A digitalizáció támogatja az éghajlatkutatást az Egyesült Királyságban

Körülbelül 200 évvel ezelőtt tölgyeket ültettek ebbe a staffordshire-i erdőbe, hogy fát szállítsanak brit fahajók flottájának. Aztán jött az ipari forradalom. Az acél helyettesítette a fát, és az erdőt elfelejtették. Ha zavartalanul növekszik, most egészen más célt szolgál: a Birminghami Erdészeti Kutatási Intézet, a Free Air Carbon Dioxid-dúsítási kísérlet vagy a BiFor FACE kutatási helyszíne. Itt a tudósok az érett fákat magas szén-dioxid-szinteknek teszik ki, hogy megvizsgálják, hogyan reagálhatnak az erdők a változó éghajlatra.

Dr. Kris Hart, aki PhD fokozatot szerzett a talajbiogeokémiából, és most a BiFor FACE üzemeltetési vezetőjeként szolgál, elmagyarázza: „Szeretnénk megérteni, hogy a légköri CO2 viszonylag hirtelen növekedése, amelyet fosszilis tüzelőanyagok kibocsátása okoz, hogyan befolyásolja az erdei ecosystem szerkezetét és működését. Ennek érdekében az erdő mintarészeit 2050-re várható szén-dioxid-szinteknek tesszük ki, és mindent tanulmányozunk a fafiziológiától és a betegségektől kezdve az aljnövényekig, talajokig és rovarokig — alapvetően minden olyan szintet, amire gondolhatunk.

Ez az átfogó megközelítés a szén-dioxid-kibocsátás pontos ellenőrzésére és következetes szállítására, valamint a kiváló minőségű adatok gyűjtésére támaszkodik. Mindkettő középpontjában ipari automatizálási hardver és szoftver áll.

Jövőbiztos frissítés

Az erdőn belül a fákat hat úgynevezett tömbbe csoportosítják, amelyek mindegyikét nyitott tornyok veszik körül, amelyek lehetővé teszik a szél, az eső és a rovarok szabad mozgását a helyszínen. A tömbök közül három rendszeresen magas CO2 szintnek van kitéve rendkívül tiszta formában, amely az élelmiszer-hulladék anaerob emésztésének melléktermékeként származik. Mindegyik tömbben körülbelül 30 különböző magasságban elhelyezett szállítási pont szabadítja fel a CO2-t. A fennmaradó három tömb vezérlődiagramként szolgál összehasonlításhoz.

A projekt 2017-ben indításakor a számítógépeken működő szöveges programozási nyelvet választottak a szén-dioxid tömbökbe történő kibocsátásáért felelős eszközök vezérlésére. Idővel a rendszer megmutatta életkorát és korlátait, ami arra késztette a BiFor FACE csapatát, hogy egy robusztusabb és rugalmasabb alternatívát keressenek - ami a Transicon rendszerintegrátorhoz vezetett őket.

„Azzal kezdtük, hogy alaposan meghallgattuk a kutatók igényeit” - mondja Jennifer Hughes, a Transicon vezérigazgatója. „Gyorsan világossá vált, hogy a leghatékonyabb és jövőbiztosabb megoldás egy ipari vezérlőrendszer lesz, amely a Siemens technológiáira épül.”

Gyorsan világossá vált, hogy a leghatékonyabb és jövőbiztosabb megoldás egy ipari vezérlőrendszer lesz, amely a Siemens technológiáira épül.

Jennifer Hughes, Vezérigazgató, Transicon

Egyszerű integráció, gyors üzembe helyezés

A Transicon mérnökei a Siemens-technológiák átfogó csomagját állították össze a szelepek, gázanalizátorok, szélérzékelők és egyéb műszerek hálózatának kezelésére a BiFOR FACE telephelyén, valamint a létfontosságú adatok gyűjtésére. A lényeg a Simatic S7-1200 programozható logikai vezérlő (PLC). A rendszer agyaként valós idejű adatokat dolgoz fel - például a szélmintákat, a csapadékot és a napsugárzást, hogy meghatározza, hogy mennyi szén-dioxidot kell kibocsátani a megadott szint fenntartása érdekében. A Siemens TIA (Totally Integrated Automation) portálján is kifejlesztették a szimulációs PLC funkcióblokkokat, hogy megismételjék a valós működési feltételeket a rendszer tesztelésének támogatása érdekében.

Sensors és működtetők a helyszínen keresztül kapcsolódnak a PLC-hez Simatic ET 200SP, moduláris I/O rendszer, amely megbízható adatgyűjtést és parancsvégrehajtást tesz lehetővé a terepen. A szilárdtest-kapcsolásnak köszönhetően a rendszer kevesebb mechanikai kopásnak van kitéve, így robusztusabb és kevésbé hajlamos a meghibásodásokra. Ráadásul a modulok melegen cserélhetők a műveletek megszakítása nélkül.

Siemens WinCCAz SCADA platform felügyeli a teljes folyamatot, és a BiFor FACE kutatói világos, valós idejű képet kapnak a rendszer állapotáról. A karbantartási igények mostantól könnyebben azonosíthatók, így gyorsabb és célzottabb hibaelhárítás is lehetséges Kulcsfontosságú újítás egy 3D vizualizációs motor kifejlesztése volt, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy lássák az összes érzékelő relatív magasságát, és több szögből nézzék meg a tömböket - ez jelentős javulás az előző rendszer alapfelületéhez képest.

Köszönet a Digital Twin integrált képességek TIA Portal, a Transicon mérnökei képesek voltak szimulálni és tesztelni a rendszert a telepítés előtt. Ez egyszerűsítette az integrációs folyamatot és lerövidítette az üzembe helyezési időt azáltal, hogy csökkentette a helyszíni kiigazítások szükségességét. És ha útközben segítségre lenne szükségük, segítségért fordulhatnak a Siemens mérnökeihez.

Modell más kutatóintézetek számára

Az új beállítás éppen az, amire Dr. Kris Hartnak és csapatának szüksége volt. „A Transicon szakértelme lehetővé tette számunkra, hogy jelentősen növeljük szén-dioxid-szállító rendszerünk pontosságát és megbízhatóságát, ami elengedhetetlen a hosszú távú éghajlatváltozási kutatásunk integritása szempontjából” - mondja. Ráadásul a létesítmény a világ más helyszíneire is replikálható, tanulmányozva a magasabb CO2 koncentrációjának hatását a légkörben.

Ez a tervezés szerint történt, mondja Jennifer Hughes: „Az általunk kifejlesztett megoldás tervrajzot nyújt megbízható, következetes kísérleti vezérlőrendszerekhez, amelyek globális szinten megvalósíthatók, ha a FACE kísérleteket a jövőben más helyekre is kiterjesztenék.” Mert ha a BiFor FACE megállapításai alakítják a globális éghajlatpolitikát, azokat a világ más érett erdőinek adataival kell alátámasztani.

Vállalati profilok

BIFOR FACE

2017 óta a Birminghami Erdészeti Kutatási Intézet, a Free Air Carbon Dioxid Ruching vagy a BiFOR FACE szimulálja a 2050-es előrejelzett légkört azáltal, hogy CO₂ szivattyúzza az érett tölgyfák köré. A jövőbeli környezet utánozásával a kutatók megérthetik, hogy az erdők hogyan reagálnak a változó környezetre. A BiFor FACE világszerte a mindössze három ilyen létesítmény egyike, és környezetbarát kialakítása miatt ünnepelték.

BiFor FACE - Birminghami Egyetem

Transicon

Az 1967-ben alapított Transicon az Egyesült Királyságban, Telfordban található Queensway Business Parkban erős hírnevet szerzett a személyre szabott vezérlőrendszerek tervezésében és gyártásában. A vállalat szakértelme kiterjed az AC, DC és szervohajtásokra, valamint PLC és SCADA rendszerekre. A Transicon ipari ügyfelek széles körét szolgálja ki, akik az Egyesült Királyságban és nemzetközi szinten dolgoznak.

System Integration és ipari automatizálási szakemberek | Transicon

További információk

IT/OT integráció

A SIMATIC Energy Manager rögzíti az energia- és médiafogyasztást, és integrálja a gépek, SCADA és épületrendszerek adatait. Támogatja a közös protokollokat és interfészeket, adatokat szolgáltatva a fenntarthatóság és az ESG platformok számára.

SIMATIC S7-1200

Az alapvető vezérlők az intelligens választás az integrált kommunikációs és technológiai funkciókkal rendelkező kompakt automatizálási megoldásokhoz. A SIMATIC S7-1200 vezérlők szabványos és hibamentes változatban kaphatók.