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Progetto:
Scrivo quanto presentato, condiviso e concordato nell’incontro del 15-03-24. Il progetto Diet As Regular (DAR) ha lo scopo di: 1. ridurre le perdite di sciroppo 2. compensare il differente valore di brix sciroppo a fine preparazione dello stesso, dovuto all’”annacquamento” causato dal processo di pastorizzazione, brix differente al variare della quantità di sciroppo preparato
- E stato proposto e deciso di dividere il progetto in 2 step:
- Step 1: aumentare la ripetibilità della soglia di brix di taglio per discriminare la fase di “syrup line preparation” dalla prima produzione: hardware utilizzato refrattometro Maselli, procedura da utilizzare sia per le bibite diet che le regular, posizione antecedente alla mixproof AVS347 AVS348, ed il drenaggio AVS344
- Step 2: “autocorrezione diet”
Il progetto deve essere coperto da NDA (Sidel/Nestle)
Step 1:
Esecuzione dello step 1 orientativamente in autunno entro Novembre 2024 Hardware necessario: 1. refrattometro da inserire nella tubazione in ingresso sciroppo: UR62 senza pulitore, con clamp 2”, occorre anche un deflettore per creare la giusta turbolenza al fine di evitare depositi e quindi ottenere una misura più robusta
!Pasted image 20250518194043.png
Esempio di montaggio:
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Posizione di installazione nel mixer SAE452:
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Sulla linea sciroppo tra la AVS347, AVS348 e l’HVP302 (da spostare)
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- Aggiornamento ==05-12-24==:
- Preparazione fittings UR62, tubazione ingresso sciroppo da parte del cliente:
- Per quanto riguarda l’installazione dell’UR62 su DN50, avviene attraverso il DF15, del tutto analogo a quello dell’UR29. Il DF6N andrà poi Inserito all’interno del DF15 (vedi disegno sotto):
!Pasted image 20250518194150.png
!Pasted image 20250518194506.png 2. refrattometro da inserire nella tubazione sciroppo dopo il massico FTP302: UR29 presumibilmente con DN50 anche questo con deflettore, possibile taglia DN40 !Pasted image 20250518194523.png !Pasted image 20250518194529.png
Si potrebbe pensare di fare un tubo nuovo tra l’uscita del massico FTP302 e l’ingresso modulante sciroppo RMP302
!Pasted image 20250518194544.png
!Pasted image 20250518194550.png !Pasted image 20250518194557.png !Pasted image 20250518194626.png 3. conduttivimetro E&H da inserire in ingresso tubazione acqua: (nostro codice anche profibus)
!Pasted image 20250518200611.png
Aggiornamento ==05-12-24==:
4. centralina MP06 Maselli per gestione Maselli da remoto, alla quale vanno passati alcuni dati:
da Sidel a Maselli
· lettura brix UR62 in ingresso linea sciroppo [°Brix]
· lettura brix UR29 da stream sciroppo [°Brix]
· temperatura sciroppo [°C]
· flusso sciroppo [kg/min]
· flusso acqua [l/min]
· densità sciroppo [kg/dm3]
· livello tank sciroppo [%]
· volume attivo tank sciroppo [L]
· lettura brix prodotto [°Brix]
· temperatura prodotto [°C]
· CO2 prodotto
· lettura conducibilità dell’acqua in ingresso macchina (?)
· temperatura acqua in ingresso macchina (?)
· Pressione ingresso linea sciroppo
· Pressione stream sciroppo
5. segnali da Maselli a Sidel (Profibus): · Brix sciroppo ingresso linea sciroppo UR62 · Brix sciroppo stream sciroppo UR29 · Conducibilità acqua ingresso · Brix acqua
Occorre accordarsi con Maselli, sul telegramma di scambio dati. schema di cablaggio draft:
!Pasted image 20250518200645.png
Step 0 : Ottimizzazione sw alla produzione diet, preliminare al progetto Step 1 & 2.Intervento del 20 21/01/2025
La predisposizione dei componenti Maselli è stata effettuata dal cliente entro fine anno scorso, come da accordi.
Conduttivimetro tubazione ingresso acqua:
!Pasted image 20250518200702.png
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UR62 ingresso sciroppo:
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Equazioni, fornite da Maselli:
1. RATEO
1.1 Refractometric brix vs rateo.
Since the Brix is defined as follow:
Brix = \frac{Solid_Weight}{Total_Weight}and:
\delta = \frac{W}{V} \Rightarrow W = \delta \cdot Vconsidering that: $V_{Water} = (V_{syrup} \cdot Rateo)$ we have:
Brix = \frac{Brix_{syrup} \cdot \delta_{syrup} + (Brix_{water} \cdot \delta_{water} \cdot Rateo)}{\delta_{syrup} + \delta_{water} \cdot Rateo}using the same water and syrup and changing only the rateo it is possible to define the relation refractometric brix vs rateo.
| % value | brix diet | brix syrup | d204 syrup | rateo | d204 water | brix water |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100.0 | 0.2497 | 1.59 | 1.00436 | 5.4 | 0.99823 | 0 |
| 100.5 | 0.2509 | 1.59 | 1.00436 | 5.37 | 0.99823 | 0 |
| 100.8 | 0.2517 | 1.59 | 1.00436 | 5.35 | 0.99823 | 0 |
| 101.1 | 0.2525 | 1.59 | 1.00436 | 5.33 | 0.99823 | 0 |
Brix_{Bev} = \frac{Brix_{syr} + Brix_{H_2O} \cdot R_M}{R_M + 1}Per questioni di ottimizzazione software, le ho trasformate nella seguente:
-
Equazione 1:
- Ottenuta partendo dalla definizione di brix, ovvero massa del solido (partecipano la parte di solido dello sciroppo ma anche il ”solido”, sali minerali dell’acqua. Perché il brix è molto basso e quindi non si possono trascurare) diviso massa totale.
- E manipolando quest’ultima si ottiene il Rapporto Massico, necessario per il calcolo del set point del flusso sciroppo, in modo da mantenere a rapporto i flussi acqua ed appunto sciroppo.
-
Equazione 2: E’ evidente l’aspetto di instabilità insito nell’equazione 2, facendo il
\lim_{Brix \to 0} \frac{Brix_{syr}-Brix_{Bev}}{Brix_{Bev}-Brix_{H_2O}} \approx \frac{0}{0}, che matematicamente è una forma nota di indeterminazione. Osservando meglio, però, c’è da mettere in evidenza che a denominatore ci sono il brix bibita ed il brix dell’acqua (misurato dal conduttivimetro e trasformato in brix, supporto Maselli), questo deve essere molto “stabile” eventualmente con una media robusta di misure, mentre per il brix bibita abbiamo due possibilità (analogamente alle bibite regular): 1. Brixbev = parametro ricetta 2. Brixbev = valore letto da Maselli in uscita macchina (Product Brix Tracking)
Il secondo ha i limiti del suo “fratello” realizzato per le bibite regular (fine tuning) molto lento, le correzioni vanno sincronizzate con il “ritardo” introdotto dal volume di prodotto contenuto nel serbatoio prodotto, vedi algoritmo per i regular. Occorre quindi che il valore letto dall’UR29 posto nello stream sciroppo deve essere il più “stabile” possibile, ogni sua “pendolazione“ impatta in misura proporzionale il rapporto massico e quindi i flussi acqua e sciroppo.
Riassumo le verifiche effettuate con i dati richiesti ed inviati dal cliente, non ho considerato il brix acqua:
Tabella SCIROPPO
| Prodotto | Brix Target Ricetta | Media Brix | Brix Min | Brix Max | Dev. Std. |
|---|---|---|---|---|---|
| Limonata Zero | 5,7 | 5,7575 | 5,63 | 5,91 | 0,14 |
| Aranciata Zero | 14,6 | 14,1967 | 13,97 | 14,52 | 0,275 |
| Aranciata Rossa Zero | 8,7 | 8,671 | 8,36 | 9,07 | 0,355 |
| Clementina pesca zero | 7,8 | 7,774 | 7,46 | 7,93 | 0,235 |
| Chinò zero | 3,17 | 2,8633 | 2,81 | 2,91 | 0,05 |
| Cocktail Zero | 1,35 | 1,3543 | 1,35 | 1,36 | 0,005 |
Tabella BIBITA
| Prodotto | Brix Target Ricetta | Tolleranza | Media Brix | Brix Min | Brix Max | Dev. Std. | RV Nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Limonata Zero | 1,1 | 0,06 | 1,1195 | 1,118 | 1,12 | 0,001 | 4,25 |
| Aranciata Zero | 2,6 | 0,06 | 2,617 | 2,574 | 2,66 | 0,06 | 5 |
| Aranciata Rossa Zero | 1,7 | 0,06 | 1,7606 | 1,665 | 1,886 | 0,08 | 4,25 |
| Clementina pesca zero | 1,5 | 0,06 | 1,48 | 1,45 | 1,53 | 0,81 | 4,25 |
| Chinò zero | 0,53 | 0,06 | 0,5085 | 0,447 | 0,57 | 0,09 | 4,25 |
| Cocktail Zero | 0,25 | 0,06 | 0,2591 | 0,217 | 0,29 | 0,04 | 4,25 |
Tabella Rapporto Massico
| Rapporto Massico | |||
|---|---|---|---|
| R₍ₘ₎ Min | R₍ₘ₎ Nominale | R₍ₘ₎ Max | |
| Limonata Zero | 4,11818182 | 4,18181818 | 4,372727 |
| Aranciata Zero | 4,37307692 | 4,61538462 | 5,584615 |
| Aranciata Rossa Zero | 3,91764706 | 4,11764706 | 4,335294 |
| Clementina pesca zero | 3,97333333 | 4,2 | 4,286667 |
| Chinò zero | 4,30188679 | 4,98113208 | 4,490566 |
| Cocktail Zero | 4,4 | 4,4 | 4,44 |
| L'acqua utilizzata ha conducibilità di circa 267μS/cm a 20°C, durezza 15.1°F |
Tₛᵧᵣ [°C]: 20
T₍ₕ₂ₒ₎ [°C]: 20
Brix_{Bev} = \frac{Brix_{syr} + Brix_{H₂O} \cdot R_M}{R_M + 1}R_{M} = \frac{Brix_{syr} - Brix_{Bev}}{Brix_{Bev} - Brix_{H₂O}}R_{V} = R_{M} \cdot \frac{\rho_{syr}}{\rho_{H₂O}}Tabella Dati
| ρ₍ₛᵧᵣ₎ Kg/l | Brix Target sciroppo Ricetta | Brix Target Bibita Ricetta | Brix Min | Brix Max | R₍ₘ₎ Min | R₍ₘ₎ Nominale | R₍ₘ₎ Max | R₍ᵥ₎ Nominale | Brix H2O | RV Nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,998202 | 1,021712778 | 5,7 | 5,63 | 5,91 | 4,118182 | 4,1818182 | 4,372727 | 4,2803127 | 0 | 4,25 |
| 0,998202 | 1,058021481 | 14,6 | 13,97 | 14,52 | 4,373077 | 4,6153846 | 4,584615 | 4,8919714 | 0 | 5 |
| 0,998202 | 1,033623889 | 8,7 | 8,36 | 9,07 | 3,917647 | 4,1176471 | 4,335294 | 4,2637642 | 0 | 4,25 |
| 0,998202 | 1,030015556 | 7,8 | 7,46 | 7,93 | 3,973333 | 4,2 | 4,286667 | 4,3338572 | 0 | 4,25 |
| 0,998202 | 1,011926831 | 3,17 | 2,81 | 2,91 | 4,301887 | 4,9811321 | 4,490566 | 5,044627 | 0 | 4,25 |
| 0,998202 | 1,00503375 | 1,35 | 1,35 | 1,36 | 4,700855 | 4,7008547 | 4,74359 | 4,7339272 | 0,016 | 4,25 |
Si vede che per alcune bibite il rapporto volumetrico calcolato non coincide con quello nominale consistente alla bibita.
Aggiornamento a seguito dell’incontro in Maselli del 21-06-24:
Misure su sciroppi cliente diluzione nominale con acqua distillata
| aranciata zero | chinò zero | |
|---|---|---|
| Bx₍ₛᵧᵣ₎ mis | 12,81 | 2,87 |
| Bx₍ᵦₑᵥ₎ mis | 2,26 | 0,48 |
| Bx₍ₕ₂ₒ₎ mis | 0 | 0 |
| Rm₍ₙₒₘ₎ | 4,615 | 4,98 |
| Bx₍ᵦₑᵥ₎ calc | 2,28 | 0,480 |
Aggiornamento dopo visita 20-21/01/2025:
Innesti per i componenti forniti da Maselli: 1. Conduttivimetro ingresso acqua 2. Refrattometro UR62 ingresso linea sciroppo 3. Refrattometro UR29 stream sciroppo
1. Conduttivimetro ingresso acqua
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2. Refrattometro UR62 ingresso linea sciroppo
!
3. Refrattometro UR29 stream sciroppo
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Step0 Intervento Orsi W. Con produzione diet 05-02-25
Maselli Device Latency Measure 14-03-25
Aggiornamento architettura dispositivi Maselli per ridurre il tempo di acquisizione delle misure dai sensori:
Test effettuato da Maselli in Maselli:
Test Bench:
!
Nuova architettura sistema
Aggiornamento architettura dispositivi Maselli:
!
@startuml "Process Monitoring System"
' Title and styling
title Process Monitoring System with Signal Conversion
skinparam componentStyle rectangle
skinparam backgroundColor white
skinparam defaultTextAlignment center
' Define main packages
package "Syrup Line" {
rectangle "Syrup Pipe" as syrup #ADD8E6
component "Maselli UR29\nRefractometer" as ur29 #FFDD88
component "ADAM Module\n(RS485 to 4-20mA)" as adam1 #ADD8E6
note bottom of adam1: Converts RS485 to 4-20mA
component "Maselli UR62\nRefractometer" as ur62 #FFDD88
component "ADAM Module\n(RS485 to 4-20mA)" as adam2 #ADD8E6
note bottom of adam2: Converts RS485 to 4-20mA
}
package "Water Line" {
rectangle "Water Pipe" as water #ADD8E6
component "Conductivity 401U3\nProbe" as probe #FFDD88
component "2405 Knick\nTransmitter" as knick #B6D7A8
note bottom of knick: Converts conductivity signals to 4-20mA
}
component "PLC\nControl System" as plc #D5A6BD
' Connections
syrup --> ur29 : "Process\nMeasurement"
syrup --> ur62 : "Process\nMeasurement"
water --> probe : "Process\nMeasurement"
ur29 --> adam1 : "RS485"
ur62 --> adam2 : "RS485"
probe --> knick : "Conductivity\nSignal"
adam1 --> plc : "4-20mA"
adam2 --> plc : "4-20mA"
knick --> plc : "4-20mA"
@enduml
Implementazione SW
HMI:
Gestione ricetta unica sia per bibite regular (zuccherine) che diet, rendere visibili i parametri brix sciroppo, bibita, compensazioni caratteristiche, ad oggi, per le solo bibite regular.
!
Parametri da aggiungere:
- Valore di conducibilità dell’acqua, nominale, valore conducibilità acqua minima e massima, da aggiungere in una carpetta adiacente a quella “Analizzatore”
- Aggiungere SP conducibilità acqua
- Aggiungere allarme di conducibilità fuori range, in prima battuta +/- 50µS/cm
- Percentuale del brix sciroppo da considerare come soglia per distinguere l’interfaccia acqua/sciroppo e sciroppo/acqua: per partire 50% del valore nominale di brix sciroppo.
SyrBrix_{Threshold} = SyrBrix_{Recipe} * 0.5Consideriamo anche il contatore litri sciroppo caricati:
\text{IF } (UR62_{Brix}) \geq SyrBrix_{Threshold} \text{ THEN } (SyrupLoaded = TRUE) \text{ ELSE } (SyrupLoaded = FALSE)Inseriamo comunque un TON di 0,5s come piccolo filtro, inserire il blocchetto di “statical analisys” con 6 campioni, di solito è sempre utile, ho visto che nel sw le procedure sono richiamate dal “BlenderCtrl_Main” che è a sua volta richiamato da OB1 che non è richiamato a tempo costante. In Twincat le procedure sono richiamate sempre nel “BlenderCtrl_Main” che è però richiamato nella TASK 2 a 240mSec, comunque a tempo costante.
!
Nel sw S7 è caricata solo la OB35, secondo me la OB34 potrebbe andare bene. Vediamo
Da creare una nuova procedura di caricamento sciroppo in linea sciroppo, ad esempio FC1813 che non esiste, da chiamare “Syrup Line Prep_Seq”
Syrup Line Prep_Seq:
· Step 0: Attesa del segnale di Sciroppo Pronto dalla sala sciroppi e pulsante Syrup Prep premuto (da
rimuovere dalla Syrup prep MFM) Ingresso analogico UR62 OK, se not OK considerare l’attuale conteggio litri preset da array tank sala sciroppi
· Step 1: marcia pompa sala sciroppi e sollevamento sede superiore AVS347/348 (Kv1,5) per drenare lo sciroppo, conteggio litri sciroppo e monitoraggio lettura UR62 confrontandolo con la soglia Brix
· Step 2: …..
· Step 3: ….
· Step 4:
· Step 5:
· Step 6:
· Step 7:
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!
| Names | Date | Signatures | |
|---|---|---|---|
| Writer | Riccardo Guerra | 14-03-14 | |
| Rev 1 | Riccardo Guerra | 19-05-24 | |
| Riccardo Guerra | 21-06-24 | Meeting in Maselli Misure | |
| Riccardo Guerra | 05-12-24 | Predisposizione fitting dal cliente | |
| Riccardo Guerra | 20-01-25 | Step0 | |
| Checker Approver(s) |
Riccardo Guerra | 02-04-25 | STEP1 & 2 |