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倍福通過基于 EtherCAT 和 PC 的控制技術助力實現餐飲產業數字化

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化生產之間的差距。該系統結構緊湊，能夠快速履行數字化訂單：無論是外賣訂單，還是餐廳門店訂單。EJ 系列緊湊型 EtherCAT 插拔式模塊專為安裝在客戶專用的信號分配電路板上而設計，確保功能安全，更有其它先進的功能。倍福的開放式控制技術幫助 Hyphen 公司實現了 PLC 與云端的無縫通信。 

“Hyphen 公司致力于實現餐飲廚房的全自動化操作。”總部位于加利福尼亞州圣何塞的 Hyphen 公司聯合創始人兼首席技術官 Daniel Fukuba 說道，“2018 年 7 月，我們共同創辦了這個公司，將先進的自動化技術帶入現代化餐廳。在新冠肺炎疫情爆發后，我們設計并開發出了全新的 Makeline 系統，它為各種類型的餐廳，無論它們是成熟的連鎖餐飲店、餐飲供應商，還是‘幽靈廚房’，實現經營模式的現代化改造奠定了重要的基礎，以適應‘數字優先’點單方式，并能夠更好地滿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 公司的云服務連接，通過 MQTT 傳輸數字化訂單。收到訂單后，Makeline 系統就會激活 Hyphen 開發的分配器進行裝碗，然后通過設備外殼內連接的模塊輸送。設備還能夠控制食品安全，并提供有關點單高峰期和客戶習慣的數據洞察。但從外表看，它就像一個傳統的廚房流水線，餐廳員工仍然可以手動裝入食材，為喜歡自己到店點餐的顧客提供人工服務。 

精簡的控制結構助力滿足顧客的胃口

Hyphen 公司希望 Makeline 系統能夠適應現有的餐廳設施，將未來的技術搬進今天的廚房生活。這也意味著要設計一套全新的系統填補傳統餐廳廚房與菜肴工業化生產之間的空白。從技術角度看，其中一個原因是，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 多個執行機構以及云連接的控制器和 I/O 裝入一個餐廳級的廚房設備。系統除了要最小化占地面積，還須滿足嚴格的衛生標準，Hyphen 還希望系統能夠提供過程控制、時間和保溫等相關信息以及檢查和記錄食品貯藏環境的能力。這些設備內需要放置 500 種不同的食材，這些食材會根據菜單上列出的不同菜品進行組合。Hyphen 公司希望解決這些在處理食材時遇到的挑戰，同時避免過多的儀器儀表控制過程，并保持清晰概覽。 

2020 年初，Hyphen 開始研究倍福 EtherCAT 技術和基于 PC 的控制技術。“Makeline 需要一個開放的、便于連接的控制系統?！盚yphen 公司控制工程師 Bradley Hwang 說道。“倍福幫我們輕松實現了 PLC Runtime 與云端的無縫通信。因此，我們的軟件團隊可以在它與第三方服務之間開發一個全新的層級?！?span style="text-indent: 2em;"> 

EtherCAT 幫助實現餐飲自動化

每個 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的風險。 

“大部分安裝了如此多的 I/O 模塊的電氣柜體積會非常大，這不適合我們的這款產品。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 技術協會（ETG）的成員，我們利用 EtherCAT 技術的開放性創建了我們自己的二級節點。因此，我們不僅可以從市場上大量支持 EtherCAT 技術的設備中進行選擇，而且還可以在需要時為 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 自動化軟件支持多種編程方法，包括 IEC61131-3 標準語言面向對象的擴展、預制和自定義功能塊，以及 Visual Studio 中的計算機科學標準語言。因此 Hyphen 可以更輕松地彌補其控制系統和 APP 開發技術之間的差距。 

Makeline 采用一臺 C6030 超緊湊型工業 PC 執行所有操作。TwinCAT 具有內核隔離功能，可以將四核 CPU 中的單個進程（如 PLC 或物聯網）分配給工業 PC 中指定的內核，以優化利用系統性能。因此，C6030 非常適合用作物聯網網關和設備控制器。 

C6030 被放置在一個配備了客戶專用的防護等級為 IP65 的 CP3924 多點觸控控制面板（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高級用戶界面，Daniel Fukuba 說道：“我們開發人機界面屏幕就像現代網絡 APP 一樣，因此多點觸摸功能和顯示器保真度給了我們想要的用戶界面響應性。這種易用性也意味著所有餐廳員工都可以操作 Makeline — 不必是接受過培訓的設備操作人員。” 

顛覆性創新秘訣

Hyphen 于 2020 年中開始構思 Makeline，他們的第一批設備計劃在 2021 年底前送到客戶手中。設備能夠以高達 99% 的訂單準確率每小時制備 350 份菜肴，并將分裝誤差從行業平均的 +/-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，但考慮到食物過敏和交叉污染，最壞的情況可能是會威脅到生命，因此這樣高精度的系統為我們帶來了最重要的優勢?！盌aniel Fukuba 說道。 

倍福的控制硬件、物聯網和通信技術幫助 Hyphen 公司在滿足最小化設備占地面積要求的同時提供了技術保障。“我們相信 Makeline 能夠顛覆整個餐飲業。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足顧客需求的方式，提高了他們的銷售能力。”Daniel Fukuba 解釋道，“通過高效地實現食品生產數字化能夠填補整個行業的空白，并為應對未來的一切挑戰做好準備?！?span style="text-indent: 2em;">  

Hyphen 通過客戶專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，避免接線出錯

圣何塞 Hyphen 實驗室中的一臺 CP3924 控制面板旁：控制工程師 Bradley Hwang（左）和聯合創始人兼首席技術官 Daniel Fukuba

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

C6030 超緊湊型工業 PC 用作設備控制器和物聯網網