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디지털화는 영국의 기후 연구를 지원한대요

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약 200년 전에 영국 목선에 쓸 목재를 공급하기 위해 스태퍼드셔에 있는 이 숲에 참나무를 심었어요.그리고 산업혁명이 왔어요.강철이 나무를 대체했고 숲은 잊혀졌어요.그대로 놔뒀다가 지금은 아주 다른 용도로 쓰이고 있어요. 버밍엄 산림연구소, 공중공기 이산화탄소 농축 실험, BiFor FACE를 위한 연구 장소로요.여기 과학자들은 숲이 기후 변화에 어떻게 반응하는지 연구하기 위해 성숙한 나무를 높은 수준의 CO2에 노출시켜요.

토양 생지화학 박사 학위를 소지하고 현재 BiForFACE에서 운영 책임자로 재직하고 있는 크리스 하트 박사는 이렇게 설명해요. “우리는 화석 연료 배출로 인한 대기 중 CO2의 급격한 상승이 산림 생태계의 구조와 기능에 어떤 영향을 미치는지 이해하고 싶어요.그렇게 하기 위해 숲의 표본을 2050년까지 예상되는 이산화탄소 수준으로 노출시켜 나무 생리학과 질병부터 지하 식물, 토양, 곤충에 이르기까지 모든 것을 연구하고 있어요. 기본적으로 여러분이 생각할 수 있는 모든 수준을 연구하고 있어요.”

이 포괄적인 접근법은 고품질 데이터 수집과 함께 CO2의 정밀 제어와 일관된 전달에 의존해요.둘 다의 중심은 산업 자동화 하드웨어와 소프트웨어예요.

미래에도 사용할 수 있는 업데이트요

숲 안에서 나무는 여섯 개의 배열로 묶여 있어요. 각 배열은 바람, 비, 곤충이 자유롭게 이동할 수 있는 열린 탑으로 둘러싸여 있어요.어레이 중 세 개는 음식물 쓰레기의 혐기성 소화 부산물로 나오는 고순도 형태의 높은 수준의 CO2에 정기적으로 노출돼요.각 어레이에서 다양한 높이에 배치된 약 30개의 배송 지점이 CO2를 방출해요.나머지 세 배열은 비교를 위한 제어도 역할을 해요.

2017년에 프로젝트가 시작됐을 때, 어레이로 CO2를 방출하는 역할을 하는 기기를 제어하기 위해 PC에서 작동하는 텍스트 기반 프로그래밍 언어가 선택됐어요.시간이 지나면서 시스템의 노후화와 한계가 나타나기 시작했고 BiFor FACE 팀은 더 강력하고 유연한 대안을 찾게 되었고, 그 결과 시스템 통합업체인 Transicon을 알게 됐어요.

트랜지콘의 제니퍼 휴즈 (Jennifer Hughes) 제너럴 매니저는 “우리는 연구원들의 요구에 귀를 기울이는 것으로 시작했어요.” 라고 말합니다.“가장 효과적이고 미래 지향적인 솔루션은 Siemens 기술을 기반으로 구축된 산업 제어 시스템이라는 것이 금방 분명해졌어요.”

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가장 효과적이고 미래 지향적인 솔루션은 Siemens 기술을 기반으로 구축된 산업 제어 시스템이라는 것이 금세 분명해졌어요.
제니퍼 휴즈, 제너럴 매니저, 트랜지콘

간편한 통합, 빠른 커미셔닝

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Transicon의 엔지니어들이 BiFor FACE 사이트의 밸브, 가스 분석기, 풍향 센서 및 기타 기기의 네트워크를 관리하고 중요한 데이터를 수집하기 위해 Siemens 기술의 포괄적인 패키지를 조립했어요.핵심은 시마틱 S7-1200 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC).시스템의 두뇌로서 바람 패턴, 강우량, 태양 노출과 같은 실시간 데이터를 처리하여 지정된 수준을 유지하기 위해 방출해야 하는 CO2의 양을 결정합니다.시뮬레이션 PLC 기능 블록은 실제 작동 조건을 복제하여 시스템 테스트를 지원하도록 지멘스의 TIA (완전 통합 자동화) 포털에서도 개발됐어요.

사이트 전체의 센서와 액추에이터는 다음을 통해 PLC에 연결돼요 시마틱 ET 200SP, 현장에서의 안정적인 데이터 수집과 명령 실행을 가능하게 하는 모듈식 I/O 시스템이에요.솔리드 스테이트 스위칭 덕분에 시스템이 기계적 마모에 덜 노출되어 더 견고하고 고장날 가능성이 적어요.게다가 작동 중단 없이 모듈을 핫스왑할 수 있어요.

지멘스 윈씨씨SCADA 플랫폼으로 전체 프로세스를 감독해 BiFor FACE의 연구원들이 시스템 상태를 실시간으로 명확하게 볼 수 있게 해줘요.이제 유지 관리 요구 사항을 더 쉽게 식별할 수 있어 더 빠르고 정확한 문제 해결이 가능해요.핵심 혁신은 연구원들이 모든 센서의 상대적 높이를 보고 여러 각도에서 배열을 볼 수 있게 해주는 3D 시각화 엔진의 개발이었어요. 이전 시스템의 기본 인터페이스보다 크게 개선됐어요.

고마워요 디지털 트윈 기능이 통합되어 있어요. TIA 포털, Transicon 엔지니어들이 설치 전에 시스템을 시뮬레이션하고 테스트할 수 있었어요.이를 통해 통합 프로세스가 간소화되고 현장 조정의 필요성이 줄어들어 시운전 시간이 단축됐어요.그리고 도중에 도움이 필요하면 Siemens 엔지니어들에게 지원을 요청하면 돼요.

다른 연구소들의 모델이에요

크리스 하트 박사님 팀에 딱 필요한 게 새 세팅이에요.“트랜지콘의 전문 지식 덕분에 장기 기후 변화 연구의 무결성에 절대적으로 중요한 이산화탄소 전달 시스템의 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있었어요.” 라고 그는 말합니다.게다가 전 세계 다른 장소에 설치를 복제해서 대기 중 고농도 CO2가 미치는 영향을 연구할 수 있어요.

Jennifer Hughes는 이렇게 말합니다. “우리가 개발한 솔루션은 신뢰할 수 있고 일관된 실험 제어 시스템의 청사진을 제공하는데, 향후 FACE 실험이 다른 지역으로 확장될 경우 전 세계적으로 구현될 수 있어요.”BiFor FACE의 연구 결과가 세계 기후 정책을 구체화하려면 전 세계 다른 원생림의 데이터로 뒷받침되어야 하니까요.

회사 프로필

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2017년부터 버밍엄 산림연구소, 프리 에어 이산화탄소 인리치먼트 (BiFor FACE) 는 성숙한 참나무 주위에 CO₂를 펌핑해서 2050년 예상 대기를 시뮬레이션했어요.미래 환경을 모방함으로써 연구자들은 삼림이 변화하는 환경에 어떻게 반응할 것으로 예상되는지 이해할 수 있어요.BiFor FACE는 전 세계적으로 세 곳밖에 안 되는 시설 중 하나예요, 친환경 디자인으로 유명해요.

BiFor FACE - 버밍엄 대학교

트랜지콘

1967년에 설립되어 영국 텔포드의 퀸즈웨이 비즈니스 파크에 기반을 두고 있는 Transicon은 맞춤형 제어 시스템 설계 및 제조로 탄탄한 명성을 쌓았어요.회사의 전문 지식은 AC, DC, 서보 드라이브는 물론 PLC와 SCADA 시스템도 포함돼요.Transicon은 영국 전역과 해외에서 일하는 다양한 산업 고객에게 서비스를 제공해요.

시스템 통합 & 산업 자동화 전문가들 | 트랜지콘