Skip to main content
Această pagină este afișată prin traducere automată. Vizualizați în schimb în limba engleză?
bifor-forest-facilități-shero-2560x1440

Digitalizarea sprijină cercetarea climatică în Marea Britanie

bifor-34-1280x720

În urmă cu aproximativ 200 de ani, stejarii au fost plantați în această pădure din Staffordshire pentru a furniza cherestea flotei de nave din lemn a Marii Britanii. Apoi a venit revoluția industrială. Oțelul a înlocuit lemnul, iar pădurea a fost uitată. Lăsat să crească netulburat, acum servește unui scop foarte diferit: ca sit de cercetare pentru Institutul de Cercetări Forestiere din Birmingham, experimentul de îmbogățire a dioxidului de carbon în aer liber sau BiFor FACE. Aici, oamenii de știință expun copacii maturi la niveluri ridicate de CO2 pentru a studia modul în care pădurile ar putea răspunde la un climat în schimbare.

Dr. Kris Hart, care deține un doctorat în biogeochimia solului și acum servește ca șef de operațiuni la BiFor FACE, explică: „Vrem să înțelegem cum creșterea relativ bruscă a CO2 atmosferic, determinată de emisiile de combustibili fosili, afectează structura și funcția ecosistemului forestier. Pentru a face acest lucru, expunem secțiuni de probă ale pădurii la nivelurile de CO2 așteptate până în 2050 și studiem totul, de la fiziologia copacilor și boli la plante subterane, soluri și insecte - practic la fiecare nivel la care te-ai putea gândi.”

Această abordare cuprinzătoare se bazează pe controlul precis și livrarea consecventă a CO2, împreună cu colectarea de date de înaltă calitate. Elementul central pentru ambele este hardware-ul și software-ul nostru de automatizare industrială.

O actualizare pregătită pentru viitor

În pădure, copacii sunt grupați în șase așa-numite matrice, fiecare înconjurat de turnuri deschise care permit vântului, ploii și insectelor să se miște liber prin sit. Trei dintre matrice sunt expuse în mod regulat la niveluri ridicate de CO2 într-o formă extrem de pură, care este obținut ca un produs secundar al digestiei anaerobe a deșeurilor alimentare. În fiecare dintre aceste tablouri, aproximativ 30 de puncte de livrare poziționate la diferite înălțimi eliberează CO2. Restul de trei matrice servesc ca diagrame de control pentru comparație.

Când proiectul a fost lansat în 2017, a fost ales un limbaj de programare bazat pe text care funcționează pe PC-uri pentru a controla instrumentele responsabile de eliberarea CO2 în matrice. De-a lungul timpului, sistemul a început să-și arate vârsta și limitările, determinând echipa de la BiFor FACE să caute o alternativă mai robustă și mai flexibilă - ceea ce i-a condus la integratorul de sistem Transicon.

„Am început prin a asculta îndeaproape nevoile cercetătorilor”, spune Jennifer Hughes, director general la Transicon. „A devenit rapid clar că cea mai eficientă soluție pentru viitor ar fi un sistem de control industrial construit în jurul tehnologiilor Siemens.”

bifor-dji-0010-1280x720
A devenit rapid clar că cea mai eficientă soluție pentru viitor ar fi un sistem de control industrial construit în jurul tehnologiilor Siemens.
Jennifer Hughes, Director General, Transicon

Integrare ușoară, punere în funcțiune rapidă

bifor-img-6684-1280x720

Inginerii de la Transicon au asamblat un pachet cuprinzător de tehnologii Siemens pentru a gestiona rețeaua de supape, analizoare de gaze, senzori de vânt și alte instrumente la sediul BiFor FACE și pentru a colecta date vitale. La bază se află Simatic S7-1200 controler logic programabil (PLC). Ca creier al sistemului, procesează date în timp real - cum ar fi modelele vântului, precipitațiile și expunerea la soare pentru a determina cât de mult CO2 să elibereze pentru a menține nivelurile specificate. Blocurile funcționale PLC de simulare au fost, de asemenea, dezvoltate în portalul TIA (Automatizare totală integrată) al Siemens pentru a reproduce condițiile de operare din lumea reală pentru a sprijini testarea sistemului.

Sensors și actuatoare de pe șantier sunt conectate la PLC prin intermediul Simatic ET 200SP, un sistem modular I/O care permite colectarea fiabilă a datelor și executarea comenzilor în teren. Datorită comutării sale în stare solidă, sistemul este expus la o uzură mecanică mai mică, făcându-l mai robust și mai puțin predispus la defecțiuni. În plus, modulele pot fi schimbate la cald fără întreruperea operațiunilor.

Siemens WinCC, o platformă SCADA, supraveghează întregul proces, oferind cercetătorilor de la BiFor FACE o vizualizare clară, în timp real, a stării sistemului. Necesitățile de întreținere sunt acum mai ușor de identificat, permițând o depanare mai rapidă și mai direcționată. O inovație cheie a fost dezvoltarea unui motor de vizualizare 3D, care permite cercetătorilor să vadă înălțimile relative ale tuturor senzorilor și să vizualizeze matricele din mai multe unghiuri - o îmbunătățire semnificativă față de interfața de bază a sistemului anterior.

Mulțumită Digital Twin Capacități integrate în TIA Portal, inginerii Transicon au reușit să simuleze și să testeze sistemul înainte de instalare. Acest lucru a simplificat procesul de integrare și a scurtat timpul de punere în funcțiune prin reducerea necesității de ajustări la fața locului. Și dacă aveau nevoie de asistență pe parcurs, puteau apela la inginerii de la Siemens pentru asistență.

Un model pentru alte institute de cercetare

Noua configurație este exact ceea ce aveau nevoie Dr. Kris Hart și echipa sa. „Expertiza Transicon ne-a permis să îmbunătățim semnificativ precizia și fiabilitatea sistemului nostru de livrare a dioxidului de carbon, care este absolut vital pentru integritatea cercetării noastre pe termen lung privind schimbările climatice”, spune el. Mai mult, instalația poate fi replicată în alte locații din întreaga lume, studiind impactul concentrațiilor mai mari de CO2 în atmosferă.

Asta a fost prin design, spune Jennifer Hughes: „Soluția pe care am dezvoltat-o oferă un plan pentru sisteme de control experimental fiabile și consecvente, care ar putea fi implementate la nivel global dacă experimentele FACE vor fi extinse în alte locații în viitor”. Pentru că, dacă constatările BiFor FACE vor modela politica climatică globală, acestea vor trebui să fie susținute de date din alte păduri mature din întreaga lume.

Profiluri de companie

BiFor Face

Din 2017, Institutul de Cercetări Forestiere din Birmingham, Free Air Carbon Dioxide Enrichment sau BiFor FACE, a simulat atmosfera prevăzută pentru 2050 prin pomparea CO₂ în jurul stejarilor maturi. Imitând mediul viitor, cercetătorii pot înțelege modul în care se poate aștepta ca pădurile să răspundă la un mediu în schimbare. BiFor FACE este una dintre cele trei astfel de facilități la nivel global și a fost sărbătorită pentru designul său ecologic.

BiFor FACE - Universitatea din Birmingham

Transicon

Fondată în 1967 și cu sediul în Queensway Business Park din Telford, Marea Britanie, Transicon și-a construit o reputație puternică în proiectarea și fabricarea sistemelor de control personalizate. Expertiza companiei acoperă acționări AC, DC și servo, precum și sisteme PLC și SCADA. Transicon deservește o gamă largă de clienți industriali, care lucrează în Marea Britanie și la nivel internațional.

Specialiști în System Integration & Automatizări Industriale | Transicon