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乳品廠重新界定效率與永續性

Idaho Jersey Girls Dairy借助於系統整合商Automation Werx與PlantPAx DCS的力量,使其整合性產乳營運的願景得以實現。

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Cows being milked in two milking rotaries side by side in a large barn

挑戰

  • 協助含有30,000頭牛隻的酪農廠,優化其繁複產乳作業的營運與維護。

解決方案

  • PlantPAx分散式控制系統(DCS)

結果

  • 促成集中化監看與控管。
  • 以一致化介面舒緩營運與維護上的負擔。
  • 減少問題排除數量與停機時間。
  • CIP系統週期時間減少30分鐘。
  • 節省化學藥劑的用量與相關成本開銷超過50%。

對於Bill and Susie Millenkamp而言,農企業獲致成功的要素來自於懷抱熱情追求最理想的動物照料、整潔度、嚴謹的規範與人員訓練,還有科技。從1990年代中期最初的小牛牧場起家,逐步成長為垂直整合的事業體,涵蓋有牧場、農場、飼育場與母仔牛營運,即Idaho Jersey Girls Dairy。

Millenkamp Cattle, Inc營運經理Mark Harrison說道:「不論在何時造訪美國Idaho州Jerome市,大約都有36,000頭左右的小牛,而在Idaho Jersey Girls Dairy則有約30,000頭產乳母牛。」

 

這不是爺爺牧場內的擠乳室

在2015年完成1號乳舍而擴大產乳營運後,Millenkamps在網路、溝通與技術方面尋求本地系統整合商Automation Werx的支援。Automation Werx是Rockwell Automation® 系統整合商PartnerNetwork™的其中一份子。

1號乳舍的特色是具備兩個適用106廄數的旋轉式產乳系統,可從約15,000頭母牛榨取乳汁。每個系統配備三個機械手臂可供產乳前消毒、乳房刺激與產乳後乳頭消毒。此一產乳營運也包含通風、幫浦抽吸、冷卻及定位洗淨(CIP)系統,同時還有將乳品卸載至乳品液罐車的解決方案。

Automation Werx共同所有人Trevor Steffler說道:「1號乳舍有許多可獨立運作的第三方設備。我們的目標是賦予乳品一個整合系統,讓其團隊能由集中管理的位置來監控設備。」

為實現這些目標,Automation Werx交付了一個網路連線的監督控管與資料擷取(SCADA)解決方案,特別採用來自洛克威爾自動化的FactoryTalk® View Supervisory Edition (SE) HMI軟體。

當此乳品廠想要在五年後倍增其產乳營運,也再次委託Automation Werx提供解決方案。

 

設備迥異之下統合的解決方案

Idaho Jersey Girls為2號乳舍裝設了四個適用 106廄數的旋轉式產乳系統,並附有相關的機械手臂和輔助系統。Automation Werx的任務是與眾多供應商協同合作,並且運用統合的洛克威爾自動化平台,交付一個能夠大幅將第三方控制取而代之的先進系統。停機時間極小化是至關重要的專案目標。

Harrison說道:「我們一天產乳時間有22小時,外加停機一小時以進行設備消毒。而且牛隻是習慣取向的動物,需要有穩定一致的產乳排程。我們無法承受多出的停機時間。」

Automation Werx設計了一個以PlantPAx®分散式控制系統(DCS)為基礎的整合性解決方案。這項解決方案特別著重在Allen Bradley®可程控控制器、PowerFlex® AC變頻器、Stratix®以乙太網路管理的交換器以及FactoryTalk® View Supervisory Edition (SE)。

Automation Werx共同所有人Nick Reichelt表示:「我們在系統內的多點新增了多重備援。例如,在每個迴轉料架使用比所需五個更多的七個驅動器,確保在驅動器維護時不致中斷了營運。」

更重要的是,PlantPAx DCS利用一目瞭然的主控台來傳遞資料、分析和洞見,讓人員能夠對警示紀錄和非預期停機事件等異常情境迅速進行應對。

 

保持永續

Automation Werx也讓控制系統能力可與乳品廠的永續目標並行不悖。

Harrison表示:「我們的牧場經營逾14,000英畝的土地作為飼料以及有機堆肥以供肥料之用。」這很可能是你所見過最乾淨的乳品廠。我們深以此為豪。」

Idaho Jersey Girls Dairy也聚焦於設備清潔和消毒用的化學藥劑減量。化學藥劑不僅危害環境,也是乳品單一項目的最高額成本。Automation Werx解決方案從牛隻乳房消毒與牛蹄浴以至CIP系統的所有化學藥劑批次都列入了管理。

Reichelt解釋說:「CIP系統具有傳導感測器可測量清潔解決方案所使用的化學藥劑量。為了節省化學藥劑用量,此系統獲取首批之中最末次沖洗藥劑,再於下一批的首次清洗中重複使用。」

冷卻器內使用的清水也被重複利用,可供地面沖洗和其他清潔工作之用。

 

在成功的基礎上不斷精進

乳品廠估算CIP清潔解決方案因重複利用可達到相較於傳統乳舍超過50%的清潔藥劑減量。而且也因為批次解決方案保持一定的水溫和化學藥劑溫度,CIP週期時間可減少約30分鐘。

Harrison說道:「當開始朝向自動化發展,我們原本以為得學習操控10種不同的控制系統來管理所有設備。不過這個新系統的好處是,我們能從集中統一的位置來監控每一環節,精準掌握是哪一部分發生了停機時間事件。」



「你是問節省下來多少問題排除的時間?多到無法計算。」

- Millenkamp Cattle, Inc.營運經理Mark Harrison


Automation Werx正持續與Idaho Jersey Girls Dairy的合作關係,並展望未來進一步依循營運願景強化發展。

Steffler說道:「我們的目標是將1號乳舍轉移至PlantPAx系統。最終我們打算建立一個同時涵蓋兩間乳舍的統一化系統,並始終由單一的集中點來控管和監控所有環節。」

了解更多由系統整合商夥伴所部署的解決方案。

已發佈 2022年6月25日

主題: Optimize Production Process Solutions Distributed Control Systems (PlantPax) Process Systems Sustainability Waste Food & Beverage Dairy Water Wastewater PlantPAx PlantPAx DCS Programmable Controllers
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