Skip to main content
K zobrazení této stránky byl použit automatický překlad. Chcete ji raději zobrazit v angličtině?
bifor-lesní zázemí-shero-2560x1440

Digitalizace podporuje výzkum klimatu ve Velké Británii

bifor-34-1280x720

Asi před 200 lety byly v tomto lese ve Staffordshire vysazeny duby, aby dodávaly dřevo pro britskou flotilu dřevěných lodí. Pak přišla průmyslová revoluce. Ocel nahradila dřevo a les byl zapomenut. Ponechán růst nerušeně, nyní slouží velmi odlišnému účelu: jako výzkumné místo pro Birminghamský institut výzkumu lesů, experiment Free Air Carbon Dioxide Enrichment nebo BiFor FACE. Zde vědci vystavují vzrostlé stromy zvýšeným hladinám CO2, aby studovali, jak mohou lesy reagovat na měnící se klima.

Dr. Kris Hart, který je držitelem titulu PhD v oboru biogeochemie půdy a nyní působí jako vedoucí provozu v BiFor FACE, vysvětluje: „Chceme pochopit, jak relativně náhlý nárůst atmosférického CO2 způsobený emisemi fosilních paliv ovlivňuje strukturu a funkci lesního ekosystému. Abychom toho dosáhli, vystavujeme vzorkové části lesa hladinám CO2 očekávaným do roku 2050 a studujeme vše od fyziologie stromů a chorob až po podrostové rostliny, půdu a hmyz - v podstatě každou úroveň, na kterou si vzpomenete.“

Tento komplexní přístup se opírá o přesnou kontrolu a konzistentní dodávku CO2 spolu se sběrem vysoce kvalitních dat. Ústředním bodem obou je náš hardware a software pro průmyslovou automatizaci.

Aktualizace připravená do budoucna

V lese jsou stromy seskupeny do šesti takzvaných polí, z nichž každá je obklopena otevřenými věžemi, které umožňují volný pohyb větru, deště a hmyzu po místě. Tři z polí jsou pravidelně vystaveny zvýšeným hladinám CO2 ve vysoce čisté formě, která je získávána jako vedlejší produkt anaerobního štěpení potravinového odpadu. V každém z těchto polí uvolňuje CO2 přibližně 30 dodacích míst umístěných v různých výškách. Zbývající tři pole slouží jako kontrolní grafy pro srovnání.

Když byl projekt zahájen v roce 2017, byl vybrán textový programovací jazyk pracující na počítačích pro řízení přístrojů odpovědných za uvolňování CO2 do polí. Postupem času systém začal ukazovat svůj věk a omezení, což přimělo tým společnosti BiFor FACE hledat robustnější a flexibilnější alternativu - což je přivedlo k systémovému integrátorovi Transiconu.

„Začali jsme pozorným nasloucháním potřebám vědců,“ říká Jennifer Hughes, generální ředitelka společnosti Transicon. „Rychle vyšlo najevo, že nejúčinnějším řešením pro budoucnost bude průmyslový řídicí systém postavený na technologiích Siemens.“

bifor-dji-0010-1280x720
Rychle vyšlo najevo, že nejúčinnějším řešením pro budoucnost bude průmyslový řídicí systém postavený na technologiích Siemens.
Jennifer Hughesová, Generální manažer, Transikon

Snadná integrace, rychlé uvedení do provozu

bifor-img-6684-1280x720

Inženýři společnosti Transicon sestavili komplexní balíček technologií Siemens pro správu sítě ventilů, analyzátorů plynů, senzorů větru a dalších přístrojů na pracovišti BiFor FACE a pro shromažďování důležitých dat. Jádrem je Simatic S7-1200 programovatelný logický regulátor (PLC). Jako mozek systému zpracovává data v reálném čase - jako jsou vzorce větru, srážky a vystavení slunci, aby určil, kolik CO2 uvolnit, aby se udržely stanovené úrovně. Na portálu TIA (Totally Integrated Automation) společnosti Siemens byly také vyvinuty funkční bloky simulačních PLC, aby replikovaly provozní podmínky v reálném světě a podpořily testování systémů.

Sensors a akční členy v celém areálu jsou připojeny k PLC přes Simatic ET 200SP, modulární I/O systém, který umožňuje spolehlivý sběr dat a provádění příkazů v terénu. Díky polovodičovému spínání je systém vystaven menšímu mechanickému opotřebení, díky čemuž je robustnější a méně náchylný k poruchám. Moduly lze navíc přepínat za provozu bez přerušení provozu.

Siemens WinCC, platforma SCADA, dohlíží na celý proces a poskytuje výzkumníkům v BiFor FACE jasný pohled na stav systému v reálném čase. Potřeby údržby lze nyní snáze identifikovat, což umožňuje rychlejší a cílenější řešení problémů. Klíčovou novinkou byl vývoj 3D vizualizačního enginu, který umožňuje výzkumníkům vidět relativní výšky všech senzorů a prohlížet pole z více úhlů - což je významné zlepšení oproti základnímu rozhraní předchozího systému.

Díky Digital Twin Schopnosti integrované do TIA Portal, Inženýři společnosti Transicon byli schopni simulovat a otestovat systém před instalací. To zjednodušilo proces integrace a zkrátilo dobu uvedení do provozu snížením potřeby úprav na místě. A pokud na cestě potřebovali pomoc, mohli se obrátit na inženýry ze společnosti Siemens o podporu.

Model pro další výzkumné ústavy

Nové nastavení je přesně to, co doktor Kris Hart a jeho tým potřebovali. „Odborné znalosti společnosti Transicon nám umožnily výrazně zvýšit přesnost a spolehlivost našeho systému dodávání oxidu uhličitého, což je naprosto nezbytné pro integritu našeho dlouhodobého výzkumu změny klimatu,“ říká. A co víc, instalace může být replikována na další místa po celém světě, kde studují dopad vyšších koncentrací CO2 v atmosféře.

To bylo podle návrhu, říká Jennifer Hughes: „Řešení, které jsme vyvinuli, poskytuje plán spolehlivých a konzistentních experimentálních řídicích systémů, které by mohly být implementovány globálně, pokud by se experimenty FACE v budoucnu rozšířily na další místa.“ Protože pokud mají zjištění BiFor FACE utvářet globální klimatickou politiku, budou muset být podpořena údaji z jiných vzrostlých lesů po celém světě.

Profily společnosti

BiFor FACE

Od roku 2017 simuluje Birminghamský institut pro výzkum lesů, Free Air Carbon Dioxide Enrichment nebo BiFor FACE předpokládanou atmosféru roku 2050 čerpáním CO₂ kolem vzrostlých dubů. Napodobováním budoucího prostředí mohou vědci pochopit, jak lze očekávat, že lesy budou reagovat na měnící se prostředí. BiFor FACE je jedním z pouhých tří takových zařízení na celém světě a je oslavován svým ekologickým designem.

BiFor FACE - Univerzita v Birminghamu

Transikon

Společnost Transicon byla založena v roce 1967 a sídlí v Queensway Business Park v Telfordu ve Velké Británii a vybudovala si silnou reputaci v oblasti navrhování a výroby řídicích systémů na míru. Odborné znalosti společnosti zahrnují střídavé, stejnosměrné a servopohony, jakož i systémy PLC a SCADA. Transicon slouží široké škále průmyslových klientů, kteří pracují po celé Velké Británii i na mezinárodní úrovni.

Specialisté na Systémovou Integraci a Průmyslovou Automatizaci | Transicon