自動化證明是關鍵成分

正確的自動化元素組合對於創造一致的流程，生產高品質的甜甜圈和烘焙食品至關重要。

作者：羅傑·戴爾 (Roger Dyer)，梅洛奶油甜甜圈國際 (Mel-O-Cream Donuts International)

梅洛奶油 (Mel-O-Cream) 是一家位於伊利諾伊州斯普林菲爾德 (Springfield, IL) 的商業烘焙廠，自1932年以來一直在烘焙和完善甜甜圈。從精確測量原料到保持一致的混合過程，再到確保均勻的麵團成型和控制產品流，技術在生產高級烘焙食品中扮演著重要角色。該公司發現自動化對於補償環境因素、實現一致的烘焙時間以及保持原料和批次可追溯性至關重要。多年來，梅洛奶油在自動化方面進行了投資，以提高產品的一致性和流程效率（圖1）。

梅洛奶油擁有超過90年的運營歷史，依賴各種設備，這些設備的自動化特徵和控制方式與他們生產的烘焙食品和冷凍麵團一樣多樣化。專業的烘焙設備和機器通常由不同供應商提供的內置控制系統交付。儘管努力在整個工廠標準化控制系統，但他們發現自己擁有來自一個主要自動化供應商的多個PLC，來自第二個供應商的大多數HMI，以及來自第三個供應商的標籤和條碼打印管理軟體，更不用說專用設備上的各種傳感器和控制系統了。

雖然整合來自多個供應商的機器和部件有時會帶來挑戰，但這也是用新方法解決舊問題的機會。像許多這樣規模的公司一樣，梅洛奶油的生產人員遠多於技術人員。作為唯一的控制工程師，羅傑·戴爾 (Roger Dyer) 很享受每次遇到獨特挑戰的機會。隨著梅洛奶油正在進行重大自動化投資，這是尋找和研究監控和可視化烘焙過程關鍵元素的新方法的最佳時機。

完善發酵過程

烘焙過程對環境因素非常敏感，甚至微小的溫度和濕度變化都會對最終產品產生重大影響。傳統的甜甜圈食譜使用酵母麵團，需要時間進行發酵，然後再轉移到油炸機中烹飪。為了確保每批麵團均勻發酵，烘焙廠通常使用發酵箱。發酵箱是一個加熱的封閉空間，設計用來放置多個麵團托盤。發酵箱配備傳感器，持續監測濕度和溫度水平。如果條件偏離理想範圍，可以調整設置以保持酵母發酵的最佳條件。

因為發酵箱內的條件會影響發酵和整體過程時間，生產團隊渴望利用自動化來實現更好的穩定性。此外，當發酵箱內的條件開始偏離時，及時通知也是至關重要的，以便採取糾正措施。考慮到這一點，生產經理和烘焙廠領導要求對發酵箱內的條件有更大的可見性，並向羅傑尋求解決方案。

堆疊解決方案

傳統上，堆疊燈在工業環境中（包括商業烘焙廠）被用作提供視覺狀態指示的默認方式。堆疊燈的位置應能在整個烘焙廠中看到，三色堆疊燈可用於指示特定傳感器的可接受、警告和警報條件。因此，烘焙廠管理層認為堆疊燈解決方案將是答案。

然而，這個特定的發酵箱有兩個區域，每個區域都有溫度和濕度傳感器。堆疊燈解決方案需要四個獨立的塔。操作員需要記住每個塔所代表的內容，以及每個塔中三種顏色的意義。

在獲得生產人員的意見後，羅傑發現操作員和維護人員如果能獲得更多信息——特別是某一時刻的實際溫度和濕度值，而不僅僅是一個範圍——將能更有效地工作。考慮到堆疊燈選項的成本和複雜性，決定採取不同的方法來更好地滿足監控發酵箱的需求。

提升標準……並節省成本

顯然，發酵箱將受益於通過人機介面 (HMI) 顯示屏提供的額外細節。然而，小型本地顯示無法提供所需的可見性或便利性。為了更好地滿足應用需求，羅傑提出了一個無頭HMI解決方案。無頭HMI提供與傳統HMI相同的功能，但不需要本地顯示或介面。相反，無頭HMI可以驅動任何大小的外部顯示器，並安全地與其他遠程PC或移動設備通信，允許更大的靈活性，無需顯示器尺寸的限制。

擁有超過十年的工業HMI配置經驗，羅傑立即轉向AutomationDirect。C-more EA9無頭HMI（圖2）被證明是理想的選擇，能夠輕鬆與來自另一家自動化製造商的現有發酵箱控制系統集成。EA9具有以太網、串行和USB端口，與許多控制系統兼容。它還提供遠程訪問和數據記錄功能，配備SD卡插槽以增加內存，這對於捕獲過程數據非常有幫助。在這種情況下，EA9的視覺輸出通過HDMI電纜連接到65英寸的電視，以便即使在遠距離也能清晰可見。

大型彩色顯示器直觀且在烘焙廠地面上可見（圖3）。實時操作數據通過以太網連接從傳感器獲得，HMI可以顯示每個溫度和濕度設置點以及實際值。還可以看到顏色編碼的圖形狀態，生產人員可以迅速判斷何時需要調查和採取行動。

由於無頭HMI安全地位於控制面板中，顯示器則安裝在高處，兩者都有效地保護免受清洗活動的影響。這不僅使日常清潔變得更容易，還節省了設備和安裝成本，因為不需要防水顯示器和配件。

結合無頭HMI和大型彩色顯示器，生產人員能夠輕鬆監控發酵箱。當顯示器上出現黃色或紅色警告指示時，操作員會迅速檢查發酵箱的設置，或在必要時呼叫維護。自從實施無頭HMI解決方案以來，烘焙廠在產品損失和缺陷方面實現了顯著減少，因為任何出現的問題都能迅速被發現並解決。

及時的答案和簡化的採購

在整合來自多個供應商的設備和控制系統時，問題的出現並不罕見。與多家公司協調有時會導致識別組件或收集信息的延遲。然而，AutomationDirect對這個項目的支持非常出色，所有問題都能迅速且充分地得到解答。

此外，AutomationDirect網站幫助確保項目能夠及時完成。透明的庫存水平和價格可見性，讓項目不必浪費時間等待報價，避免了不理想的交貨時間。

完美的點綴

隨著梅洛奶油繼續將自動化融入其運營，他們在保護現有資本投資的同時，進行了深思熟慮的整合。通過與致力於提供高品質產品以及卓越支持和整合協助的供應商合作，他們有效地降低了風險，同時提高了生產力。利用像無頭HMI解決方案這樣的新方法，提高了效率，證明了他們的烘焙廠能夠滿足不斷上升的消費者需求並擴大生產能力，確保他們美味的甜甜圈在未來幾年內依然無可匹敵。

所有圖片由梅洛奶油甜甜圈國際提供

作者簡介

羅傑·戴爾 (Roger Dyer) 是梅洛奶油甜甜圈國際的控制工程師。擁有近30年的自動化和控制經驗，他處理各種項目，從基本機器到複雜的機器人，因為他對解決問題和創新充滿熱情。他的手臂上紋有歐姆定律 (Ohm’s Law) 的圖案，作為他對專業的承諾，羅傑始終致力於追求卓越。