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借助其Kompoferm系統(tǒng)，Eggersmann集團(tuán)開(kāi)發(fā)出一種通過(guò)干發(fā)酵工藝從有機(jī)廢物和秸稈中提取天然氣的方法。該模塊化的系統(tǒng)非常靈活，能夠在20個(gè)工作日內(nèi)組裝成功。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，采用改進(jìn)后的標(biāo)準(zhǔn)海運(yùn)集裝箱，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)快速安裝和調(diào)試。由于沼氣生產(chǎn)自然會(huì)帶來(lái)防爆保護(hù)的問(wèn)題，安全事宜成為系統(tǒng)規(guī)劃的重中之重。在自動(dòng)化層面以及所有的防爆與非防爆領(lǐng)域，Eggersmann集團(tuán)采用了WAGO-I/O-SYSTEM 750系列。

該系統(tǒng)制造于德國(guó)巴特恩豪森，因具有高度的可靠性以及較低的投資和運(yùn)營(yíng)成本而贏得贊譽(yù)。事實(shí)上，它所消耗的能源僅僅是其所生產(chǎn)能源的零頭。此外，高效的干發(fā)酵工藝也會(huì)產(chǎn)生殘余物，由于其結(jié)構(gòu)特性和較低的含水量，這些殘余物可進(jìn)一步加工成高品質(zhì)的堆肥?！拔野阉鼈冏鳛榉柿?用來(lái)改良土壤,“Volker Niederfranke指出。他是Eggersmann工廠電氣工程部經(jīng)理，同時(shí)也是個(gè)業(yè)余農(nóng)民。

在Eggersmann看來(lái)，公司的干發(fā)酵工藝遙居業(yè)界前沿。其客戶包括肥料生產(chǎn)和垃圾處理工廠?！霸牧鲜乾F(xiàn)成的,無(wú)需進(jìn)行特殊栽培。這正是讓此工藝變得有趣的地方，”Niederfranke解釋道。沼氣系統(tǒng)的補(bǔ)給不是來(lái)自可耕地，而是來(lái)源于有機(jī)廢物收納箱或是維護(hù)花園、停車場(chǎng)、墓地以及綠化帶而積累的有機(jī)生物量。

高效地使用沼氣

“系統(tǒng)的使用者希望盡可能高效地從有機(jī)廢物中生產(chǎn)出可再生能源。因此我們?cè)谶^(guò)程層面實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化，盡可能減少人工操作，”Eggersmann公司電氣工程設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)部門的Ralf Schr?der解釋道。他認(rèn)為這種做法符合公司現(xiàn)行的市場(chǎng)策略。過(guò)程本身在精確的控制下運(yùn)行，與此同時(shí)，輪式裝載機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)完成干發(fā)酵罐的上料和卸料。為了使這種方式對(duì)廢料產(chǎn)出量比較小的地方企業(yè)也能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，Eggersmann公司于2007年開(kāi)發(fā)出Smartferm。該緊湊型的系統(tǒng)僅有4個(gè)發(fā)酵罐,且與熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)熱力和電力的分布式、本地化生產(chǎn)。

在Eggersmann公司，WAGO-I/O-SYSTEM750系列主要用來(lái)收集與中央控制系統(tǒng)和安全PLC通信密切的Ex i信號(hào)。這樣的技術(shù)是必需的，因?yàn)橄到y(tǒng)即使出現(xiàn)故障，仍可以得到持續(xù)監(jiān)測(cè)?！霸谡託庀到y(tǒng)中，甲烷（CH4）始終是關(guān)注焦點(diǎn)，”Schr?der解釋道。如果某個(gè)位置的甲烷濃度上升，例如在管道內(nèi)，就很容易出現(xiàn)爆炸性混合氣體，當(dāng)甲烷傳感器檢測(cè)到這種氣體，會(huì)在評(píng)估后將情況報(bào)告給安全控制器。安全控制器會(huì)啟動(dòng)指定的預(yù)防措施，如在受影響的區(qū)域強(qiáng)制通風(fēng)或者斷開(kāi)傳感器和執(zhí)行器的供電。

■安全可靠的過(guò)程監(jiān)控

這樣刻意地?cái)嚯姽倘豢梢詮氐紫麥缰鹪?，但也意味著無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)了。而且顯而易見(jiàn)的是，即使是用PLC也不能讓細(xì)菌的生物過(guò)程停止?！耙虼宋覀儾荒苤皇呛?jiǎn)單的將整個(gè)系統(tǒng)斷開(kāi)，那樣就無(wú)法獲知生物過(guò)程進(jìn)展到何種階段了，”Schr?der在比劃專門放置的ATEX開(kāi)關(guān)柜時(shí)解釋道。這些分布式控制柜內(nèi)安裝了遍布整個(gè)系統(tǒng)的WAGO-I/O-Ex控制組件。

在這種情況下，WAGO-I/O-SYSTEM750系列在這個(gè)重要的測(cè)量與控制技術(shù)系統(tǒng)中起著核心作用。當(dāng)沒(méi)有防爆保護(hù)的組件可靠斷電后，帶有相應(yīng)ATEX本安型保護(hù)的系統(tǒng)仍繼續(xù)運(yùn)行。為了防止不同的要求導(dǎo)致多種自動(dòng)化系統(tǒng)，WAGO用WAGO-I/OSYSTEM750系列提供了解決方案，在這個(gè)方案中，防爆與非防爆I/O模塊可以安裝在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)。雖然在節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以通過(guò)外殼顏色對(duì)兩種I/O類型加以區(qū)分，但它們的功能原理其實(shí)是一樣的。

始終使用一個(gè)平臺(tái)

基于這種結(jié)構(gòu)原理，WAGO-I/O-SYSTEM750系列能夠在單個(gè)設(shè)備平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。這同樣適用于軟件工具的應(yīng)用。藍(lán)色本安型防爆I/O模塊適用于防爆0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)的所有傳感器和執(zhí)行器。從設(shè)計(jì)到調(diào)試，這種應(yīng)用方式為機(jī)械和系統(tǒng)組裝帶來(lái)了諸多好處。

由于用戶已經(jīng)熟悉了這個(gè)系統(tǒng)，他們可以借助自己掌握的知識(shí)實(shí)現(xiàn)一些帶有防爆保護(hù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。然而，一個(gè)國(guó)家在某些生產(chǎn)過(guò)程中使用的解決方案，也許在另一個(gè)國(guó)家就不適用，目前，諸如此類的情況在國(guó)際市場(chǎng)上并不少見(jiàn)。對(duì)此，由于WAGO-I/O-SYSTEM 750系列具有良好的一致性，用戶無(wú)需重新設(shè)計(jì)一整套系統(tǒng)，而只是更換相應(yīng)組件即可。這種靈活性確保機(jī)器和系統(tǒng)可以很容易地適應(yīng)不同市場(chǎng)環(huán)境和國(guó)家規(guī)定，從而通過(guò)縮短工程時(shí)間和加快交貨速度來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)力。

■更好地控制系統(tǒng)

此外，由于使用的是一套控制系統(tǒng)，因此可以更深入地查看細(xì)節(jié)?！拔覀円獙?duì)所使用的產(chǎn)品進(jìn)行控制。它們必須是成熟的產(chǎn)品，因?yàn)槲覀円隹谠S多系統(tǒng)，”Niederfranke強(qiáng)調(diào)道?！皩?duì)我們而言，技術(shù)的可靠性是重中之重，”Schr?der總結(jié)說(shuō)。對(duì)Eggersmann來(lái)說(shuō)，有像WAGO這樣的跨國(guó)供應(yīng)商也是非常有利的，因?yàn)榭梢钥焖俚木偷孬@得備件。

然而，自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)仍歸Eggersmann公司所有?！罢託庀到y(tǒng)是高度專業(yè)的過(guò)程控制系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)故障，就需對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行徹底分析，”Niederfranke解釋說(shuō)，并提及了遠(yuǎn)動(dòng)控制器在沼氣系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用?！拔覀兪褂眠h(yuǎn)動(dòng)控制器，主要是為了排除故障，”他補(bǔ)充道。為此，WAGO提供了符合IEC 60870和IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。在防爆保護(hù)區(qū)域，獨(dú)立于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)出類拔萃，因?yàn)樗粌H外形緊湊，還可依據(jù)IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)自由編程。此外，它可以靈活地適于多種應(yīng)用，并支持開(kāi)放式通信協(xié)議。所有組件都帶有WAGO高氣密性、免維護(hù)、抗振動(dòng)的彈簧夾持單元，大大提高了系統(tǒng)的可用性。

文：Konstantinos Chatzis,WAGO

圖: WAGO