水，原铝产生蒸汽，氢，氧化铝

由于铝的燃烧，氢气和电力的生产是零排放的。OPC统一架构(OPC UA)有助于系统集成。

许多公司参与了由意大利摩德纳大学和雷焦科学与工程系协调的名为Enerclean的技术创新项目。

该项目涉及通过铝粉与水接触的自然燃烧过程生产清洁能源和氢气。其目标是建立一个高效的能源系统，对环境的影响接近于零。

该项目使用原铝和水来产生蒸汽，驱动涡轮机，而“废物”产品是氢和氧化铝。氢储存在以氢为动力的车辆上(通过燃料电池);第二种是完全可回收的，可以生产新的铝。

该项目涉及建立一个基于固体燃料在饱和水环境中燃烧的产物和副产物的能源系统，可以实现四种二次能源的综合和同时产生，从而产生氢和蒸汽联合热动力应用。

原型，连续动力

该项目仍处于实验阶段，但取得了预期的结果，并成功完成了系统原型。参加会议的公司由Ing教授协调。工程学院工程科学与方法系的Massimo Milani获得了具体的发展目标、技能、专门知识和市场技术。

主要系统部件是一个铣床，提供一个连续的动力循环，生产铝粉通过特殊的刀具。如果控制得当，它会产生为燃烧室提供燃料所需的粉尘。压力被注入水中，燃烧产生的蒸汽为一台4兆瓦的涡轮机提供动力。锅炉管理过程由可编程逻辑控制器(PLC)实现自动化。还有废物回收系统，由燃料电池系统的氢储存系统和铝生产商的氧化铝粉末组成。

大气排放等于零，因为这个过程只产生蒸汽。

所有子系统都通过标准OPC UA通信连接。各个合作伙伴必须使用能够在所有级别上以最大的透明度、最大的性能和最大的安全性进行通信的组件。该监控系统也基于OPC UA，可以很容易地适应实验项目可能需要的变化。

该管理系统允许本地和远程控制铝粉、存储、燃烧、涡轮和交流发电机、氢存储和氧化铝产品的生产过程。

三个子系统

管理器提供了一个冗余服务器，用于从三个子系统获取数据:

1. 给粉系统
2. 锅炉和涡轮机
3. 储氢和氧化铝回收。

所有的系统都是由他们各自的公司制造的，这些公司是项目合作伙伴，他们利用自己的专业知识来实现目标。两种不同的公司控制系统用于粉末和动力切割机，以及锅炉、涡轮机、存储和检索系统，以及10个连接的plc。

各子系统通过集中监控系统进行通信，并通过OPC UA进行连接。

• 数控铣削粉尘控制
• PLC1 =锅炉输入
• PLC2 =锅炉输出
• PLC3 =蓄水池和固体分离器
• 出口气体分离器
• PLC 5 =储氢
• PLC6 =涡轮轮廓
• PLC7 =热坑轮廓
• PLC8 =大纲getter
• PLC9 =分离器，出液口
• PLC10 =冷却系统

客户机-服务器体系结构

中心助理基于客户机-服务器体系结构。服务器作为客户端本地控制站连接，本地控制站作为OPC服务器。专用的OPC UA平台连接器允许监控和本地OPC服务器之间的连接，直接集成到PLC。

然后，管理器作为中央服务器，通过表示天气系统的众多页面实时获取表示子系统的所有功能参数。中央随从获取超过8000个模拟变量(标签)，分布在各种本地控制系统中。此外，还有大约2000个数字报警器，提供详细的诊断系统。

在本地，有一个客户端站主管和一个连接到中央服务器的OPC客户端。现场通信仅通过监控和数据采集(SCADA)系统支持的OPC UA进行。

对于实验系统的开发至关重要，监测、记录和分析所有敏感数据，如压力、流速、温度、湿度水平等，都记录在SQL Server数据库系统中，允许科学和工程部门的工程师对原型系统开发所需的功能参数进行准确分析。这种历史分析和功能集成的报告导致了一个基本的分析工作模型。

此外，中央监控系统是基于Web连接远程站点，通过HTML5，并在完全安全的情况下通过Web访问系统。

米拉尼教授说:“我们需要一个能够在任何层面上连接自身数据的系统。”“这就是为什么我们专注于OPC UA标准，既可以通过控制设备和遥测系统进行管理，也可以通过监督进行管理，未来还可以用于任何进一步的集成系统，”例如运营商使用的企业资源规划系统。

该原型系统已投入运行，初步效果良好。要实现工业化，该系统还需要进一步完善，但结合未来以氢为导向的驱动系统，这一概念应该具有良好的发展前景。热电能源和氢气的生产非常清洁，几乎没有废物或污染排放，这可能是未来的发展方向。

燃烧系统，可用废物

燃烧系统是基于铝和水、可再生燃料和没有风险的产品(例如，与基于天然气、石油和铀的传统系统相比)。这个过程也是无污染的。它不产生二氧化碳(零排放)，废物是氢和氧化铝，完全回收用于工业用途。储存的氢气预计将为汽车提供燃料电池，而氧化铝是一种经常用于工业的矿物，目前使用所谓的“拜耳法”生产。

目前该项目还处于试验阶段，但产业化的条件非常好。

- - -荷兰国际集团(Ing)。Daniele Suffritti是Progrea的顾问。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 一个创新的过程产生蒸汽和电力没有有害的废物。
• OPC统一体系结构用于轻松地集成子系统和更高级别的系统。

考虑一下这个

不产生二氧化碳的燃烧会产生用于加工的氧化铝和用于燃料电池的氢。

在线额外

参见下面提到Progea的其他文章。

Progea是相2015年11月30日会员

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。