倍福通過(guò)基于 EtherCAT 和 PC 的控制技術(shù)助力實(shí)現餐飲產(chǎn)業(yè)數字化

Hyphen 公司的 Makeline 系統縮小了傳統的美食制作方式與菜肴的工業(yè)化生產(chǎn)之間的差距。該系統結構緊湊，能夠快速履行數字化訂單：無(wú)論是外賣(mài)訂單，還是餐廳門(mén)店訂單。EJ 系列緊湊型 EtherCAT 插拔式模塊專(zhuān)為安裝在客戶(hù)專(zhuān)用的信號分配電路板上而設計，確保功能安全，更有其它先進(jìn)的功能。倍福的開(kāi)放式控制技術(shù)幫助 Hyphen 公司實(shí)現了 PLC 與云端的無(wú)縫通信。 

“Hyphen 公司致力于實(shí)現餐飲廚房的全自動(dòng)化操作?！笨偛课挥诩永Ｄ醽喼菔ズ稳?Hyphen 公司聯(lián)合創(chuàng )始人兼首席技術(shù)官 Daniel Fukuba 說(shuō)道，“2018 年 7 月，我們共同創(chuàng )辦了這個(gè)公司，將先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)帶入現代化餐廳。在新冠肺炎疫情爆發(fā)后，我們設計并開(kāi)發(fā)出了全新的 Makeline 系統，它為各種類(lèi)型的餐廳，無(wú)論它們是成熟的連鎖餐飲店、餐飲供應商，還是‘幽靈廚房’，實(shí)現經(jīng)營(yíng)模式的現代化改造奠定了重要的基礎，以適應‘數字優(yōu)先’點(diǎn)單方式，并能夠更好地滿(mǎn)足我們現在看到的不斷變化的需求?！?span style="text-indent: 2em;"> 

Makeline 系統可以自動(dòng)分裝碗裝沙拉及其它碗裝菜品，以不同的溫度加工數百種食材。系統與 Hyphen 公司的云服務(wù)連接，通過(guò) MQTT 傳輸數字化訂單。收到訂單后，Makeline 系統就會(huì )激活 Hyphen 開(kāi)發(fā)的分配器進(jìn)行裝碗，然后通過(guò)設備外殼內連接的模塊輸送。設備還能夠控制食品安全，并提供有關(guān)點(diǎn)單高峰期和客戶(hù)習慣的數據洞察。但從外表看，它就像一個(gè)傳統的廚房流水線(xiàn)，餐廳員工仍然可以手動(dòng)裝入食材，為喜歡自己到店點(diǎn)餐的顧客提供人工服務(wù)。 

精簡(jiǎn)的控制結構助力滿(mǎn)足顧客的胃口

Hyphen 公司希望 Makeline 系統能夠適應現有的餐廳設施，將未來(lái)的技術(shù)搬進(jìn)今天的廚房生活。這也意味著(zhù)要設計一套全新的系統填補傳統餐廳廚房與菜肴工業(yè)化生產(chǎn)之間的空白。從技術(shù)角度看，其中一個(gè)原因是，很難在足夠小的外形尺寸中平衡標準廚房需要的功能和靈活性。 

Makeline 系統必須將 70 多個(gè)執行機構以及云連接的控制器和 I/O 裝入一個(gè)餐廳級的廚房設備。系統除了要最小化占地面積，還須滿(mǎn)足嚴格的衛生標準，Hyphen 還希望系統能夠提供過(guò)程控制、時(shí)間和保溫等相關(guān)信息以及檢查和記錄食品貯藏環(huán)境的能力。這些設備內需要放置 500 種不同的食材，這些食材會(huì )根據菜單上列出的不同菜品進(jìn)行組合。Hyphen 公司希望解決這些在處理食材時(shí)遇到的挑戰，同時(shí)避免過(guò)多的儀器儀表控制過(guò)程，并保持清晰概覽。 

2020 年初，Hyphen 開(kāi)始研究倍福 EtherCAT 技術(shù)和基于 PC 的控制技術(shù)?！癕akeline 需要一個(gè)開(kāi)放的、便于連接的控制系統?！盚yphen 公司控制工程師 Bradley Hwang 說(shuō)道?！氨陡臀覀冚p松實(shí)現了 PLC Runtime 與云端的無(wú)縫通信。因此，我們的軟件團隊可以在它與第三方服務(wù)之間開(kāi)發(fā)一個(gè)全新的層級?！?span style="text-indent: 2em;"> 

EtherCAT 幫助實(shí)現餐飲自動(dòng)化

每個(gè) Makeline 模塊都采用了 EJ 系列 EtherCAT 插拔式 TwinSAFE 安全模塊，它們安裝在一個(gè)定制設計的 PCB 板（信號分配電路板）上。這些 EJ 插拔式模塊比采用傳統方式接線(xiàn)的 I/O 端子模塊的體積小了大約 50%，此外，它們還可以降低不正確接線(xiàn)的風(fēng)險。 

“大部分安裝了如此多的 I/O 模塊的電氣柜體積會(huì )非常大，這不適合我們的這款產(chǎn)品。有了 EJ 系列 TwinSAFE 安全模塊，我們可以在一塊節省占用空間的電路板上將通信、電源等連接在一起，組裝起來(lái)更加容易，并且能夠重復組裝?！盉radley Hwang 解釋道?！傲硗?，Hyphen 也是 EtherCAT 技術(shù)協(xié)會(huì )（ETG）的成員，我們利用 EtherCAT 技術(shù)的開(kāi)放性創(chuàng )建了我們自己的二級節點(diǎn)。因此，我們不僅可以從市場(chǎng)上大量支持 EtherCAT 技術(shù)的設備中進(jìn)行選擇，而且還可以在需要時(shí)為 Makeline 精準地建造我們所需的設備?！?span style="text-indent: 2em;"> 

控制軟件和硬件助力提升設備性能

TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件支持多種編程方法，包括 IEC61131-3 標準語(yǔ)言面向對象的擴展、預制和自定義功能塊，以及 Visual Studio 中的計算機科學(xué)標準語(yǔ)言。因此 Hyphen 可以更輕松地彌補其控制系統和 APP 開(kāi)發(fā)技術(shù)之間的差距。 

Makeline 采用一臺 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 執行所有操作。TwinCAT 具有內核隔離功能，可以將四核 CPU 中的單個(gè)進(jìn)程（如 PLC 或物聯(lián)網(wǎng)）分配給工業(yè) PC 中指定的內核，以?xún)?yōu)化利用系統性能。因此，C6030 非常適合用作物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和設備控制器。 

C6030 被放置在一個(gè)配備了客戶(hù)專(zhuān)用的防護等級為 IP65 的 CP3924 多點(diǎn)觸控控制面板（可選擇性地定制）的基礎裝置中。這臺 24 英寸的操作設備配備了一個(gè)高級用戶(hù)界面，Daniel Fukuba 說(shuō)道：“我們開(kāi)發(fā)人機界面屏幕就像現代網(wǎng)絡(luò ) APP 一樣，因此多點(diǎn)觸摸功能和顯示器保真度給了我們想要的用戶(hù)界面響應性。這種易用性也意味著(zhù)所有餐廳員工都可以操作 Makeline — 不必是接受過(guò)培訓的設備操作人員?！?span style="text-indent: 2em;"> 

顛覆性創(chuàng )新秘訣

Hyphen 于 2020 年中開(kāi)始構思 Makeline，他們的第一批設備計劃在 2021 年底前送到客戶(hù)手中。設備能夠以高達 99% 的訂單準確率每小時(shí)制備 350 份菜肴，并將分裝誤差從行業(yè)平均的 +/-15% 降低到 +/-2%?！叭绻唵沃谐霈F了錯誤的食物成分，最好的情況可能只是讓顧客生氣，但考慮到食物過(guò)敏和交叉污染，最壞的情況可能是會(huì )威脅到生命，因此這樣高精度的系統為我們帶來(lái)了最重要的優(yōu)勢?！盌aniel Fukuba 說(shuō)道。 

倍福的控制硬件、物聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)幫助 Hyphen 公司在滿(mǎn)足最小化設備占地面積要求的同時(shí)提供了技術(shù)保障?！拔覀兿嘈?Makeline 能夠顛覆整個(gè)餐飲業(yè)。它將餐廳現有員工的工作效率提高了 17 倍，從根本上改變了他們滿(mǎn)足顧客需求的方式，提高了他們的銷(xiāo)售能力?！盌aniel Fukuba 解釋道，“通過(guò)高效地實(shí)現食品生產(chǎn)數字化能夠填補整個(gè)行業(yè)的空白，并為應對未來(lái)的一切挑戰做好準備?！?span style="text-indent: 2em;">  

Hyphen 通過(guò)客戶(hù)專(zhuān)用信號分配電路板上安裝的 EJ 系列 EtherCAT 插拔式 TwinSAFE 模塊確保 Makeline 菜肴制備系統的功能安全和結構緊湊，避免接線(xiàn)出錯

圣何塞 Hyphen 實(shí)驗室中的一臺 CP3924 控制面板旁：控制工程師 Bradley Hwang（左）和聯(lián)合創(chuàng )始人兼首席技術(shù)官 Daniel Fukuba

Makeline 系統可以履行各種碗裝菜肴的定制訂單，無(wú)論是沙拉還是其它新潮美食，都可以完全自動(dòng)、精確地按照食譜分裝所需的食材。 

C6030 超緊湊型工業(yè) PC 用作設備控制器和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)