提到德国，脑海中首先浮现的就是结实耐用的汽车，其次就是全世界闻名的啤酒。近期，记者应西门子公司邀请，去往德国的巴伐利亚州，与西门子一起开启了一场探索啤酒之旅。

食品饮料行业一直是保持持续稳定增长的行业。据悉，2014年全球啤酒产量突破1960亿升大关，而1996年这一数字仅为1270亿升左右。这表明在近20年的时间里，啤酒产量增加了50%以上。尽管啤酒产量持续增长，但由于合并之风盛行，加上价格压力与日俱增，市场空间被不断挤压， 特别是在日益重要的新兴市场，例如中国和巴西。与此同时，原材料成本和水电费也在日益增加。迫于这些压力，啤酒酿造企业不得不竭尽全力进行优化生产，以期长久保持市场地位。而达到这一目的关键手段就是利用先进的自动化和驱动技术。

在Ziemann中的Braumat过程控制系统

Ziemann的啤酒罐

深谙啤酒行业

作为啤酒和饮料生产商的长期合作伙伴，西门子在这一领域堪称全球主要厂商之一。西门子股份公司过程工业与驱动集团过程自动化部首席执行官EckardEberle告诉记者，早在19世纪，诸如电机等西门子的设备就已被用于啤酒酿造。除百威英博、SAB Miller和嘉士伯等全球巨擘之外，西门子的客户还包括数以百计的地方酿造作坊。

西门子全面的自动化和驱动解决方案组合构成了一个坚实的基础，可助力啤酒酿造企业根据自身情况，实现成功且经济的啤酒酿造。

西门子Braumat系统自发布以来已走过近40年。如今，全球有数百座酿造厂都在使用西门子系统来控制整个啤酒酿造过程。除控制装置和工业PC之外，西门子提供的产品还包括现场设备、测定仪器、实验室信息管理系统（LIMS）和驱动设备。其所有产品都遵守的基本原则，包括能够无缝集成到现有基础设施中，基于经实践检验的质量标准，以及使用相同的通信协议。从根本上讲，单个工序的自动化，不再足以确保竞争或成本优势。只有利用无缝自动化生产工艺，才能实现高效率和高生产率。西门子拥有比其他任何供应商都优越的条件，能够提供所有关键系统和组件，以实现从原料进厂、到加工生产、再到产品出厂，贯穿整个过程的真正自动化。西门子博途（TIA）是一个实现全面自动化的独特概念，能够使啤酒酿造企业和工厂工程企业实现定制端到端的一致性。西门子提供广泛的解决方案，从楼宇自控和利用MES进行电能管理，到维护和检修，不一而足。

对于罐装和包装领域来说，高性能全集成的自动化系统能够带来巨大的变化。由于啤酒和非酒精饮料罐装和包装成本颇高，西门子作为这个领域的技术合作伙伴备受瞩目。在这个领域，解决方案的彼此孤立是推高成本的主要因素。正是为了避免使用这种类型的解决方案，西门子提出了“优化包装线（OPL）”概念。

OPL专门针对罐装和包装生产线而开发，确保各个工序的一致标准化和一体化，从而为整条生产线节约开支。

西门子股份公司过程工业与驱动集团过程自动化部首席执行官Eckard Eberle

西门子股份公司过程工业与驱动集团食品和饮料业务负责人Gunther Walden

普拉那啤酒厂使用西门子酿造系统监测生产

携手30年的合作伙伴

Ziemann是一家啤酒系统和啤酒罐的全球供应商，致力于规划、建造和安装啤酒酿造设备及系统——从糖化间到窖池压力罐等一应俱全。

Zi ema n n 与西门子的合作已超过30年。在20世纪70年代，两家公司共同提出开发酿酒控制系统的设想， 即“Braumat”过程控制系统。该系统专门针对啤酒生产，并在此后得到持续发展。从那时起，两家公司开始定期举办研讨会，探讨客户当前和未来的需求。除“Braumat”之外，Ziemann还使用来自西门子的控制装置、传感器系统和电机，以及一些变流器和齿轮传动装置。

西门子早在1978年就在Ziemann的委内瑞拉Polar啤酒厂项目中使用了第一版的“Braumat”过程控制系统。经过多年的不断发展，最新版本的Braumat V7于2014年在全球市场推出。

为实现在电气化、自动化和数字化领域的长期增长和高盈利，西门子需要与可靠的合作伙伴携手并进。西门子与Ziemann之间多年来的合作就是一个成功范例。双方合作的一大亮点是墨西哥的“PiedrasNegras”项目，该项目主要致力于酿造举世闻名的科罗娜特级啤酒。2007年的一期工程使该啤酒厂的产能达到每年10亿升。

目前，西门子与Ziemann正在执行二期工程，将总产量提升至20亿升。在最后一期，该啤酒厂的年产量将达到26亿升。这意味着“Piedras Negras”不仅将成为全球最大的啤酒厂，而且是利用“Braumat”实现自动化规模最大的啤酒厂。

普拉那啤酒厂中的生产线

现代化酿造系统Braumat

作为自动化业内的记者，平日关注的重点都在产品、技术的进步以及应用行业的发展，却对某一行业中的某项自动化系统了解甚少。此次跟随西门子的啤酒之旅，让记者第一次全面、直观地认识了Braumat酿酒系统，它经济高效的人性化设计，使传统的酿酒系统彻底实现了现代化改造。

35年前，用于啤酒厂的过程控制系统Braumat推向市场。如今，随着相关技术的不断发展，全球数以百计的啤酒厂利用Braumat控制其酿酒工艺。

Braumat是什么？西门子股份公司过程工业与驱动集团食品和饮料业务负责人Gunther Walden回答道：“Braumat过程控制系统专门针对啤酒生产，并在此后得到持续发展。该系统的成功秘诀有赖于诸多经实践检验的关键要素：最佳的概览、明确的操作提示、符合全部酿造业特定标准和功能要求，以及高性能和易扩展性。这样，啤酒生产和不同模块涉及的复杂工序，会在条理明晰、方便易用的图形用户界面上进行显示。”

据了解，采用Braumat后，用户所需的所有功能和啤酒行业标准被整理到一个过程控制系统中，可以实现对过程的最佳控制，并迅速找到和修复任何故障。配方和批次生产控制系统符合国际ANSI/ISAS88.01标准。除控制和管理被称为“就地清洗”（CIP）环路的清洗例程外，路由控制系统还支持啤酒生产过程中的所有路由系统进行简单的互联互通，并采用冗余设计。丰富的工程和测试工具可以确保必要的透明度，并在生产、维护保养和服务的每个环节为操作人员和技术人员提供帮助。借助网络链路，操作人员可以在任何操作控制台上更改和添加组件，而不会中断生产。至于可扩展性，Braumat系统可逐步升级，最终形成一个广泛而复杂的大规模系统。

多年来，Braumat系统不断完善，如今的第7版采用直观易用的人性化设计，可在装有Windows 7操作系统（32和64位）的工业PC上运行，生产数据可以在SQL 服务器上归档。另外，Braumat还配备连接Simatic IT MES的接口，支持IOS客户端的虚拟化。

普拉那啤酒厂的酿酒车间

Power Tower

Ride to Paradise中应用西门子电机

Ride to Paradise

深入啤酒厂的过程自动化技术

普拉那（Paulaner）啤酒厂创立于1634年2月24日，这也是它正式被提及的日子。而从那时起，普拉那啤酒厂便成为慕尼黑文化、传统和历史的永恒的组成部分。普拉那啤酒声名远播，远远超越慕尼黑地区。普拉那小麦啤酒尤为如此，现已成为全世界最受欢迎的啤酒之一。普拉那每年有2亿升啤酒销往全球70多个国家。

普拉那啤酒厂始终秉持着优良品质，这需要可靠的技术作支撑。近几十年来，过程自动化已演变成为一个不可或缺的工具，其使用范围现已扩大到对酿酒工艺的优化。过程自动化有助于使生产更高效、可靠、节能、降低成本，并在保持或减小产能的同时提高产量。普拉那与西门子建立了成功的长期合作关系。近30年来，基于西门子各代Simatic组件的过程自动化，一直助力着慕尼黑普拉那啤酒厂并确保其拥有平稳高效的酿造工艺。借助全自动化技术，酿造商可通过控制温度、压力、时间、剂量和称重等因素可靠地管理酿造工艺。这样可以最大限度降低人为失误的风险，从而降低成本，同时确保产品具备始终如一的高品质。西门子Simatic控制器能为整个生产过程各环节提供支持：从糖化间到发酵和储存，再到过滤和灌装。根据啤酒种类的不同，整个过程大约需要三到六周时间。凭借西门子网络组件以及控制和监测面板，酿造商能够密切关注所有重要细节和工序，从而管理和控制整个酿酒工序。在酿造过程中如果出现偏差，酿造商也可以立即进行干预。

除了控制器还需要仿真技术

在建设一家啤酒厂时有许多因素必须要考虑，其中包括季节性需求、产品周转、生产新产品和多品种包装的灵活性，以及质量和新鲜度等。有效地控制这些因素需要借助于高度自动化的尖端技术和昂贵的设备，因此确保生产流程能满足当前和未来的需求尤为重要。

要达成这个目标，仿真技术是实施充分验证的流程并实现“一次性成功”的理想工具。通过利用仿真技术，啤酒酿造商可确定最为经济划算且面向未来的规划解决方案。对备选规划方案进行比较可做出实现绩效、灵活性与成本之间最佳平衡的选择。通过利用仿真技术，可以轻松识别瓶颈，并规划最佳战略，以确保在盈利的同时充分满足客户需求。

目前， 普拉那正在慕尼黑郊区的Langwied建设一家新的啤酒厂。为达成一流啤酒厂的建设目标，模拟服务提供商iSILOG利用Siemens PLM Software提供的Tecnomatix?产品系列中的“工厂仿真”技术，提出了面向饮料业的解决方案。这一方案涵盖了专门针对啤酒厂的项目，如糖化间、发酵罐、过滤器、明亮啤酒罐（BBT）、灌装生产线和储存等。通过这些项目，管理者可以轻而易举地跟踪生产流程，并对于不同的规划策略及方案进行评估。

普拉那在使用该应用时无需详细了解如何创建仿真模型；只需确定电子表格中的输入数据。在导入“工厂仿真”后，根据输入的数据会自动生成和配置模型的组件。这样，就使得该解决方案易于使用，并使得在很短时间内有效探讨诸多不同方案成为可能。该解决方案可以提供许多不同的关键绩效指标，以评估啤酒厂的绩效。

通过利用“工厂仿真”技术，普拉那能够把握许多关键问题。其中包括：明确现有瓶颈；制定最佳战略，如清洗、切换、批量规格、生产规划和控制，以满足客户需求；了解拟建啤酒厂关于预期产品及需求面临的诸多限制；确立协调应对客户需求、进货、批量规格和包装生产线的最佳方案；以及根据产品结构和数量明确不同排序策略的绩效。

在存在广泛相互依赖关系的复杂系统中，如在啤酒生产厂中，几乎不可能手动估计系统的运行状况。“工厂仿真”技术能将有效管理这种相互依赖关系变成现实。普拉那已证实了“工厂仿真”技术的宝贵价值，并将其视为确保当前和未来成功发展的至关重要的规划工具。

摩天轮上应用的的Simatic控制器

Power Tower上用的西门子电机

啤酒节上的西门子

慕尼黑啤酒节与英国伦敦啤酒节、美国丹佛啤酒节并称世界最具盛名的三大啤酒节。该啤酒节又称“ 十月节”（Oktoberfest），起源于1810年10月12日，因在这个节日期间主要的饮料是啤酒，所以人们习惯性地称其为啤酒节。每年九月末到十月初在德国的慕尼黑举行，持续两周，到十月的第一个星期天为止，是慕尼黑一年中最盛大的活动。其在一个叫做“Theresienwiese”的地方举办，巴伐利亚方言简称为“Wiesen”，意为牧场。

每年有600多万游客造访慕尼黑啤酒节。西门子的驱动和控制工程技术以及配电产品帮助主办方确保了游乐设施顺畅地运行。包括幽灵列车、摩天轮、H llenblitz和Power Tower在内的众多重要游乐设施都依赖于西门子技术的支持。当然，不可或缺的还有采用西门子技术控制啤酒输送管道的啤酒节帐篷。

西门子电机的应用

可持续的骑乘乐趣：“Oide Wiesn”（慕尼黑啤酒节的传统营地）上的固定游乐设施之一是Toni Power Tower上用的西门子电机 Schleifer 拥有75年历史的过山车Ride to Paradise（天堂之路）。这个传统过山车仍由最初11 HP的西门子电机可靠地驱动。从1955年开始被封存之后，它于2003年偶然被人们发现。在其修复过程中，工作人员十分重视其怀旧魅力的保留——包括其中采用的基础技术。这个时速高达40公里的过山车让游客感觉好似穿越在高山和峡谷之间。

从2002开始运营的Ewald Schneider的Power Tower可在短短几秒钟内让乘客从66米的高度进行自由落体式下降。两台功率分别为450 kW（合612 HP）的西门子电机确保这台重量高达13吨的缆车可以快速又安全地在钢索上上升和下降，该缆车满载32名乘客。其安全性由TüV Munich认证，它是全世界悬吊设施建设项目首选的安全认证标准。在允许第一批乘客进入其中体验自由落体感觉之前，工作人员共花费了约1,000小时的工作时间去完成该认证测试。严格的运行序列由计算机控制，这使得主机只需启动6个可用的运行程序之一，程序启动后即开始自动运行。

Simatic S7控制器的应用

Wiesn新增的最壮观的游乐设施之一是MartinBlume的多层幽灵列车Daemonium。该列车有四节车厢，每节车厢可以自由旋转并被电子控制，乘客坐在上面可以游览各个景点。Simatic S7控制器负责让车厢顺畅地转动，从而确保一切正常运行。同时，每隔一段时间，SimaticS7便要将车厢置入“未知的黑暗”中。

由Willenborg建造的50多米高的啤酒节摩天轮是世界上最大的摩天轮之一。该摩天轮始建于1979年，有40个吊舱，满员400人，最多载重540吨。该摩天轮最近经历了全面的现代化改造，其自动化技术通过Simatic S7被升级至最先进的水平。除此之外它还采用了西门子驱动电机，该电机输出功率约为200kW（约合270 HP）。

在法国制造、由Siegfried Kaiser jr.运营的Rio Rapidos漂流艇，可让乘客在汹涌的激流和突如其来的湍流中享受无尽的乐趣。为了防止发生碰撞和确保时刻保持安全距离，这里也使用了可编程的西门子Simatic S7控制器。

Jasmin Kaiser的风火轮High Energy是一个拥有超自然力量的电动游乐设施。它可带领30名胆大的游客在离地面30米高的地方进行冒险之旅。该游乐设施的主臂上安装6个带座舱的副臂，副臂每分钟大约转动8次。副臂第二次转动的速度是可变的。座舱臂自由旋转，可将乘客在空中翻转一整圈。Simatic S7控制器能够确保该游乐设施的运动始终在控制之下。如果没有Simatic，该设施只能保持原地不动。此外，锁定杆也处于监控之下，游乐设施整个运行期间的自动化程序也会按序列排好。

作为年轻人的聚会地点之一， 碰碰车依然一如既往地受欢迎。根据制造日期，Franz Kollmann和Franz运营的Euroscooter是整个巴伐利亚地区最新、最现代化的碰碰车游乐设施之一。SimaticS7控制器确保碰碰车在它的控制下安全运行——无论场地上有多混乱。

西门子技术控制啤酒输送管道

西门子技术控制摩天轮

Rio Rapidos漂流艇

Sinamics变频器的应用真正的冒险之旅在Klaus Renoldi jun运营的H?llenblitz（地狱一瞬间）中等待着人们。在一片黑暗中，卡车在废弃的矿井中疾驰而过，带给乘客无数惊喜瞬间，其中包括一条飞流直下的大瀑布以及矿井外面的下坡轨道之前的一段急剧上升的轨道。二者都由西门子的Sinamics变频器控制。这条820米长的轨道被分成多个封闭区段，每段只允许一辆列车运行。这项工作是由Simatic控制器来完成的。

碰碰车

西门子Simatic控制器在游乐设施中的应用

西门子Sinamics变频器控制游乐设施

啤酒节帐篷中的输送管道德国慕尼黑啤酒节每年都会消耗约600万升的啤酒。啤酒节上的三个主要帐篷均采用了西门子的控制技术和软件，可将美味的啤酒快速并可靠地从储罐通过地下管道泵送到啤酒桶中。由于在高峰期间每天需要倾倒多达7万升啤酒，可靠性和高生产量变得尤其重要。

普拉那啤酒厂是为德国啤酒节Oktoberfest提供啤酒的六家啤酒厂之一。自2010年开始，西门子软件控制的中央管道系统开始为普拉那帐篷“WinzererFaehndl”供应啤酒。这使销量和生产量可通过网页浏览器、平板电脑或智能手机进行实时监控。2011年～2012年，Braeurosl帐篷、Hacker帐篷也相继采用了这套系统。

最初，啤酒节主办方需要在帐篷内的5个不同地点各放置两到三个储罐。如今，只需在一个中心位置安置4个分别能容纳2.8万升啤酒的大型储罐。这样的安排除了可以节省空间以外，还可以提高帐篷内啤酒输送和分配的速度。

普拉那帐篷中央啤酒配送系统的核心组件位于整合了西门子自动化技术SIMATIC S7 300系列可编程逻辑控制器（PLC）的控制柜里。

3个储罐通过一条长240米、埋于地下约1米深的管道与5个啤酒吧相连接。啤酒以超过每秒25厘米的速度从管道流入啤酒吧。11个龙头中，每一个平均1分钟可提供多达15升的啤酒，即每4秒1升。啤酒流出龙头时的温度为3摄氏度，饮用时为6摄氏度左右。

控制柜里设有一个“流量计”，可像速度计一样显示啤酒的确切流速。该系统可将啤酒销量数据及任何错误讯息发送给啤酒厂和啤酒吧的操作人员。

随着自动化和传感器技术的进步，现代啤酒厂产生的数据量越来越大，它们可以用于制作关于工序和压缩机或泵等工厂组件的状况报告。糖化间或发酵窖池内的压力和温度等工艺参数，会在控制中心显示出来，并且对配方的电子化管理变得越来越常见。此次啤酒之旅使记者了解到自动化、数字化、网络和工业软件现在远不止为啤酒厂工艺流程做文档记录那么简单，它们还能帮助避免或消除生产中的误差。在啤酒种类和组合不断增多的趋势下，啤酒厂必须在生产和灌装方面提供比以往更大的灵活性。

流程工业生产企业设备的故障停机不仅增加企业生产成本，而且可能造成整批产品报废，为企业带来严重损失，啤酒生产即是典型的流程工业生产。对生产过程的连续性要求非常高，一旦出现故障，企业希望能够快速解决问题，把风险和损失尽可能降到最低。

在德国，西门子有成熟且完善的服务体系；在中国，西门子力求跟用户现场的实际需求相结合，进一步开发适合中国企业和用户的服务模块，用户可以灵活选择以满足实际需求，提高生产效率，保证设备和系统可靠稳定运行。现在西门子能提供的服务模块包括：手机电话值班服务、现场紧急响应服务、备件服务、预防性检查服务、大修点检及巡检服务、远程服务、延长保修期服务、专业现场技术培训和工程师驻厂服务。面对啤酒行业激烈的市场竞争和多样化的消费者需求，西门子已经在为中国的啤酒工厂提升酿造效率，保证其品质始终如一。2012年西门子Braumat过程控制系统开始帮助百威英博武汉工厂树立高品质酿造的行业标杆，未来，相信西门子在啤酒行业的技术优势与经验积累将深入到更多的工厂。

摘自《自动化博览》2015年11月刊