如何以更少的投资和人力进行过程控制

FOSS Pacific 大客户经理 Campbell McCracken 工作地点位于新西兰，在乳制品加工环境实施傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 解决方案方面拥有二十多年的经验。他近距离见证了过程控制 FTIR 测试的发展，近几个月来，他体验了最新的 ProcesScan™ 2 如何使得液态牛奶的过程控制变得更加平稳、高效和经济有效（图 1）。我们与他取得了联系，询问了乳制品厂考虑迁移到最新的 FTIR 过程控制平台的一些相关关键问题。

图 1

多年来，您一直关注 FTIR 过程控制的发展历程。您能否简要解释一下，为什么涉及液态牛奶时 FTIR 受到如此重视，成为适合该工作的技术？

在牛奶标准化应用中使用近红外 (NIR) 和 FTIR 技术方面，我经验都比较丰富，很清楚 FTIR 优于 NIR，尤其对于标准化牛奶流中的蛋白质分析来说更是如此。对于 FTIR 应用而言，使用更少的样品开发可靠、耐用的全局预测模型要容易得多，因为我确信能够在中红外光谱中获得清晰的信息。这可提供稳定、准确的校准模型，最大限度地减少斜率/截距频繁调整的需求。在我的经验中，近红外则不是这样。校准开发需要更大的数据集、定期监测仪器性能以及频繁的偏差调整来优化仪器准确性。

我们能否将福斯 ProcesScan 2 描述为一个新的里程碑，如果是，为什么？

原因有很多，例如，每 10 秒就有一个结果，而且在这 10 秒时间内监测采集的实际牛奶样本占据了 8 秒多。这意味着与上一代产品相比，我们获得的样品更具代表性。必须提到的另一个亮点是仪器始终处于标准化状态。我们遵循与福斯 MilkoScan™ FT3 相同的开发原理，不断对仪器进行标准化（在每个零点设置处），这意味着仪器为零漂移。这可确保稳定的预测，让我们的 ProcesScan 2 用户有机会获得最大产量。

ProcesScan 2 解决方案的新用户说，它在短短两天内即可实现启动运行 - 这是真的吗？

是的。我自己完成了几次安装，只要现场做好准备就可以做到。这包括仪器支架制作、电源和以太网布线、供水以及将福斯提供的接入件焊接到工艺管道中。如果做好了适当的准备，即可在一天之内完成安装。除此之外，还需要进行一些自动化编程，因此假设这些在福斯工程师到达现场之前完成，第二天可以用来通过 OPC UA 测试自动化是否正常工作。ProcesScan 2 实际上可以在第二天结束时对产品进行标准化。

降低的拥有成本究竟是哪些，它们来自哪里？

前期购买价格更低，预防性维护明显更便宜，并且客户无需购买试剂。对 ProcesScan FT 与 ProcesScan 2 的拥有成本进行比较性估计，我们得出的结论是，后者的拥有成本可能是 ProcesScan FT 的一半左右。

控制系统的接口有一些发展 - 您能解释一下吗？

ProcesScan FT 通过 DDE 向外界传达信息，一段时间以来，市场一直希望我们摆脱这种局面。好消息是，我们现在已通过新一代 ProcesScan 2 从 DDE 迁移到 OPC UA，从而使我们的通信能够面向未来。如果需要，我们还可以通过 kepware 提供通信。

实际仪器装在 IP 防护等级箱内，其中内置了一个基于 Linux 的 PC。此 PC 通过三个以太网连接之一与外部世界通信，可连接至 PLC/SCADA、IXQ（福斯下一代数字服务产品），也可通过笔记本电脑实现本地连接，以便服务工程师或校准人员直接使用。

仪器软件通过 Web 浏览器进行访问，因此非常简单。

同样，所谓的福斯数字解决方案也取得了很多进展。请解释这些如何实现增值？

通过福斯 IQX™ 提供的数字服务兼容性，可让具有多个安装的用户从任何支持互联网的 PC 远程管理一台或多台仪器。这意味着在实际使用仪器对宝贵的液体牛奶流进行标准化的同时，管理人员、服务工程师或校准人员可以评估校准数据、监控检查样本数据、检查错误或警告，所有这些均可在仪器使用的同时进行。

数据自动备份到云端，因此，即使 PC 出现故障，数据也不会丢失，仪器配置也可以快速恢复。

新解决方案如何为可持续生产做出贡献，例如是通过更高效的自动化过程减少浪费吗？

通过提供准确的方法来监测标准化的牛奶流，我们可以帮助用户尽可能充分利用有价值的成分，同时生产符合规格要求的一致、高质量的产品。与此同时，这些数据有助于最大限度地减少需要返工的不合格产品，使更多的生产商能够更好地利用原材料。

乳制品行业技能熟练劳动力的可用性日益成为一个问题，该解决方案如何帮助缓解这个问题？

对于工厂操作人员而言，ProcesScan 2 只是工厂车间的另一件不锈钢设备。事实上，即使将来操作人员甚至不知道在其 HMI 上生成其成分结果的仪器是哪个，我也不会感到惊讶！这就是操作人员所需的互动。

采用新的过程控制解决方案可能是一种信仰的飞跃 - 我们能否真正相信这种新解决方案？

这并不是福斯为标准化牛奶提供在线分析解决方案的首次尝试。我可以回忆一下上世纪 80 年代末用于牛奶脂肪标准化的解决方案，以及之后 90 年代采用的固定过滤技术。第一款 FTIR 产品 ProcesScan FT 于 1999 年发布，主要基于非常成功的 MilkoScan™ FT120。

ProcesScan 2 的诞生故事与最初的 ProcesScan FT 相似，我们从非常成功的 MilkoScan FT3 中汲取了想法，当然这种想法实际上是硬件，并围绕它构建了一款过程兼容的仪器。

由于我的许多客户在 ProcesScan FT 实现牛奶标准化方面取得了成功，我期望我们能够看到这个新一代产品能够产生相同的效果，而且使用范围更广。  通过这款新仪器，我们获得了更好的业务案例，因为它具有更低的购买价格，预计更低的拥有成本。这些因素相结合，使其成为一个极具吸引力的解决方案。

综上所述 - 您认为 ProcesScan 和 ProcesScan 2 之间的主要区别是什么？

这是一个更容易让人忘记的解决方案！这听起来可能是贬义的，但对于当今的乳制品加工大环境来说却并非如此。原来的 ProcesScan FT 需要操作人员更加专注，例如定期检查清洁/清零溶液、监控零设置、运行清洁程序等。

ProcesScan 2 会消除很多此类操作，因此操作人员可能会忘记 ProcesScan 2 长什么样子。