對于生物燃料行業(yè)來說，在原材料價格較低的年代，誰先將產(chǎn)品投放市場誰就能占得先機。今天，情況已經(jīng)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(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，生物柴油技術領軍人物，美國俄克拉荷馬州塔爾薩市Orbitek公司的CEO Christian Fleisher就意識到，隨著可再生能源需求的增長，對更加經(jīng)濟的生產(chǎn)方式的需求也勢必提高。依照其對生物柴油生產(chǎn)效率必須提高的預測，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，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。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(fā)展并不樂觀。”

　　為全球市場做調整

　　在評價了一定數(shù)量的控制系統(tǒng)升級備選方案之后，F(xiàn)leisher選擇附近的一家自動化系統(tǒng)集成商E&I Sales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(tǒng)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(fā)售BPU400以及我們不得不控制預算。”E&I Sales公司的技術總監(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(tǒng)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(tǒng)，這讓客戶信心十足。”

　　系統(tǒng)的核心部分是一臺Simatic S7 315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Sitrans LC300液位電容傳感器、3臺Sitrans F質量流量計和Sitrans P DSIII壓力變送器聯(lián)網(wǎng)。控制系統(tǒng)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ET 200M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，允許操作人員設置和更改過程參數(shù)。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(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(yè)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(jiān)控軟件排障或者軟件下載的遠程數(shù)據(jù)存取。Sanchez說道：“可以通過網(wǎng)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(shù)據(jù)、查明問題所在，并解決問題。”

　　系統(tǒng)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(shù)，控制邏輯就會判斷是否需要關斷整個系統(tǒng)。

　　BPU400可以應對1分鐘內99.8%轉化反應的封閉式連續(xù)加工作業(yè)場合。Fleisher說這是業(yè)內最快的，也是最安全的，可以對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，生產(chǎn)9百萬加侖生物柴油。混合物使用兩個獲得專利的推流式反應器進行循環(huán)。在反應后，生物柴油通過除水系統(tǒng)，提高純度。甘油副產(chǎn)品會被存儲起來，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(chǎn)，不管地點在哪里。”

　　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(tǒng)進行維護相比，生產(chǎn)商的損失極大地降低了。

　　Fleisher說道：“整個單元從我們工廠發(fā)貨時就已經(jīng)配置好并且可以使用了。而且，集成控制系統(tǒng)和即插即用式的設計減少了投運時間，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)消除了擴散。由于使用了脫水技術對所有環(huán)節(jié)的生產(chǎn)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，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）。改進后的產(chǎn)品將會保留編程、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自動化系統(tǒng)和設備在一個平臺上整合。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管理服務。

　　Sanchez說道：“原來的想法是設計一臺控制系統(tǒng)，最終我們可以搭建數(shù)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PCS 7 DCS作業(yè)，PCS 7 DCS負責整個系統(tǒng)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(qū)和預處理及后處理。”