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變廢為寶：將農(nóng)場(chǎng)廢棄物回收變成沼氣
發(fā)布時(shí)間：2009/8/5 10:36:08 修改時(shí)間：2009/8/5 10:36:08 瀏覽次數(shù)：3490

        該廠自 2006 年夏投入運(yùn)營，已輸出 500 kW 的電量，它利用生物能（如玉米穗青貯或液態(tài)肥料）作為燃料供電。生物沼氣在兩個(gè) 發(fā)酵池中溫度達(dá)到 38.5 °C（101.3 °F）的情況下發(fā)酵。這時(shí)將生成可燃?xì)怏w（甲烷），及各種附屬產(chǎn)品，如二氧化碳、水和微量氣體（例如氫化硫）。氣體在綜合熱電廠中凈化后轉(zhuǎn)變成電能。運(yùn)營公司共連接了四個(gè)農(nóng)場(chǎng)。沼氣廠局部分布于整個(gè)農(nóng)場(chǎng)。發(fā)酵池及氣體凈化器分布在一個(gè)農(nóng)場(chǎng)中，而氣體貯槽以及綜合熱電廠分布在另一個(gè)農(nóng)場(chǎng)中。四名操作人員負(fù)責(zé)將生成的電能并入電網(wǎng) 中。通過轉(zhuǎn)換為電能所產(chǎn)生的熱能用于為房舍和馬棚供暖以及木材干燥。這樣，綜合利用率可達(dá) 80 %?！拔覀兯媾R的一個(gè)挑戰(zhàn)就是，要將設(shè)備的所有部分與距離 500 米遠(yuǎn)處的用戶相連?！?BSAutomatisierung 的軟件開發(fā)及實(shí)施經(jīng)理 Thomas Maier 解釋道。 “操作人員想要一臺(tái)與家庭網(wǎng)絡(luò)連接的基于 PC 的控制器，以便在那里就能夠監(jiān)控設(shè)備并對(duì)其效率進(jìn)行評(píng)估。另外一個(gè)挑戰(zhàn)就是集成原有設(shè)備。使用 Beckhoff 基于 PC 的控制器能夠?qū)F(xiàn)有的總線系統(tǒng)集成入新設(shè)備中。此外，可以非常簡(jiǎn)單地連接數(shù)據(jù)庫，作為評(píng)估的基礎(chǔ)。”
        借助高科技實(shí)現(xiàn)與農(nóng)場(chǎng)的連接
        控制器的核心是安裝了 Windows XP 操作系統(tǒng)和 TwinCAT 控制平臺(tái) 的商用 PC。它負(fù)責(zé)監(jiān)控使用了 Beckhoff 總線端子模塊的設(shè)備的所有部分。原有設(shè)備中的控制器被替換為 BX9000 以太網(wǎng)總線端子模塊控制器。原有的電纜繼續(xù)被用在 CANopen 總線上，并連接到 BX9000 的 SSB 接口。SSB 是一種基于 CANopen 的子系統(tǒng)，用于連接外圍設(shè)備。設(shè)備的新部件使用 Ethernet TCP/IP 和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通過光纜連接?！巴ㄟ^這種方式，我們能夠快速、安全地傳輸數(shù)據(jù) －即使距離很長(zhǎng)。通過不同的總線耦合器將各種總線系統(tǒng)輕松集成入沼氣廠的整個(gè)系統(tǒng)及運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中?！?Thomas Maier 繼續(xù)解釋：“總線端子模塊系統(tǒng)中的端子模塊用于本地連接所有的傳感器和執(zhí)行器。由于其模塊化 I/O 結(jié)構(gòu)，我們能夠根據(jù)我們的具體要求，簡(jiǎn)單、方便地裝配總線端子模塊系統(tǒng)。

沼氣廠可輸出 500 kW 的電量。它利用生物能（如玉米穗青貯或液態(tài)肥）作為燃料供電。

綜合分布式過程參數(shù)
沼氣以每份約 350 kg（約 772 lbs）進(jìn)入發(fā)酵池。操作人員通過 PC 指定每天進(jìn)入發(fā)酵池的沼氣量。在沼氣量及預(yù)定義的分量大小基礎(chǔ)上，程序計(jì)算每天所需的填充過程數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行初始化和監(jiān)控。用磅秤稱出分量，螺旋進(jìn)料器將沼氣運(yùn)輸?shù)桨l(fā)酵池中，然后用攪拌器進(jìn)行充分混合。模擬量總線端子模塊從磅秤中獲取數(shù)據(jù)。KL3403 三相電力測(cè)量端子模塊用于監(jiān)控螺旋進(jìn)料器及攪拌器電機(jī)的電力消耗情況?！叭绻菪M(jìn)料器某個(gè)部分的電力消耗很高，說明某個(gè)地方被堵住了；而攪拌器的電力消耗則指示沼氣的黏性情況。如果沼氣太厚或太薄，則必須加入液態(tài)或固態(tài) 沼氣。此外，工作環(huán)境的維護(hù)對(duì)優(yōu)化發(fā)酵工藝至關(guān)重要。為此，使用 PT100 傳感器監(jiān)控發(fā)酵池中的工作溫度，傳感器通過 KL3202 2 通道輸入端子模塊直接連接至總線系統(tǒng)中?！盩homas Maier 補(bǔ) 充道：使用種類豐富的 Beckhoff 總線端子模塊，我們能夠最佳連接所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。甚至，綜合熱電廠中熱量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)（基于 M-bus 協(xié)議）可以便捷地通過串行總線連接，無需使用額外硬件?！?br>

        借助控制器提高設(shè)備效率
        Beckhoff TwinCAT PLC 自動(dòng)化軟件用于監(jiān)視和控制沼氣廠中的所有過程。Thomas Maier 解釋道：“系統(tǒng)通過 TwinCAT ADS 接口與 AWITE 氣體分析儀通訊?？梢暬到y(tǒng)通過 TwinCAT OPC 連接。此外，TwinCAT 支持以 CSV 文件的形式輸出過程數(shù)據(jù)，并提供 Excel 和 Access 形式的數(shù)據(jù)，以供日后處理及存檔。在存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 上，操作人員能夠跟蹤沼氣的消耗量及發(fā)電量，以計(jì)算出效率，并在必要時(shí)通過控制加以干預(yù)。
        沼氣廠的操作人員 Albert Eberhart 表明：“我們無論如何都必須避免設(shè)備故障停機(jī)。一旦出現(xiàn)故障停機(jī)，整個(gè)設(shè)備就必須經(jīng)過一系列精密過程之后重新啟動(dòng)。這種不必要的資源浪費(fèi)會(huì)降低發(fā)酵質(zhì) 量。因此，安全故障信息系統(tǒng)是必不可少的。如果系統(tǒng)檢測(cè)到有故障，控制器會(huì)通過 SMS 將該故障信息直接發(fā)送到操作人員的手機(jī)上，或通過 E-mail 發(fā)送到 PC 上?！盩homas Maier 對(duì)沼氣廠的控制解決方案非常滿意，并對(duì)未來的發(fā)展?jié)摿Τ錆M期待：“通過我們成功的合作經(jīng)驗(yàn)，將來，我們還會(huì)將 Beckhoff 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于可再生能源領(lǐng)域及機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域中的各種設(shè)備?！?/li>

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倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、I/O 和現(xiàn)場(chǎng)總線組件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)… 更多>>

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