对于生物燃料行业来说，在原材料价格较低的年代，谁先将产品投放市场谁就能占得先机。今天，情况已经不尽相同，为了应对原材料价格和供应情况的不可以预测性，生产效率和生产灵活性现在成为生产商的努力方向。十多年前，生物柴油技术领军人物，美国俄克拉荷马州塔尔萨市orbitek公司的ceochristianfleisher就意识到，随着可再生能源需求的增长，对更加经济的生产方式的需求也势必提高。依照其对生物柴油生产效率必须提高的预测，2006年，fleisher开发了撬装式的bpu400生产系统模块，来评价生物柴油原材料、催化剂、燃料添加剂和预处理方法。

两年后，原型机被证明非常成功，fleisher决定将其商业化，用于全世界的生物柴油生产。但是在全球化之前，bpu400上的现有控制系统需要先升级。因为控制器和操作终端来自于不同的供应商，无法做到无缝接合，在售后服务上也有一些问题。

fleisher回忆道：“也许我们公司太小了，plc供应商不愿意理睬我们，因此我们无法得到供应商的售后服务。由于我们无法在全球范围内得到技术支持，我们对全球化发展并不乐观。”

为全球市场做调整

在评价了一定数量的控制系统升级备选方案之后，fleisher选择附近的一家自动化系统集成商e&isales公司为其提供控制设计、组装、测试、布线和模块编程服务。

fleisher说道：“e&i公司知道我们需要什么样的系统构架以及我们的紧迫程度。他们的设计人员也知道我们希望在全球发售bpu400以及我们不得不控制预算。”e&isales公司的技术总监和控制方案经理michaelsanchez建议orbitek公司采用可以在全球范围提供产品和服务的集成自动化和控制供应商：siemens。很快他们选择了siemens作为其模块控制和自动化系统的供应商，还为其仪表应用和软件改进选择了专门的输入设备。sanchez补充道：“我们相信siemens公司，因为它在全球范围内受到认可。从传感器到plc，siemens公司提供了一套无缝接合系统，这让客户信心十足。”

系统的核心部分是一台simatics7315控制器，安装于bpu400的控制台内。此控制器使用profibus与9台micromaster420变速驱动器、1台sitranslc300液位电容传感器、3台sitransf质量流量计和sitranspdsiii压力变送器联网。控制系统还包括sirius集合安装的非速度控制泵的电机启动器、继电器、vl模块断路器、sitop电源和et200m远程i/o（32个离散输入、40个模拟输入、4个模拟输出以及6个继电器输出端口）。

模块安装了simaticmp370b触摸屏，通过profinet与控制器通讯。触摸屏提供了图形界面，允许操作人员设置和更改过程参数。主屏幕显示了整个工厂的全貌，操作人员可以放大局部流程，观察泵、驱动器和其他设备的状态。

fleisher说道：“虽然使用触摸屏就可以激活系统的生产工序，但是操作人员的培训仍旧不可或缺。

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不过，触摸屏确实降低了工作人员明确每一步工序的重要性，从而降低了出错风险，使作业更可靠。”

真正的远程诊断

多层级安全性应用于受控更改，例如自动关断和通知。多种报警和维护界面使用密码保护。实时远程监控软件排障或者软件下载的远程数据存取。sanchez说道：“可以通过网络对bpu400进行排障，这是一个大卖点。这让我们、orbitek公司和siemens公司能够在世界的任何地方、任何时间点，检查历史数据、查明问题所在，并解决问题。”

系统控制所有的关键过程变量，包括压力、温度和流量。如果这些功能超过了基础运行参数，控制逻辑就会判断是否需要关断整个系统。

bpu400可以应对1分钟内99.8%转化反应的封闭式连续加工作业场合。fleisher说这是业内最快的，也是最安全的，可以对比防爆单元最多只能循环处理7加仑甲醇，而类似的批处理却需要超过1000加仑甲醇。

使用bpu400的工艺过程每年可以使用甲醇和甲醇钠与多种原材料反应，生产9百万加仑生物柴油。混合物使用两个获得专利的推流式反应器进行循环。在反应后，生物柴油通过除水系统，提高纯度。甘油副产品会被存储起来，回收的甲醇可以循环使用。

fleisher说道：“我们的产品是小型的、模块化即插即用系统，但是与超大型系统具有同样的效率。只要我们能够得到优质的原材料、化学制品，并且基础设施足够驱动泵和阀，我们就可以在很短的时间内开始生产，不管地点在哪里。”

此单元可以独自工作也可以与其他单元并行工作。为了减少入门成本，客户可以首先安装一个单元，然后依照需要再扩展更多单元。这种方法在维护和服务过程当中降低了运营成本。此单元可以一次一台单独维护，与关闭整个大型系统进行维护相比，生产商的损失极大地降低了。

fleisher说道：“整个单元从我们工厂发货时就已经配置好并且可以使用了。而且，集成控制系统和即插即用式的设计减少了投运时间，确保生产连贯性并降低了人力成本。”

既环保又节能，封闭作业消除了扩散。由于使用了脱水技术对所有环节的生产残渣进行处理，所以即使废水蒸汽也被消除了。

大有前景的技术

在不远的将来，fleisher希望在bpu400的功能中增加siemens公司的pcs7离散控制系统（dcs）。改进后的产品将会保留编程、hmi、控制处理器和其他现有系统的控制模块。pcs7dcs与bpu400自动化系统和设备在一个平台上整合。orbitek公司仍将继续提供工程、可视化产品以及工厂资源和维护管理服务。

sanchez说道：“原来的想法是设计一台控制系统，最终我们可以搭建数百个单元并与dcs通讯。设备作为大型工厂中的一个接点，独立于pcs7dcs作业，pcs7dcs负责整个系统的控制。会有更多的i/o功能。我们在中央控制室里也可以控制灌区和预处理及后处理。”

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