Skip to main content
Тази страница се показва с помощта на автоматизиран превод. Вместо това вижте на английски?
бифор-горско съоръжение-шеро-2560x1440

Дигитализацията подкрепя климатичните изследвания във Великобритания

bifor-34-1280x720

Преди около 200 години в тази гора в Стафордшир бяха засадени дъбове, за да доставят дървен материал за британския дървен корабен флот. След това дойде индустриалната революция. Стоманата замени дървото и гората беше забравена. Оставен да расте необезпокоен, сега той служи на съвсем различна цел: като изследователски обект за Бирмингамския институт за изследване на горите, експеримент за обогатяване на въглероден диоксид със свободен въздух или BiFor FACE. Тук учените излагат зрелите дървета на повишени нива на CO2, за да проучат как горите могат да реагират на променящия се климат.

Д-р Крис Харт, който има докторска степен по биогеохимия на почвата и сега служи като ръководител на операциите в BiFor FACE, обяснява: „Искаме да разберем как сравнително внезапното увеличение на атмосферния CO2, предизвикано от емисиите на изкопаеми горива, влияе върху структурата и функцията на горската ecosystem. За да направим това, ние излагаме пробни участъци от гората на нивата на CO2, очаквани до 2050 г., и изучаваме всичко - от физиологията на дърветата и болестите до подземните растения, почви и насекоми - основно всяко ниво, за което бихте могли да се сетите.“

Този цялостен подход разчита на прецизен контрол и последователна доставка на CO2, заедно със събирането на висококачествени данни. Централно и за двете е нашият хардуер и софтуер за индустриална автоматизация.

Актуализация, устойчива на бъдещето

В гората дърветата са групирани в шест така наречени масива, всеки заобиколен от отворени кули, които позволяват на вятъра, дъжда и насекомите да се движат свободно през обекта. Три от масивите редовно са изложени на повишени нива на CO2 в силно чиста форма, който се получава като страничен продукт от анаеробното разграждане на хранителни отпадъци. Във всеки от тези масиви около 30 точки за доставка, разположени на различни височини, освобождават CO2. Останалите три масива служат като контролни графики за сравнение.

Когато проектът стартира през 2017 г., беше избран текстов език за програмиране, работещ на компютри, за да контролира инструментите, отговорни за освобождаването на CO2 в масивите. С течение на времето системата започва да показва своята възраст и ограничения, което подтикна екипа на BiFor FACE да търси по-стабилна и гъвкава алтернатива - което ги доведе до системния интегратор Transicon.

„Започнахме, като се вслушахме внимателно в нуждите на изследователите“, казва Дженифър Хюз, генерален мениджър в Transicon. „Бързо стана ясно, че най-ефективното и устойчиво на бъдещето решение ще бъде индустриалната система за управление, изградена около технологиите на Siemens.“

bifor-dji-0010-1280x720
Бързо стана ясно, че най-ефективното и устойчиво на бъдещето решение ще бъде индустриалната система за управление, изградена около технологиите на Siemens.
Дженифър Хюз, Генерален мениджър, Трансикон

Лесна интеграция, бързо пускане в експлоатация

bifor-img-6684-1280x720

Инженерите от Transicon сглобяват цялостен пакет от технологии на Siemens за управление на мрежата от клапани, газови анализатори, вятърни сензори и други инструменти на обекта BiFor FACE и за събиране на жизненоважни данни. В основата е Симатик С7-1200 програмируем логически контролер (PLC). Като мозък на системата, той обработва данни в реално време - като модели на вятър, валежи и излагане на слънце, за да определи колко CO2 да освободи, за да поддържа определените нива. Симулационните PLC функционални блокове също бяха разработени в портала TIA (Totally Integrated Automation) на Siemens, за да възпроизведат условията на работа в реалния свят, за да поддържат тестването на системата.

Сензорите и задвижващите механизми в целия обект са свързани към PLC чрез Симатик ЕТ 200СП, модулна I/O система, която позволява надеждно събиране на данни и изпълнение на команди в полето. Благодарение на твърдотелното си превключване системата е изложена на по-малко механично износване, което я прави по-здрава и по-малко податлива на повреда. Освен това модулите могат да се сменят горещо, без да се прекъсват операциите.

Siemens УинКЦ, платформа SCADA, контролира целия процес, предоставяйки на изследователите в BiFor FACE ясен изглед в реално време за състоянието на системата. Сега нуждите от поддръжка са по-лесни за идентифициране, което позволява по-бързо и по-целенасочено отстраняване на неизправности. Ключова иновация беше разработването на двигател за 3D визуализация, който позволява на изследователите да видят относителните височини на всички сензори и да разглеждат масивите от множество ъгли - значително подобрение спрямо основния интерфейс на предишната система.

Благодарение на Digital Twin възможности, интегрирани в TIA Portal, инженерите на Transicon успяха да симулират и тестват системата преди инсталацията. Това рационализира процеса на интеграция и съкрати времето за въвеждане в експлоатация, като намали необходимостта от корекции на място. И ако се нуждаеха от помощ по пътя, биха могли да се обърнат към инженерите в Siemens за подкрепа.

Модел за други изследователски институти

Новата настройка е точно това, от което д-р Крис Харт и неговият екип се нуждаеха. „Опитът на Transicon ни позволи значително да подобрим прецизността и надеждността на нашата система за доставка на въглероден диоксид, което е абсолютно жизненоважно за целостта на нашите дългосрочни изследвания в областта на изменението на климата“, казва той. Нещо повече, инсталацията може да бъде възпроизведена на други обекти по света, изучавайки въздействието на по-високите концентрации на CO2 в атмосферата.

Това беше по дизайн, казва Дженифър Хюз: „Решението, което разработихме, предоставя план за надеждни, последователни експериментални системи за контрол, които биха могли да бъдат приложени в световен мащаб, ако експериментите FACE бъдат разширени до други места в бъдеще.“ Защото, ако констатациите на BiFor FACE имат за цел да оформят глобалната политика за климата, те ще трябва да бъдат подкрепени от данни от други зрели гори по света.

Фирмени профили

БиФОР ЛИЦЕ

От 2017 г. Бирмингамският институт за изследване на горите, обогатяване на въглероден диоксид за свободен въздух или BiFor FACE, симулира прогнозираната атмосфера за 2050 г., като изпомпва CO₂ около зрели дъбови дървета. Като имитират бъдещата среда, изследователите могат да разберат как може да се очаква горите да реагират на променящата се среда. BiFor FACE е едно от само трите такива съоръжения в световен мащаб и е отбелязано със своя екологичен дизайн.

BiFor FACE - Университет в Бирмингам

Трансикон

Основана през 1967 г. и базирана в Queensway Business Park в Телфорд, Великобритания, Transicon изгради силна репутация в проектирането и производството на системи за управление по поръчка. Опитът на компанията обхваща AC, DC и серво задвижвания, както и PLC и SCADA системи. Transicon обслужва широк кръг индустриални клиенти, работещи в Обединеното кралство и в международен план.

Специалисти по системна интеграция и индустриална автоматизация | Transicon