對(duì)于生物燃料行業(yè)來說，在原材料價(jià)格較低的年代，誰先將產(chǎn)品投放市場誰就能占得先機(jī)。今天，情況已經(jīng)不盡相同，為了應(yīng)對(duì)原材料價(jià)格和供應(yīng)情況的不可以預(yù)測性，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)靈活性現(xiàn)在成為生產(chǎn)商的努力方向。十多年前，生物柴油技術(shù)領(lǐng)軍人物，美國俄克拉荷馬州塔爾薩市Orbitek公司的CEO Christian Fleisher就意識(shí)到，隨著可再生能源需求的增長，對(duì)更加經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式的需求也勢必提高。依照其對(duì)生物柴油生產(chǎn)效率必須提高的預(yù)測，2006年，F(xiàn)leisher開發(fā)了撬裝式的BPU400生產(chǎn)系統(tǒng)模塊，來評(píng)價(jià)生物柴油原材料、催化劑、燃料添加劑和預(yù)處理方法。

　　兩年后，原型機(jī)被證明非常成功，F(xiàn)leisher決定將其商業(yè)化，用于全世界的生物柴油生產(chǎn)。但是在全球化之前，BPU400上的現(xiàn)有控制系統(tǒng)需要先升級(jí)。因?yàn)榭刂破骱筒僮鹘K端來自于不同的供應(yīng)商，無法做到無縫接合，在售后服務(wù)上也有一些問題。

　　Fleisher回憶道：“也許我們公司太小了，PLC供應(yīng)商不愿意理睬我們，因此我們無法得到供應(yīng)商的售后服務(wù)。由于我們無法在全球范圍內(nèi)得到技術(shù)支持，我們對(duì)全球化發(fā)展并不樂觀。”

　　為全球市場做調(diào)整

　　在評(píng)價(jià)了一定數(shù)量的控制系統(tǒng)升級(jí)備選方案之后，F(xiàn)leisher選擇附近的一家自動(dòng)化系統(tǒng)集成商E&I Sales公司為其提供控制設(shè)計(jì)、組裝、測試、布線和模塊編程服務(wù)。

　　Fleisher說道：“E&I公司知道我們需要什么樣的系統(tǒng)構(gòu)架以及我們的緊迫程度。他們的設(shè)計(jì)人員也知道我們希望在全球發(fā)售BPU400以及我們不得不控制預(yù)算。”E&I Sales公司的技術(shù)總監(jiān)和控制方案經(jīng)理Michael Sanchez建議Orbitek公司采用可以在全球范圍提供產(chǎn)品和服務(wù)的集成自動(dòng)化和控制供應(yīng)商：Siemens。很快他們選擇了Siemens作為其模塊控制和自動(dòng)化系統(tǒng)的供應(yīng)商，還為其儀表應(yīng)用和軟件改進(jìn)選擇了專門的輸入設(shè)備。Sanchez補(bǔ)充道：“我們相信Siemens公司，因?yàn)樗谌蚍秶鷥?nèi)受到認(rèn)可。從傳感器到PLC，Siemens公司提供了一套無縫接合系統(tǒng)，這讓客戶信心十足。”

　　系統(tǒng)的核心部分是一臺(tái)Simatic S7 315控制器，安裝于BPU400的控制臺(tái)內(nèi)。此控制器使用Profibus與9臺(tái)Micromaster420變速驅(qū)動(dòng)器、1臺(tái)Sitrans LC300液位電容傳感器、3臺(tái)Sitrans F質(zhì)量流量計(jì)和Sitrans P DSIII壓力變送器聯(lián)網(wǎng)?？刂葡到y(tǒng)還包括Sirius集合安裝的非速度控制泵的電機(jī)啟動(dòng)器、繼電器、VL模塊斷路器、Sitop電源和ET 200M遠(yuǎn)程I/O（32個(gè)離散輸入、40個(gè)模擬輸入、4個(gè)模擬輸出以及6個(gè)繼電器輸出端口）。

　　模塊安裝了Simatic MP 370B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(shè)置和更改過程參數(shù)。主屏幕顯示了整個(gè)工廠的全貌，操作人員可以放大局部流程，觀察泵、驅(qū)動(dòng)器和其他設(shè)備的狀態(tài)。

　　Fleisher說道：“雖然使用觸摸屏就可以激活系統(tǒng)的生產(chǎn)工序，但是操作人員的培訓(xùn)仍舊不可或缺。不過，觸摸屏確實(shí)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(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，使作業(yè)更可靠。”

　　真正的遠(yuǎn)程診斷

　　多層級(jí)安全性應(yīng)用于受控更改，例如自動(dòng)關(guān)斷和通知。多種報(bào)警和維護(hù)界面使用密碼保護(hù)。實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件排障或者軟件下載的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取。Sanchez說道：“可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)BPU400進(jìn)行排障，這是一個(gè)大賣點(diǎn)。這讓我們、Orbitek公司和Siemens公司能夠在世界的任何地方、任何時(shí)間點(diǎn)，檢查歷史數(shù)據(jù)、查明問題所在，并解決問題。”

　　系統(tǒng)控制所有的關(guān)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(chǔ)運(yùn)行參數(shù)，控制邏輯就會(huì)判斷是否需要關(guān)斷整個(gè)系統(tǒng)。

　　BPU400可以應(yīng)對(duì)1分鐘內(nèi)99.8%轉(zhuǎn)化反應(yīng)的封閉式連續(xù)加工作業(yè)場合。Fleisher說這是業(yè)內(nèi)最快的，也是最安全的，可以對(duì)比防爆單元最多只能循環(huán)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(yīng)，生產(chǎn)9百萬加侖生物柴油。混合物使用兩個(gè)獲得專利的推流式反應(yīng)器進(jìn)行循環(huán)。在反應(yīng)后，生物柴油通過除水系統(tǒng)，提高純度。甘油副產(chǎn)品會(huì)被存儲(chǔ)起來，回收的甲醇可以循環(huán)使用。

　　Fleisher說道：“我們的產(chǎn)品是小型的、模塊化即插即用系統(tǒng)，但是與超大型系統(tǒng)具有同樣的效率。只要我們能夠得到優(yōu)質(zhì)的原材料、化學(xué)制品，并且基礎(chǔ)設(shè)施足夠驅(qū)動(dòng)泵和閥，我們就可以在很短的時(shí)間內(nèi)開始生產(chǎn)，不管地點(diǎn)在哪里。”

　　此單元可以獨(dú)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(gè)單元，然后依照需要再擴(kuò)展更多單元。這種方法在維護(hù)和服務(wù)過程當(dāng)中降低了運(yùn)營成本。此單元可以一次一臺(tái)單獨(dú)維護(hù)，與關(guān)閉整個(gè)大型系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)相比，生產(chǎn)商的損失極大地降低了。

　　Fleisher說道：“整個(gè)單元從我們工廠發(fā)貨時(shí)就已經(jīng)配置好并且可以使用了。而且，集成控制系統(tǒng)和即插即用式的設(shè)計(jì)減少了投運(yùn)時(shí)間，確保生產(chǎn)連貫性并降低了人力成本。”

　　既環(huán)保又節(jié)能，封閉作業(yè)消除了擴(kuò)散。由于使用了脫水技術(shù)對(duì)所有環(huán)節(jié)的生產(chǎn)殘?jiān)M(jìn)行處理，所以即使廢水蒸汽也被消除了。

　　大有前景的技術(shù)

　　在不遠(yuǎn)的將來，F(xiàn)leisher希望在BPU400的功能中增加Siemens公司的PCS 7離散控制系統(tǒng)（DCS）。改進(jìn)后的產(chǎn)品將會(huì)保留編程、HMI、控制處理器和其他現(xiàn)有系統(tǒng)的控制模塊。PCS 7 DCS與BPU400自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備在一個(gè)平臺(tái)上整合。Orbitek公司仍將繼續(xù)提供工程、可視化產(chǎn)品以及工廠資源和維護(hù)管理服務(wù)。

　　Sanchez說道：“原來的想法是設(shè)計(jì)一臺(tái)控制系統(tǒng)，最終我們可以搭建數(shù)百個(gè)單元并與DCS通訊。設(shè)備作為大型工廠中的一個(gè)接點(diǎn)，獨(dú)立于PCS 7 DCS作業(yè)，PCS 7 DCS負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制。會(huì)有更多的I/O功能。我們?cè)谥醒肟刂剖依镆部梢钥刂乒鄥^(qū)和預(yù)處理及后處理。”