對于生物燃料行業來說，在原材料價格較低的年代，誰先將產品投放市場誰就能占得先機。今天，情況已經不盡相同，為了應對原材料價格和供應情況的不可以預測性，生產效率和生產靈活性現在成為生產商的努力方向。十多年前，生物柴油技術領軍人物，美國俄克拉荷馬州塔爾薩市Orbitek公司的CEOChristianFleisher就意識到，隨著可再生能源需求的增長，對更加經濟的生產方式的需求也勢必提高。依照其對生物柴油生產效率必須提高的預測，2006年，Fleisher開發了撬裝式的BPU400生產系統模塊，來評價生物柴油原材料、催化劑、燃料添加劑和預處理方法。
兩年后，原型機被證明非常成功，Fleisher決定將其商業化，用于全世界的生物柴油生產。但是在全球化之前，BPU400上的現有控制系統需要先升級。因為控制器和操作終端來自于不同的供應商，無法做到無縫接合，在售后服務上也有一些問題。
Fleisher回憶道：“也許我們公司太小了，PLC供應商不愿意理睬我們，因此我們無法得到供應商的售后服務。由于我們無法在全球范圍內得到技術支持，我們對全球化發展并不樂觀?！?br>
為全球市場做調整
在評價了一定數量的控制系統升級備選方案之后，Fleisher選擇附近的一家自動化系統集成商E&ISales公司為其提供控制設計、組裝、測試、布線和模塊編程服務。
Fleisher說道：“E&I公司知道我們需要什么樣的系統構架以及我們的緊迫程度。他們的設計人員也知道我們希望在全球發售BPU400以及我們不得不控制預算?！盓&ISales公司的技術總監和控制方案經理MichaelSanchez建議Orbitek公司采用可以在全球范圍提供產品和服務的集成自動化和控制供應商：Siemens。很快他們選擇了Siemens作為其模塊控制和自動化系統的供應商，還為其儀表應用和軟件改進選擇了專門的輸入設備。Sanchez補充道：“我們相信Siemens公司，因為它在全球范圍內受到認可。從傳感器到PLC，Siemens公司提供了一套無縫接合系統，這讓客戶信心十足?！?br>
系統的核心部分是一臺SimaticS7315控制器，安裝于BPU400的控制臺內。此控制器使用Profibus與9臺Micromaster420變速驅動器、1臺SitransLC300液位電容傳感器、3臺SitransF質量流量計和SitransPDSIII壓力變送器聯網?？刂葡到y還包括Sirius集合安裝的非速度控制泵的電機啟動器、繼電器、VL模塊斷路器、Sitop電源和ET200M遠程I/O（32個離散輸入、40個模擬輸入、4個模擬輸出以及6個繼電器輸出端口）。
模塊安裝了SimaticMP370B觸摸屏，通過Profinet與控制器通訊。觸摸屏提供了圖形界面，允許操作人員設置和更改過程參數。主屏幕顯示了整個工廠的全貌，操作人員可以放大局部流程，觀察泵、驅動器和其他設備的狀態。
Fleisher說道：“雖然使用觸摸屏就可以激活系統的生產工序，但是操作人員的培訓仍舊不可或缺。
不過，觸摸屏確實降低了工作人員明確每一步工序的重要性，從而降低了出錯風險，使作業更可靠。”
真正的遠程診斷
多層級安全性應用于受控更改，例如自動關斷和通知。多種報警和維護界面使用密碼保護。實時遠程監控軟件排障或者軟件下載的遠程數據存取。Sanchez說道：“可以通過網絡對BPU400進行排障，這是一個大賣點。這讓我們、Orbitek公司和Siemens公司能夠在世界的任何地方、任何時間點，檢查歷史數據、查明問題所在，并解決問題?！?br>
系統控制所有的關鍵過程變量，包括壓力、溫度和流量。如果這些功能超過了基礎運行參數，控制邏輯就會判斷是否需要關斷整個系統。
BPU400可以應對1分鐘內99.8%轉化反應的封閉式連續加工作業場合。Fleisher說這是業內最快的，也是最安全的，可以對比防爆單元最多只能循環處理7加侖甲醇，而類似的批處理卻需要超過1000加侖甲醇。
使用BPU400的工藝過程每年可以使用甲醇和甲醇鈉與多種原材料反應，生產9百萬加侖生物柴油?；旌衔锸褂脙蓚€獲得專利的推流式反應器進行循環。在反應后，生物柴油通過除水系統，提高純度。甘油副產品會被存儲起來，回收的甲醇可以循環使用。
Fleisher說道：“我們的產品是小型的、模塊化即插即用系統，但是與超大型系統具有同樣的效率。只要我們能夠得到優質的原材料、化學制品，并且基礎設施足夠驅動泵和閥，我們就可以在很短的時間內開始生產，不管地點在哪里?！?br>
此單元可以獨自工作也可以與其他單元并行工作。為了減少入門成本，客戶可以首先安裝一個單元，然后依照需要再擴展更多單元。這種方法在維護和服務過程當中降低了運營成本。此單元可以一次一臺單獨維護，與關閉整個大型系統進行維護相比，生產商的損失極大地降低了。
Fleisher說道：“整個單元從我們工廠發貨時就已經配置好并且可以使用了。而且，集成控制系統和即插即用式的設計減少了投運時間，確保生產連貫性并降低了人力成本?！?br>
既環保又節能，封閉作業消除了擴散。由于使用了脫水技術對所有環節的生產殘渣進行處理，所以即使廢水蒸汽也被消除了。
大有前景的技術
在不遠的將來，Fleisher希望在BPU400的功能中增加Siemens公司的PCS7離散控制系統（DCS）。改進后的產品將會保留編程、HMI、控制處理器和其他現有系統的控制模塊。PCS7DCS與BPU400自動化系統和設備在一個平臺上整合。Orbitek公司仍將繼續提供工程、可視化產品以及工廠資源和維護管理服務。
Sanchez說道：“原來的想法是設計一臺控制系統，最終我們可以搭建數百個單元并與DCS通訊。設備作為大型工廠中的一個接點，獨立于PCS7DCS作業，PCS7DCS負責整個系統的控制。會有更多的I/O功能。我們在中央控制室里也可以控制灌區和預處理及后處理。”
|
