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借助其Kompoferm系統(tǒng)，Eggersmann集團開發(fā)出一種通過干發(fā)酵工藝從有機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個工作日內(nèi)組裝成功。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為標準化設計，采用改進后的標準海運集裝箱，進而能夠?qū)崿F(xiàn)快速安裝和調(diào)試。由于沼氣生產(chǎn)自然會帶來防爆保護的問題，安全事宜成為系統(tǒng)規(guī)劃的重中之重。在自動化層面以及所有的防爆與非防爆領域，Eggersmann集團采用了WAGO-I/O-SYSTEM 750系列。

該系統(tǒng)制造于德國巴特恩豪森，因具有高度的可靠性以及較低的投資和運營成本而贏得贊譽。事實上，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，這些殘余物可進一步加工成高品質(zhì)的堆肥?！拔野阉鼈冏鳛榉柿?用來改良土壤,“Volker Niederfranke指出。他是Eggersmann工廠電氣工程部經(jīng)理，同時也是個業(yè)余農(nóng)民。

在Eggersmann看來，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。“原材料是現(xiàn)成的,無需進行特殊栽培。這正是讓此工藝變得有趣的地方，”Niederfranke解釋道。沼氣系統(tǒng)的補給不是來自可耕地，而是來源于有機廢物收納箱或是維護花園、停車場、墓地以及綠化帶而積累的有機生物量。

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廢物中生產(chǎn)出可再生能源。因此我們在過程層面實現(xiàn)了高度的自動化，盡可能減少人工操作，”Eggersmann公司電氣工程設計與自動化技術部門的Ralf Schr?der解釋道。他認為這種做法符合公司現(xiàn)行的市場策略。過程本身在精確的控制下運行，與此同時，輪式裝載機在現(xiàn)場完成干發(fā)酵罐的上料和卸料。為了使這種方式對廢料產(chǎn)出量比較小的地方企業(yè)也能創(chuàng)造經(jīng)濟效益，Eggersmann公司于2007年開發(fā)出Smartferm。該緊湊型的系統(tǒng)僅有4個發(fā)酵罐,且與熱電聯(lián)產(chǎn)設備(CHP)相結(jié)合，實現(xiàn)熱力和電力的分布式、本地化生產(chǎn)。

在Eggersmann公司，WAGO-I/O-SYSTEM750系列主要用來收集與中央控制系統(tǒng)和安全PLC通信密切的Ex i信號。這樣的技術是必需的，因為系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障，仍可以得到持續(xù)監(jiān)測。“在沼氣系統(tǒng)中，甲烷（CH4）始終是關注焦點，”Schr?der解釋道。如果某個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，當甲烷傳感器檢測到這種氣體，會在評估后將情況報告給安全控制器。安全控制器會啟動指定的預防措施，如在受影響的區(qū)域強制通風或者斷開傳感器和執(zhí)行器的供電。

■安全可靠的過程監(jiān)控

這樣刻意地斷電固然可以徹底消滅著火源，但也意味著無法對系統(tǒng)進行監(jiān)測了。而且顯而易見的是，即使是用PLC也不能讓細菌的生物過程停止。“因此我們不能只是簡單的將整個系統(tǒng)斷開，那樣就無法獲知生物過程進展到何種階段了，”Schr?der在比劃專門放置的ATEX開關柜時解釋道。這些分布式控制柜內(nèi)安裝了遍布整個系統(tǒng)的WAGO-I/O-Ex控制組件。

在這種情況下，WAGO-I/O-SYSTEM750系列在這個重要的測量與控制技術系統(tǒng)中起著核心作用。當沒有防爆保護的組件可靠斷電后，帶有相應ATEX本安型保護的系統(tǒng)仍繼續(xù)運行。為了防止不同的要求導致多種自動化系統(tǒng)，WAGO用WAGO-I/OSYSTEM750系列提供了解決方案，在這個方案中，防爆與非防爆I/O模塊可以安裝在同一個節(jié)點內(nèi)。雖然在節(jié)點內(nèi)可以通過外殼顏色對兩種I/O類型加以區(qū)分，但它們的功能原理其實是一樣的。

始終使用一個平臺

基于這種結(jié)構(gòu)原理，WAGO-I/O-SYSTEM750系列能夠在單個設備平臺上實現(xiàn)連續(xù)工作。這同樣適用于軟件工具的應用。藍色本安型防爆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。從設計到調(diào)試，這種應用方式為機械和系統(tǒng)組裝帶來了諸多好處。

由于用戶已經(jīng)熟悉了這個系統(tǒng)，他們可以借助自己掌握的知識實現(xiàn)一些帶有防爆保護的簡單應用。然而，一個國家在某些生產(chǎn)過程中使用的解決方案，也許在另一個國家就不適用，目前，諸如此類的情況在國際市場上并不少見。對此，由于WAGO-I/O-SYSTEM 750系列具有良好的一致性，用戶無需重新設計一整套系統(tǒng)，而只是更換相應組件即可。這種靈活性確保機器和系統(tǒng)可以很容易地適應不同市場環(huán)境和國家規(guī)定，從而通過縮短工程時間和加快交貨速度來提高競爭力。

■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節(jié)?！拔覀円獙λ褂玫漠a(chǎn)品進行控制。它們必須是成熟的產(chǎn)品，因為我們要出口許多系統(tǒng)，”Niederfranke強調(diào)道。“對我們而言，技術的可靠性是重中之重，”Schr?der總結(jié)說。對Eggersmann來說，有像WAGO這樣的跨國供應商也是非常有利的，因為可以快速的就地獲得備件。

然而，自動化專業(yè)技術仍歸Eggersmann公司所有?！罢託庀到y(tǒng)是高度專業(yè)的過程控制系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)故障，就需對整個流程進行徹底分析，”Niederfranke解釋說，并提及了遠動控制器在沼氣系統(tǒng)中的廣泛應用?！拔覀兪褂眠h動控制器，主要是為了排除故障，”他補充道。為此，WAGO提供了符合IEC 60870和IEC61850的標準通信協(xié)議。在防爆保護區(qū)域，獨立于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)出類拔萃，因為它不僅外形緊湊，還可依據(jù)IEC 61131-3標準自由編程。此外，它可以靈活地適于多種應用，并支持開放式通信協(xié)議。所有組件都帶有WAGO高氣密性、免維護、抗振動的彈簧夾持單元，大大提高了系統(tǒng)的可用性。

文：Konstantinos Chatzis,WAGO

圖: WAGO