PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE FABRICACIÓN DE CERVEZA ARTESANAL

Abstract

[ES] El proceso de elaboración de cerveza artesanal tiene grandes ventajas sobre el proceso industrializado, pues permite una elevada personalización en las recetas, además de que mantiene crucial el rol del maestro cervecero a lo largo de todo el proceso productivo.

Teniendo como objetivo fundamental mantener las características anteriormente mencionadas y a su vez lograr facilitar el proceso de fabricación de la cerveza mediante su automatización, el trabajo desarrollado consiste en la programación de un PLC en el que se toman en cuenta desde las variables más básicas hasta las más críticas que influyen en el proceso de producción, permitiéndole un control global al usuario sobre la receta mediante una comunicación a través de una pantalla HMI. De esta forma, aspectos como la duración de cada etapa, el flujo de vapor sobrecalentado en las camisas de los reactores o la adición del grano malteado, lúpulo u otros cereales quedan plenamente automatizados gracias a la acción conjunta de diversos sensores, actuadores y controladores PID, los cuales cuentan con sus respectivos modelos matemáticos teóricos.

Para el desarrollo del sistema de automatización se utiliza el autómata Modicon M241 de Schneider que hace uso del software de programación SoMachine, y una pantalla HMI de marca Flexem que emplea el software FStudio. La acción de control de los PID es simulada a través de Simulink. El proyecto toma en consideración exclusivamente las etapas de preparación del licor, macerado, cocción y trasvase al tanque fermentador.

[EN] The artisanal brewing process has great advantages over the industrialized process, since it allows a high personalization in the recipes, in addition to maintaining the crucial role of the brewmaster throughout the production process.

With the fundamental objective of maintaining the aforementioned characteristics and at the same time facilitating the beer production process through automation, the work developed consists of programming a PLC that takes into account from the most basic to the most critical variables that influence the production process, allowing the user global control over the recipe by means of communication through an HMI screen. In this way, aspects such as the duration of each stage, the flow of superheated steam in the reactor jackets or the addition of malted grain, hops or other cereals are fully automated thanks to the joint action of various sensors, actuators and PID controllers, which have their respective theoretical mathematical models. The control action of the PID is simulated through Simulink.

For the development of the automation system, a Schneider Modicon M241 automaton using SoMachine programming software and a Flexem HMI screen using FStudio software are used. The project takes into account only the stages of liquor preparation, maceration, cooking and transfer to the fermentation tank.

[CA] El procés d'elaboració de cervesa artesanal té grans avantatges sobre el procés industrialitzat, perquè permet una elevada personalització en les receptes, a més de que manté crucial el rol del mestre cerveser al llarg de tot el procés productiu. Tenint com a objectiu fonamental mantenir les característiques anteriorment esmentades, i, al mateix temps, aconseguir facilitar el procés de fabricació de la cervesa mitjançant la seua automatització, el treball desenvolupat consisteix en la programació d'un PLC en el qual es tenen en compte des de les variables més bàsiques fins a les més crítiques que influeixen en el procés de producció, permetent-li un control global a l'usuari sobre la recepta mitjançant una comunicació a través d'una pantalla HMI. D'aquesta manera, aspectes com la duració de cada etapa, el flux de vapor sobrecalfat en les camises dels reactors o l'addició del gra maltejat, llúpol o altres cereals queden plenament automatitzats gràcies a l'acció conjunta de diversos sensors, actuadors i controladors PID, els quals compten amb els seus respectius models matemàtics teòrics. Per al desenvolupament del sistema d'automatització s'utilitza l'autòmat Modicon M241 de Schneider que fa ús del programari de programació SoMachine, i una pantalla HMI de marca Flexem que empra el software FStudio. L'acció de control dels PID és simulada a través de Simulink. El projecte pren en consideració exclusivament les etapes de preparació del licor, macerat, cocció i transvasament al tanc fermentador.