改 > > 运行操作 > > > > > 实现操作员对生产过程的全面监控 便捷的系统导航 强大的报警管理系统 先进的趋势和生产过程监控可视化功 能 多 种 客 户 端 选 择 , 包 括 网 页 客 户 端,掌上电脑和智能手机 控制功能 > 多种性能等级的可编程自动化控制器 满足所有的控制需求 SIL3安全等级过程控制器 CPU模块,IO模块,通讯模块和电源 模块均支持“热插拔”功能 先进过程控制功能库 符合IEC 61131-3标准的开发工具 > > > > 工程开发 > 在一台工程师站上完成对整个系统的 项目开发和修改 灵活的工具使系统开发更加高效 具备可移植性和扩展性的功能库实现 系统开发标准化 离线模拟功能缩短现场调试时间 > > > 07 08
液态库 面向食品饮料行业 基于PlantStruxure软件开发的液态库, 完全满足食品饮料行业的应用,比如储 存,液态物料输送,热交换,分离,混 合,发酵,蒸馏,浓缩。同时还能满足 无菌控制的要求,比如清洗,杀菌。 高效的 开发环境 基于S88规范开发 > 模块重复利用 > 经过测试、验证及归档的架构TVDA > 提高编程效率 > 减少开发时间 Control Object Integrated Object Supervision graphical object Documentation 提供的功能 控制模块 设备对象 功能应用 行业应用 设备管理 功能管理 输送管理 参数管理 CIP优化 批次管理 先进控制 能源计量 制糖 乳品 啤酒 油脂 生化 信号 软起 伺服 变频 安全 仪表 模拟 阀门 称重 09 过程管理 控制模块 智能对象 > > 确保系统的一致性并且确保高效运营 系统中的集成的对象提供完全一致的 功能 基于开放和可扩展的模型,工程师可以 建造自己的对象 在应用的全生命周期,任何修改均由 系统负责管理 > > 设备对象 设备管理 > 设备信息 状态/属性/参数 > > 操作信息 可用功能 当前操作 上次清洗时间 上次灌装时间 产品信息 产品名称或者ID 配方名称或者ID 功能管理 > 清晰的状态逻辑符合 S88标准 最 多8个 目 标 参 数(如 实际压力,温度) 最多16个输入参数/16 个输出参数 最多30个互锁条件 最多30个报警条件 > > > > 输送管理 > 允 许 在 指 定 回 路 中 选 择 可 用 的 源 或 者 目 标 设备 可预选最多2个可替换 的源或者目标设备 管 理 从 源 设 备 或 目 标 设 备 到 下 一 个 可 替 代 设备间的流向 显 示 源 和 目 标 设 备 的 > > > 状态 食品饮料行业 解决方案手册 液态库:控制模板 > > > 参数管理 > 所 有 应 用 参 数 都 储 存 在一个SCADA全局数 据库内 当 前 PLC的 值 和 被 保 存 的 值 之 间 的 差 异 显 示在面板上 用 户 可 以 保 存 或 者 删 除单个参数的修改值 全局PLC参数保存/恢 复功能 10
过程管理 > 提高可持续性操作 提高蒸汽、电力等能源效率 减少水的用量和化学品的消耗,减少废水 > 提高竞争力 通过优化CIP线的使用和提高设备可用性,提高操作效率, 减少清洗时间。 减少CIP的持续时间,同时保证高质量和高效率的清洗。 > 灵活和创新 引入一种新的CIP、回收水罐和新设备 灵活的配方,可管理多个设备同时清洗 > 保证食品安全 控制关键点,跟踪清洗程序的整个阶段和参数 确保设备清洗和消毒符合规程要求 > 集成功能库 > 模糊控制 > 先进控制 > 模型控制 > 提高质量和产量 > 快速投资回报率 > 过程知识积累 > 包括批次过程管理和追踪,物料跟踪和族谱 > 批次管理器符合ISA88国际标准 > 灵活的配方编辑 > 生产计划下载和时序安排 > 批次执行可视化 > 与执行过程一致的批次报告 行业应用 行业应用 乳品 农场生产的原料奶通过乳品厂再加工转换成各种 乳制品,如牛奶,奶粉,酸奶,奶酪等。 典型牛奶加工:原奶接收站、杀菌、分离、均 质、配料、灌装、CIP清洗。 奶粉加工包括原奶接收站、杀菌、分离、均质、 浓缩、烘干、包装、CIP清洗 啤酒 啤酒以大麦芽、酒花、水为主要原料经酵母发酵 作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。 啤酒主生产过程包括:麦芽制备、糖化、发酵、 清酒过滤、灌装 油脂 油脂加工是从植物油料中提取油脂,并对提取的 毛油进行精炼,得到精制的食用油脂产品; 典型大豆油生产过程:输送仓储、预处理、浸 出、精炼、粕库、油罐区、小包装 食品饮料行业 解决方案手册 施耐德电气提供 > 过程自动化 > 液态库 > APC先进过程控制 > 能源管理 > 配料防错系统 > 物料跟踪系统 施耐德电气提供 > 过程自动化 > 液态库 > 生产管理及优化 > Recipe配方管理 > 能源管理 施耐德电气提供 > 过程自动化 > 液态库 > 筒仓管理 > 油罐区管理 > 能源管理 制糖 制糖业是利用甘蔗或甜菜等农作物为原料,生产原 糖和成品食糖及对食糖进行精加工的工业行业。 典型的生产过程:提汁、清净、蒸发、煮糖、助 晶、分蜜、干燥、筛分、包装、储藏 施耐德电气提供 > 过程自动化 > APC先进过程控制 > 智能马达柜 > 能源管理 生化 生化加工包括玉米酒精,淀粉糖,柠檬酸,乙 醇等。 典型的淀粉糖生产过程包括:配料、液化、糖 化、过滤、脱色、离交、蒸发、异构、脱色、 离 交 精 制 、 蒸 发 、 分 离 、 离 交 精 制 、 蒸 发 浓 缩、包装。 施耐德电气提供 > 过程专家系统 > 安全系统 > 液态库 > Batch批次管理系统 > 能源管理 12 液态库 功能应用 CIP优化 Innovative CIP Audit CIP Report Tool Liquid Food Library Execution capability Sustainability Energy Management Automation Food Safety Variable Speed Drives Bio Decontamination Process Innovation Instrumentation Recovery water Tank 先进过程控制 Saving potential Saving potential Out of Out of specs specs PID Control PID Control Advanced Process Control Advanced Process Control 批次管理 配方定义&管理 过程建模 批次排产&监视 设备模型验证 批次历史 部署 11
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