节省空间占用、使用灵活、很低的投资费用，更加强大的性能。这些就是Boehringer-Ingelheim 公司自动化控制产品的优点

惰性气体，例如氮气和氩气， 由于它们对其他物质、气体之间的化学反应非常不活泼因此在过程自动化中有着重要的作用。为了避免爆炸，流程工艺设备中的反应釜、储罐和过程控制元器件使用的气体常常都是这类惰性气体。

但在许多惰性气体的实际应用中常常要为不同的压力等级和气体种类费时费力的安装合适的管道、控制调节阀和流量检测仪器设备。根据工艺流程的复杂性和行业要求，每一个控制回路都可能产生很高的投资费用。

节省场地的技术

在过程自动化中， 一种高效的惰性气体控制调节技术就是比例伺服阀的控制调节技术。这一技术把很高的精确性和较低的投资成本结合在一起了。伺服阀阀岛中辅助集成了故障诊断功能，因此也减少了比例伺服阀的安装空间占用、降低了它的投资成本和费用、方便了实现自动化。有了它，过去许许多多需要人工手动控制的生产过程都可以经济的实现自动化了。Festo 公司与Boehringer-Ingelheim 公司在Biberach 新建的技术中心里的合作能够清楚的告诉您使用惰性气体的比例伺服阀在过程自动化中具有什么样的优点。

Boehringer-Ingelheim 公司新建技术中心的外观

未来型的投资

Boehringer-Ingelheim 公司全球最大的研发基地中的实验样机保证了新开发的药物有效成分的药效。

新建这一技术中心的背景是：药品研究和开发过程中、临床试验中对新的有效药物成分需求量的不断增加。2014 年12 月落成的新建技术中心占地面积2700 ㎡，为15 座总容量从100~300 L 的化学反应釜提供了足够的安装场地。项目一开始Festo 公司就作为整个项目过程自动化技术的供应商参与项目工作了。整套系统中包含了11 个惰性气体站、40 个控制过程控制阀的阀岛和大约200 个自动化的球阀和蝶阀。

由于在药物有效成分的生产过程中要用到可燃的稀释剂，因此在生产过程中要采取有效的防火、防爆技术措施。种种措施中的一种就是在反应釜、离心机烘干箱等设备中使用惰性气体。此时，即可使用氮气也可以使用氩气。在使用这两种惰性气体时，都要根据生产过程对压力或者流量进行调节、控制。在迄今为止的传统设备中，需要的压力等级有三级，因此就要使用不同的管道网络、调节控制阀和流量检测仪，而在新的样机设备中使用的则是Festo 公司研发生产的VPPM 型比例压力调节阀。通过比例压力调节阀很大的压力调节范围实现了一种阀对不同压力等级的控制调节。

节省空间的多条管道

每一个惰性气体站负责为两个反应釜提供惰性气体。在所有的惰性气体站中都有一个氩气控制阀和两个氮气流量调节阀。其中第一个的工作压力范围为0~2 bar，可以实现低压力的精确控制、保证了准确的流量数据;第二个的工作压力范围在0~6 bar，负责高压流量的控制调节。为了实现快速充填和随之而来的准确调节，两个阀是串联连接的。

为了保证最小的空间占用，Festo 公司的VPPM 比例压力调节阀集成在MPA 阀岛中。它与CPX自动化控制平台构成了一个完整的解决方案。利用它的15 字节的模拟量输入模块也把同样是结构非常紧凑的流量检测传感器联系到了一起。在各个设备部件处，CPX 平台中的压力检测模块承担着惰性气体初始压力的检测任务。与过去的解决方案相比较，这种全面的监控方式提供了更多的故障诊断功能。这种利用一个阀岛控制两个反应釜的功能降低了采购成本和投资费用。

安装在电气控制柜中的比例伺服阀

及早识别出现的偏差

在为气体润滑的滑动密封件提供润滑空气时，Boehringer-Ingelheim 公司新建的技术中心里使用的也是Festo 公司研发生产的比例伺服阀。在惰性气体站的气体控制板中还辅助集成了一个比例伺服阀、一个流量检测传感器和一个精密过滤器。

这样，就可以使滑动密封件中的压力与反应釜中的工作压力保持匹配。使反应釜中的工作压力与滑动密封件压力之间的压力差始终保持为一个恒定的差值。气体流量检测传感器负责测定所消耗的气体量，从而使控制系统能够及早的发现气体系统中出现的偏差。在CPX 自动化控制平台的入口处有一个压力检测传感器;它负责对输入气体的压力进行监控。经CPX 平台和其中集成的过程控制系统现场总线节点，使得中央控制系统能够集中监控MPA阀岛的所有功能、分析其所有的工作数据。

功能强大，使用灵活

在将Festo 公司研发生产的比例伺服阀集成到自己的设备、系统中后，Boehringer-Ingelheim 公司新建技术中心具有了更多的技术优势。在集成了压力检测传感器和PID 比例积分微分控制器之后，多传感器监控模块VPPM 能够实现最精确的调节，有着最稳定的调节性能。通过温度补偿，在温度变化时不再会出现检测到的压力值漂移了。

这种VPPM 监控模块能够用电信号像主控系统报告自己检测到的压力数据。若检测到的压力数据未达到规定的理论值时，主控系统就会开始诊断分析，并把信息反馈给监控模块。通过在阀岛上的集成，使得CPX 平台-MPA 阀岛能够方便的完成所有数据的精确控制和监控。

易于接近

新建技术中心里的样机可以非常灵活、非常简单的进行控制，它所占用的场地面积也非常小，与迄今为止的传统技术设备相比较它的投资成本也更低。惰性气体站安装在反应釜前的技术通道处。而在这一区域里没有什么易燃易爆安全防护的要求和规定。同时，在这一区域里维护保养人员可以随时对惰性气体站进行维护保养。

比例伺服阀的电力供应和信号传递都是利用Profinet 现场总线直接经阀岛来完成的。这也就省略了现场的电缆布线。功能性好、使用灵活和经济性好是这一成套解决方案的三大优点;Festo 公司研发生产的比例伺服阀也保证了Boehringer-Ingelheim 公司的过程自动化产品有着持久的高效、可靠性。

本文作者德国Festo 公司生物技术、制药技术和化妆品领域大客户经理。