Một chiếc máy rang cà phê có thể gây ấn tượng bởi thiết kế, công suất hay những đường nét cơ khí. Nhưng phần khó nhất lại nằm ở thứ người dùng ít nhìn thấy: làm sao để mỗi mẻ rang cho ra kết quả nhất quán, thiết bị vận hành bền bỉ và người sử dụng có thể làm chủ chiếc máy một cách đơn giản.

Đó cũng là bài toán LBN phải giải khi chuyển từ một doanh nghiệp cơ khí chế tạo sang phát triển sản phẩm mang thương hiệu riêng.

Tiền thân là một công ty con của Tổng công ty Khánh Việt, LBN từng tập trung thiết kế, gia công chi tiết máy cho ngành thuốc lá. Sau quá trình cổ phần hóa, doanh nghiệp tách ra hoạt động độc lập và tận dụng năng lực sẵn có để mở rộng sang sản phẩm, phụ kiện nội thất.

Bước ngoặt đến khi ban lãnh đạo tự đặt câu hỏi: vì sao LBN có năng lực cơ khí nhưng chưa sở hữu một sản phẩm hay thương hiệu riêng? Và máy rang cà phê đã được lựa chọn như một câu trả lời, là sản phẩm doanh nghiệp có thể tự nghiên cứu, phát triển và xây dựng thành thương hiệu.

Sản phẩm máy rang cà phê của LBN sau quá trình R&D khắt khe

Quá trình R&D bắt đầu từ 2023, với sự tham gia của các chuyên gia ngành cà phê. Ngay từ đầu, LBN xác định hệ thống điện và điều khiển là yếu tố quan trọng để bảo đảm độ ổn định của máy rang. Thiết bị phải chịu nhiệt độ cao kéo dài, bụi vỏ lụa, rung động của trống quay và chu kỳ khởi động, dừng liên tục trong ngày. Chỉ một sự cố quá tải, chập mạch hay rò điện cũng có thể làm gián đoạn sản xuất, hư hỏng thiết bị và đe dọa an toàn của người vận hành. 

Chia sẻ về yêu cầu kỹ thuật đặt ra đối với máy rang, ông Nguyễn Thái Nhật Anh, Phó phòng Kỹ thuật LBN, cho biết: “Thiết bị điện và các bộ phận cơ khí phải duy trì khả năng vận hành ổn định trong thời gian dài, ngay cả khi máy chạy liên tục ở nhiệt độ cao. Các thiết bị điện và điều khiển cần phù hợp với tiêu chuẩn công nghiệp để bảo đảm an toàn cho người vận hành và đáp ứng yêu cầu của từng thị trường. Bên cạnh đó, hệ thống phải có tính module cao, dễ bảo trì và thay thế, để khi có sự cố, kỹ thuật viên có thể xử lý nhanh, giảm tối đa thời gian dừng máy”.

Với những yêu cầu ấy, hệ thống điện và điều khiển không còn là phần bổ sung sau cùng. Nó phải được tính toán ngay từ khâu thiết kế sản phẩm. Đây là lý do các giải pháp Schneider Electric hiện diện ở nhiều lớp trên máy rang LBN.

Ở lớp nguồn, thiết bị đóng cắt Acti9 bảo vệ mạch điện trước quá tải và ngắn mạch. Trong môi trường nhiệt độ cao và nhiều bụi của máy rang, thiết bị còn hỗ trợ phát hiện dòng rò, giảm nguy cơ điện giật và cháy do sự cố cách điện.

Ở lớp động cơ, Contactor và relay nhiệt TeSys Deca bảo vệ động cơ quạt, trống và bộ phận làm nguội trước quá tải, mất pha. Biến tần Altivar 12 vừa điều khiển tốc độ trống rang, vừa tích hợp các chức năng bảo vệ quá dòng, quá nhiệt. Khả năng khởi động mềm của biến tần còn giảm sốc cơ khí cho hệ truyền động, góp phần kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Ở cấp điều khiển, Modicon M221 giám sát trạng thái máy và xử lý các tín hiệu liên động an toàn. HMI Pro-face ET6600 hiển thị trạng thái và cảnh báo trực quan cho người vận hành, trong khi hệ thống nút nhấn, đèn báo và nút dừng khẩn cấp Harmony hỗ trợ xử lý nhanh khi phát sinh sự cố.

Nhưng điểm đáng chú ý không nằm ở từng thiết bị riêng lẻ, mà ở cách các lớp bảo vệ được phối hợp đồng bộ trong cùng một hệ thống.

“Trước đây, LBN phải kết hợp PLC, PC và các thiết bị điện từ nhiều nhà cung cấp, dẫn đến việc thiết kế và triển khai hệ thống mất nhiều thời gian hơn. Việc chuẩn hóa phần lớn thiết bị điện trên máy theo một hệ thống giúp đội ngũ kỹ thuật dễ triển khai, dễ đào tạo và rút ngắn thời gian lắp đặt”, ông Lê Bá Khôi, đại diện LBN, chia sẻ.

Thiết bị điện và điều khiển của Schneider Electric bên trong máy rang của LBN

Theo ghi nhận từ LBN, hiệu quả của việc chuẩn hóa thể hiện rõ ở khâu lắp đặt. Thời gian hoàn thiện một chiếc máy giảm từ khoảng 3 ngày xuống còn 2 đến 1,5 ngày. Các thiết bị dạng module dễ kết nối, tài liệu đấu dây và thông số kỹ thuật đầy đủ giúp đội ngũ kỹ thuật đấu nối đúng ngay từ đầu, hạn chế những sai sót vốn là nguồn rủi ro an toàn tiềm ẩn. Khi cần bảo trì, từng thiết bị có thể được kiểm tra, thay thế riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. LBN cũng cho biết đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật của Schneider Electric thường phản hồi nhanh chóng, chỉ trong khoảng 10-12 giờ khi doanh nghiệp cần hỗ trợ. 

“Với các nhà sản xuất máy, việc chuẩn hóa hệ thống ngay từ khâu thiết kế có thể tạo ra khác biệt trong cả quá trình lắp đặt và vận hành. Khi đội ngũ kỹ thuật làm việc trên một hệ thống thống nhất, việc thiết kế, đấu nối và xử lý vấn đề cũng thuận lợi hơn. Đây là một trong những yếu tố chúng tôi chú trọng khi đồng hành cùng các doanh nghiệp sản xuất máy”, ông Cổ Chí Hào, đại diện Schneider Electric, chia sẻ.

LBN hiện đã đưa sản phẩm tới một số thị trường nước ngoài và đang hướng tới Bắc Mỹ, châu Âu. Đây là những nơi có yêu cầu rất cao về an toàn điện cho máy móc, với các tiêu chuẩn như IEC/EN 60204-1, chứng nhận CE hay UL/CSA. Theo ông Nhật Anh, LBN kỳ vọng sự đồng hành của Schneider Electric sẽ giúp sản phẩm tiếp cận những thị trường này thuận lợi hơn.

Bên cạnh các dòng máy rang nhiều mức công suất, LBN hướng tới dây chuyền khoảng 3-4 tấn mỗi ngày. Ở quy mô này, bài toán không dừng ở việc điều khiển và bảo vệ từng chiếc máy, mà mở rộng sang kết nối thiết bị, thu thập dữ liệu và quản lý vận hành ở cấp độ nhà máy. Đây là lúc lợi thế của một hệ thống chuẩn hóa phát huy tác dụng. Modicon M221 và HMI Pro-face hỗ trợ sẵn các giao thức truyền thông công nghiệp. Trong khi đó nền tảng kiến trúc EcoStruxure giúp nhà máy có thể theo dõi đội máy đã bán ra, hỗ trợ khách hàng từ xa, phân tích nguyên nhân sự cố và chuyển từ bảo trì khi hỏng sang bảo trì dự đoán. 

Hai bên đã triển khai cấu hình điều khiển cho máy rang 1,5 kg từ cuối năm 2024 và mở rộng sang các công suất khác. Bước tiếp theo là nghiên cứu, thí điểm giải pháp phân phối điện và số hóa tại cơ sở sản xuất của LBN, đặt nền móng cho mô hình nhà máy kết nối.