Die vollständig vernetzte Familienbrauerei Pyraser – Digitalisierung mit Bestandstechnik und Cloudlösung von BeEA

Wie gelingt die Digitalisierung einer traditionellen Brauerei – ohne hohe Investitionskosten und mit bestehender Technik? Die Pyraser Landbrauerei zeigt eindrucksvoll, wie mit einer cleveren Cloudlösung von BeEA GmbH selbst jahrzehntealte Anlagen vernetzt und zentral gesteuert werden können. Das Ergebnis durch das Digitalisieren der Gewerke: Weniger Handarbeit, mehr Transparenz, vereinfachte Arbeitsprozesse und verbesserte Energieeffizienz. Ein Praxisbericht, der zeigt, wie Industrie 4.0 auch im Mittelstand Wirklichkeit wird. Denn wo manch Großbrauerei noch zögert, setzt die Familienbrauerei bereits Maßstäbe.

Von der Insellösung zur vollvernetzten Produktion

In vielen Unternehmen und Kommunen ist die Automatisierungslandschaft von inhomogenen Insellösungen und handschriftlicher Datenerfassung geprägt. Die Übersicht über Produktionsprozesse und Medienversorgung ist aufwendig, Optimierungspotenziale bleiben aufgrund fehlender Daten im Verborgenen. Thalmässing zeigt, wie es besser geht: In der mittelfränkischen Gemeinde überwacht die Cloudlösung des Energiemanagement- und Automatisierungsspezialisten BeEA mittlerweile sämtliche technischen Gewerke der Pyraser Landbrauerei digital. Die vorhandenen HMI-Systeme blieben bestehen, wurden aber sinnvoll ergänzt – und anstelle eines kompletten Neubeginns setzte man auf vorhandene Technik.

Alle Gewerke digital unter Kontrolle

Die Steuerungen von Kälteanlagen, Pasteur und Füllerei waren im Nuh angebunden und dort wo benötigt, wurden günstige Steuerungen nachgerüstet. Innerhalb weniger Monate wurden 21 Systeme angekoppelt, die zuvor noch als Insellösung auch außerhalb des Firmengeländes werkelten. Neben der Produktionslinie wurden auch Gebäudetechnik, BHKWs, PV-Anlage, Brunnen, betriebseigene Kläranlage und weitere Anlagen der zentralen Überwachung zugeführt.

Dashboard für Medienversorgung – live und zentral

In der Brauerei kommen verschiedene Medien zum Einsatz: Kälte, Dampf, Wasser, Druckluft, Stickstoff und Elektrizität. Für den reibungslosen Brauereibetrieb müssen all diese Medien zuverlässig zur Verfügung stehen. Deshalb hat sich das Dashboard für die Medienversorgung als ein wichtiges Werkzeug des Braumeisters entwickelt. Hier können live sämtliche Zustände und Kennzahlen übersichtlich eingesehen werden. Zudem erscheinen dort alle relevanten Störungen und Warnungen, sodass reagiert werden kann, noch bevor ein Anlagenstillstand droht.

Automatischer Produktionsstart – Braumeister steuert per App

Die Arbeitswoche des Braumeisters Achim Sauerhammer beginnt Sonntagnacht um 3 Uhr. Denn dann muss die Flaschenwaschmaschine eingeschaltet werden. Ist diese um 6 Uhr nicht vollständig aufgeheizt, verschiebt sich der Produktionsbeginn. Früher fuhr der Braumeister hierfür in den Betrieb. Heute geschieht dies automatisch. Tritt bei dem automatisierten Hochfahren der Anlage ein Fehler auf, wird er umgehend alarmiert und er kann über Smartphone eingreifen. So müssen sowohl Braumeister als auch Anlagenfahrer seltener zur Brauerei fahren.

Protokolle automatisch, Zettelwirtschaft adé

Wie in jedem Unternehmen müssen Daten erhoben und ordnungsgemäß protokolliert werden. Hierzu zählen Pegelstände des betriebseigenen Brunnens, Temperaturen und Produktionsdaten. Durch die vollständige Digitalisierung werden all diese Informationen automatisch erfasst und mehrfach redundant in der Cloud gespeichert. Autorisierte Mitarbeiter haben Zugriff auf diese Daten. So kann beispielsweise auch das Labor sekundenaktuell auf die Betriebsdaten zugreifen. Das Landratsamt hingegen erhält automatisch generierte Reports mit den Brunnendaten und Kläranlagendaten.

Betriebsdatenanalyse bringt schnelle Erfolge

Aufgrund der gewerkeübergreifenden Betriebsdatenaufzeichnung ergeben sich ganz neue Möglichkeiten. Schnell konnten Einsparpotenziale bei der Druckluftversorgung festgestellt werden, wodurch innerhalb von nur vier Wochen 10 MWh eingespart werden konnten. Die komfortable Datenauswertung unterstützt zudem bei der Fehlersuche: Gerade in Bezug auf die BHKWs und die damit verbundene Wärmeführung können Probleme schnell diagnostiziert und behoben werden. So hilft die BeEA GmbH mit ihren Lösungen Energiekosten zu senken, Störungen zu reduzieren und die Betriebssicherheit zu erhöhen.

Zuverlässige Alarmierung und gestaffelte Benachrichtigung

Jedes Unternehmen kennt die Folgen, wenn wichtige Komponenten unbemerkt ausfallen. Die Alarmierungslösung von BeEA ermöglicht eine Benachrichtigung über E-Mail, SMS, Push-Benachrichtigung oder Sprachanruf. So können gleich mehrere Mitarbeiter im Störfall informiert werden. Für jeden Benachrichtigungsempfänger kann eine Verzögerung hinterlegt werden, sodass eine Alarmierungskette entsteht, die erst beendet ist, wenn der Alarm quittiert wird.

Regenerative Energie intelligent vernetzt

Als verantwortungsbewusstes Familienunternehmen setzt die Brauerei auf regenerative Energien. Hierzu wurden PV-Anlagen mit einer Leistung von 500 kWp installiert. Zudem erzeugen zwei BHKWs Strom und Wärme aus Methan der Abwasseraufbereitung und der anliegenden Mülldeponie. Schon im Jahr 2021 kam der Betrieb auf einen regenerativen Anteil von 36 Prozent. Dieser konnte seitdem deutlich ausgebaut werden. Mittlerweile wurde auch eine Nahwärmeversorgung installiert und die eigen erzeugte Energie bestmöglich genutzt. Die Cloudlösung hilft dabei den Energiefluss zu optimieren und den Anteil der Fremdenergie auf ein Minimum zu reduzieren.

Digitalisierung im Bestand: Günstig, pragmatisch, effektiv

Viele Unternehmen schrecken vor umfangreichen Digitalisierungsprojekten zurück. Zu oft liest man von hohen Investitionen, ausufernden Kosten und mangelnder Amortisierung. Dass dies nicht der Fall sein muss, wurde bei der Pyraser Landbrauerei unter Beweis gestellt. Zunächst wurde von BeEA die kostenlose Cloud-Adapter-Applikation, die als Brücke zwischen lokaler Technik und BeEA Cloud dient, auf einen vorhandenen Server installiert. Fortan konnten alle Ethernet-basierenden Systeme, wie Siemens-Steuerungen oder Gasanalysatoren, angekoppelt werden. Doch im Betrieb befinden sich eine Reihe weiterer Komponenten, die noch nicht netzwerkfähig sind. Diese durch moderne Komponenten zu ersetzten, würde hohe Aufwendungen erfordern und zunächst kaum Mehrwert bringen. So wurden in Summe 36 Zähler, Regler und Aktoren über 2-Draht-Bus angekoppelt. Mit Ausnahme der erschwinglichen Kabel waren hierfür keine Investitionen notwendig. Selbst die 25 Jahre alten Stickstoffgeneratoren und der ebenso alte Druckluftkompressor konnten auf diese Weise digital vernetzt werden.

Altanlagen und nicht netzwerkfähige Geräte vernetzt

Eine der Herausforderungen bei der Digitalisierung im Bestand sind die vielen unterschiedlichen Kommunikationsprotokolle. Je nach Hersteller und Alter werden verschiedene Standards verwendet. Die in der Familienbrauerei eingesetzte Cloud unterstützt größtenteils alle Automatisierungsprotokolle, welche in diversen Gewerken vorzufinden sind. In Pyras konnten die meisten Komponenten mit Modbus TCP, Modbus RTU und Siemens TCP angekoppelt werden. Für die BHKWs wurden jedoch noch zwei weitere Integrationsmöglichkeiten genutzt: Über das VNC-Protokoll wird der Bildschirminhalt der Bedienpanels beider BHKWs in die Cloud gespiegelt. Da auch Mausbewegungen und Tastatureingaben übertragen werden, können die Anlagen von beliebiger Stelle eingesehen und bedient werden. Zusätzlich wurde eine Webcam installiert. Dessen Bewegtbilder werden über das HTTP-Protokoll sicher zur Cloud Lösung übertragen. Damit stehen neben den Betriebsdaten auch Bedienpanel und Live-Bilder zur Verfügung.

Fernzugriff auf Brunnenanlage per LTE-Router

Herausfordernd erschien die Digitalisierung der weit entfernten Brunnenanlage. Auch hier sollten Zählerstände übertragen werden. Mittels LTE Router konnte eine Verbindung aufgebaut werden, welche zuverlässig Daten austauscht und beliebig erweitert werden kann. So zeigt sich, dass auch externe Standorte auf einer Oberfläche digitalisiert werden können.

Lastspitzen vermeiden – Transformator entlasten

Ein umfangreiches Energiemanagement dient nicht nur zur Steigerung der Energieeffizienz. Auch das Reduzieren der Lastspitzen spielt eine wichtige Rolle, denn so können Leistungspreise des Stromanbieters gesenkt werden. Besonders relevant werden Lastspitzen, wenn diese an die Leistungsgrenze des örtlich installierten Transformators ragen. So muss Pyraser sicherstellen, dass die Leistungsgrenze von 350 kW nicht überschritten wird. Nur durch umfangreiche Datenerhebung und aussagekräftige Visualisierung können Ursachen für Lastspitzen erkannt und vermieden werden. Schnell wurde herausgefunden, dass der gleichzeitige Betrieb mehrerer Druckluftkompressoren für hohe Spitzen sorgt, die nunmehr vermieden werden.

IT-Sicherheit durch SaaS und verschlüsselte Kommunikation

Ohne Sicherheit keine Digitalisierung: So ist es selbstverständlich, dass jegliche Datenströme außerhalb der Feldebene verschlüsselt werden und die Unternehmensfirewall weiterhin keine eingehenden Verbindungen zulässt. Wo unterschiedliche Personengruppen zusammenarbeiten, bedarf es zudem einer Benutzerverwaltung, die den Zugriff auf das Nötige eingrenzt und eine sichere Multifaktor-Authentifizierung ermöglicht. Um Sicherheitsupdates, Wartung und Backup kümmert sich der SaaS (Software-as-a-Service). So wird die IT-Abteilung entlastet und die Brauerei verfügt über stets aktuelle Software.

Erweiterung durch eigenes Personal – keine externe Abhängigkeit

Nach Einführung des Cloudsystems durch den Automatisierungsexperten Richard Bernreuther von BeEA, erfolgt der weitere Ausbau durch eigenes Fachpersonal. Die einfache Erweiterbarkeit macht die Cloudlösung zu einem Werkzeug, dass in jedem technischen Gewerk bzw. Unternehmen zum Einsatz kommen kann. Die Ankopplungsmöglichkeiten von unterschiedlichsten technischen Einrichtungen sind mannigfaltig.

Digitalisierung, die sich rechnet – auch für kleine Betriebe

Digitalisierungsmaßnahmen können mit einer modernen Cloudlösung sehr kosteneffizient umgesetzt werden. Dabei wird die vorhandene Infrastruktur weiterhin genutzt und Stück für Stück an die Cloud angebunden, wodurch auch eine Vernetzung der Einzelkomponenten entsteht. Mit Hilfe der Datenerfassung und Analyse werden schnell Nichtkonformitäten mit hohen Einsparpotenzialen gefunden. Durch die Verbindung von IT und OT sind alle Abteilungen immer auf dem aktuellen Stand – ganz ohne Zettelwirtschaft.

Autoren: Thomas Hepp und Richard Bernreuther, BeEA GmbH

Erschienen in zek KOMMUNAL, Ausgabe 2/2025