FPS 保持冷静——并提高效率

当消费者为食品支付高价时，他们期望获得始终如一的质量。无论买家是为餐厅菜单还是家庭餐桌挑选食品，冷冻食品在保持营养和风味方面都难以被超越。

但食品行业却很挑剔。

“在冷冻过程中，即使是温度或时间的微小变化，也会影响食品的质量、口感和质地，”FPS 食品加工解决方案电气工程经理 Sean Cao 说。 “在工业应用中，保持一致的温度控制并尽可能提高产量至关重要。”

作为食品冷却和冷冻设备领域的全球领导者，FPS Food Process Solutions 提供旨在满足严格卫生要求的创新系统。凭借在食品行业的良好声誉，这家私营公司近年来实现了两位数的增长。FPS 总部位于加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华郊区的里士满。

中游挑战 – 双重考验

最近，一家总部位于爱达荷州、专门生产餐厅级冷冻产品的食品和农业企业向 FPS 寻求解决方案。基于其土豆产品线的成功，该食品公司计划在温尼伯的新工厂扩大生产能力。

新工厂设计了两条生产线，一条用于生产薯条，另一条用于生产成型的土豆制品，如土豆饼。FPS 承包了每条生产线上的冷冻机。

“这两种产品的加工要求截然不同，需要不同的冷冻技术，”Cao 解释道。

隧道式冷冻机适用于快速冷冻的炸薯条。螺旋式冷冻机则适用于成型的土豆制品，这些产品必须更慢地冷却。在这两种情况下，冷冻过程都发生在中游——烹饪和包装之间。

“由于我们的冷冻机处于生产过程的中间环节，它们会影响上游和下游的应用，”Cao 说。“因此，机器的可靠性和正常运行时间至关重要，它们会影响整个生产线的生产率。”

事实上，当冷冻机出现故障时，通常整个生产线都必须停止运转。

每次都提供定制化解决方案

与所有 FPS 冷冻机一样，针对土豆加工厂的解决方案也经过了定制设计，以满足特定的应用要求。

FPS 建造的隧道式冷冻机的产能为每小时 56,000 磅，螺旋式冷冻机的产能为每小时 13,000 磅。

在隧道式冷冻机中，单独快速冷冻 (IQF) 过程将刚刚焯水的炸薯条的温度从 190°F 降至 0°F，大约需要 20 分钟。IQF 过程使用制冷盘管和风扇系统来循环冷空气，以便在炸薯条通过传送带进入隧道时进行冷却。

“螺旋冷冻机基于类似的制冷理念，但使用螺旋输送机来运输产品，并保持土豆饼的独特水分和质地，”Cao 说。

螺旋冷冻机的循环周期约为 45 分钟。

可维护的建筑。高效的控制。

为了尽可能提高清洁性和正常运行时间，FPS 尽可能将内部组件安装在外部，从而减少内部组件数量。此外，所有电动机都可以安装在外部，以提高耐用性并减少需要清洁的内部组件数量。

可维护、卫生的设计只是延长正常运行时间的一个方面。另一个方面是稳定、精确的气流 – 以及易于使用的控制系统。FPS 在其新的工业冷冻机上采用了 PlantPAx® DCS，这是罗克韦尔自动化提供的现代分布式控制系统。

“我们的客户在其新设施中采用了 PlantPAx 标准，”Cao 说。“他们要求我们使用 PlantPAx 来简化整个运营过程中的集成。”

两个冷冻机的控制平台均采用 Allen-Bradley® ControlLogix® 5570 控制器。Allen-Bradley PowerFlex® 753 和 525 交流变频器 控制风扇和传送带。HMI 基于 Allen-Bradley PanelView™ 图形终端，系统集成在 EtherNet/IP™ 网络中。

系统中集成了各种 RTD 传感器，用于监测冷冻机和产品温度。使用 PID 回路调整制冷阀和传送带速度，以满足要求。

风扇控制是两个冷冻机运行的核心，也是实现高效运行的关键。

“在隧道冷冻机中，PowerFlex 变频器控制着 22 台风机，”Cao 说。“将风机转速精确匹配到每个配方的过程要求，有助于降低能耗。”

更智能的系统设计之路

虽然 FPS 对罗克韦尔自动化控制系统非常熟悉，但该公司仅第二次使用 PlantPAx DCS 进行系统设计。

在首次实施（一个大型的全站点项目）中汲取的经验教训很容易扩展到两个较小的冷冻系统。

“无论项目如何，所有系统编程的基础都已在 PlantPAx 中开发完成，”Cao 说。“换句话说，PLC 和 HMI 编码是预定义的 – 并且用户自定义指令 (AOI) 和全局对象使配置变得更加简单。”

FPS 估计，PlantPAx 系统帮助他们将设计时间缩短了约 20%。

“通过 PlantPAx，我们简化了流程，并满足了客户对一致性系统的要求，从而简化了集成、操作和维护工作，”Cao 说。

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