Maggiore produttività e qualità per il più grande birrificio al mondo

Constellation Brands (CBI) è tra i principali produttori e distributori mondiali di alcolici, vino e birra, che operano negli Stati Uniti, Messico, Canada, Nuova Zelanda e Italia. In qualità di terza azienda produttrice di birra degli Stati Uniti, i suoi noti brand, come Corona, Modelo e Pacifico, sono tra i più importanti e in rapida crescita negli USA. Ma prima del 2013, CBI è stato un importatore e non aveva mai prodotto una bottiglia di birra.

Maggiore produttività e qualità per il più grande birrificio al mondo

Di recente, l’azienda ha acquisito dal Grupo Modelo i diritti del marchio USA e un’enorme fabbrica di birra Nava in Messico. In questo modo CBI è entrata definitivamente nello sfidante mondo della grande distribuzione su larga scala e nelle operazioni di fabbricazione e imbottigliamento della birra. Da allora, il birrificio Nava è diventato il più grande del mondo nel suo genere con un’annuale capacità produttiva di quasi 27,5 milioni di ettolitri. Le sue attività coprono 885 acri vicino a Piedras Negras, in Messico, a sole poche miglia dal confine con gli Stati Uniti. Tramite linee ferroviarie si garantisce l’approvvigionamento delle materie prime, soprattutto riso, orzo, orzo, malto e mais, dove si trovano mescolate con l’acqua. Dopo la fabbricazione della birra, le sedici linee di confezionamento provvedono all’imbottigliamento in lattine, bottiglie e fusti da pallettizzare e caricare sui treni che li portano al mercato.

La sfida: espandere la capacità dell’impianto del 250 per cento in tre anni

Secondo il vicepresidente dei sistemi di produzione, Chris Renken, il birrificio e l’imbottigliamento del Grupo Modelo Nava sono stati considerati all’avanguardia quando furono costruiti ma il nuovo obiettivo era quello di estendere la capacità produttiva annuale da 8,5 a 20 milioni di ettolitri per soddisfare le attese di crescita del mercato.

L’espansione doveva avvenire contestualmente alle attività dell’impianto che continuava la sua produzione. Gli standard di rete esistenti dell’impianto non fornivano però la segregazione e la disponibilità necessarie. “Inoltre, le sei linee di confezionamento, tutte le linee di confezionamento con veicoli per il trasporto automatico a guida laser, e il nostro magazzino ad alta densità operavano su un’unica rete flat Layer 2”, continua Renken.

La soluzione: implementare una soluzione di rete completa e standardizzata con Siemens Scalance

Renken ha perciò deciso di affidarsi a Siemens Professional Services for Industrial Networks, un team di esperti di networking. La rete dell’impianto è stata così potenziata e ampliata con più di 4.000 dispositivi di produzione, più di 1.500 Sinamic G120. “Eravamo sicuri che Siemens avrebbe potuto aiutarci a progettare e implementare un modello di rete standardizzato che ci sarebbe poi servito come modello di rete standard per la fabbrica di birra Nava e per tutte le esigenze future”.

Il team di Siemens, insieme a Renken, ha valutato l’attuale rete dell’impianto e ha poi progettato un modello di rete target sicuro, resiliente e ridondante. Il modello sarebbe stato implementato per tre reti separate, ciascuna per una funzione operativa distinta dell’impianto – produzione di birra, imballaggio e servizi di pubblica utilità – e funzionalmente separata dalla CBI enterprise network.

Il nuovo design di rete è stato ottimizzato per l’automazione, altamente segmentato con reti locali virtuali (VLan) per la sicurezza e la resilienza. Ognuna delle tre reti di impianto dispone di reti di controllo e di funzionamento separate su anelli in fibra da un gigabit su Profinet Industrial Ethernet utilizzando il protocollo di ridondanza ad alta velocità (HRP) per garantire la resilienza e la disponibilità della rete.

All’interno di questi anelli ci sono tre strati: un accesso floor-level con switch gestiti Scalance XC-200 interconnessi a Siemens Simatic S7 200, 300, e a 400 PLC, ET200SP I/O remoto, server WinCC e HMI. A sua volta, gli anelli si collegano tramite switch gestiti Scalance 307-3LD ad un livello superiore di distribuzione dei dati. Questi quindi si collegano a uno strato centrale che utilizza uno switch gestito Scalance XM-408-8C Layer 3 per collegarsi in modo sicuro alla rete centrale industriale dell’impianto CBI.

A ulteriore salvaguardia dei collegamenti degli Oem sono stati utilizzati moduli di sicurezza Scalance S602 e S623 con firewall integrati. “I moduli di sicurezza Scalance sono stati importanti per garantire una gestione sicura delle connessioni tunnel VPN alle apparecchiature per il monitoraggio delle prestazioni, in base alle condizioni di manutenzione e diagnostica remota”, sottolinea Renken.

La gestione della rete è garantita dal software Siemens Sinema Server, che è stato progettato per sofisticate applicazioni industriali quali la fabbrica di birra Nava. Con più di 200 interruttori e altri dispositivi di rete da esso gestiti, il software fornisce una completa visibilità operativa della rete dell’impianto con caratteristiche come riconoscimento automatico della topologia, monitoraggio di rete 24×7, e funzioni complete di diagnostica e reportistica.

La diagnostica di rete è integrata nel software di supervisione dell’impianto, WinCC. I sistemi HMI/SCADA possono emettere avvisi ed errori attraverso l’interfaccia OPC integrata. I registri eventi e gli allarmi vengono catturati anche per i controlli delle prestazioni.

Un altro grande progetto era quello di aggiornare la rete wireless a supporto dell’impianto di veicoli a guida laser (LGV), 78 dei quali operano nella produzione e 48 nelle spedizioni. La flotta LGV è la più grande nel settore alimentare e delle bevande al mondo. A tal fine, è stata implementata una rete wireless Scalance, utilizzando punti di accesso Scalance W770 e W780 sugli LGV che comunicano su banda da 5 GHz per evitare interferenze.

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