Skip to main content
Ta stran je prikazana z avtomatskim prevajanjem. Namesto tega glej v angleščini?
bifor-gozdni objekt-shero-2560x1440

Digitalizacija podpira podnebne raziskave v Združenem kraljestvu

bifor-34-1280x720

Pred približno 200 leti so v tem gozdu v Staffordshireu posadili hraste za dobavo lesa za britansko leseno ladjsko floto. Potem je prišla industrijska revolucija. Jeklo je nadomestilo les in gozd je bil pozabljen. Pustimo, da raste nemoteno, zdaj služi povsem drugačnemu namenu: kot raziskovalno mesto Birminghamskega inštituta za raziskave gozdov, poskusa obogatitve ogljikovega dioksida v prostem zraku ali BiFor FACE. Tu znanstveniki izpostavljajo zrela drevesa povišanim nivojem CO2, da bi preučili, kako bi se gozdovi lahko odzvali na spreminjajoče se podnebje.

Dr. Kris Hart, ki je doktoriral iz biogeokemije tal in zdaj deluje kot vodja operacij pri BiFor FACE, pojasnjuje: »Želimo razumeti, kako razmeroma nenaden porast atmosferskega CO2, ki ga povzročajo emisije fosilnih goriv, vpliva na strukturo in delovanje gozdnega ecosystem. Da bi to naredili, izpostavljamo vzorčne dele gozda ravni CO2, ki se pričakuje do leta 2050, in preučujemo vse, od fiziologije dreves in bolezni do podtalnih rastlin, tal in žuželk — v bistvu vse ravni, ki si jih lahko zamislite.

Ta celovit pristop temelji na natančnem nadzoru in doslednem zagotavljanju CO2 ter zbiranju visokokakovostnih podatkov. Osrednji del obeh sta naša strojna in programska oprema za industrijsko avtomatizacijo.

Posodobitev, ki je odporna na prihodnost

V gozdu so drevesa združena v šest tako imenovanih nizov, od katerih je vsak obdan z odprtimi stolpi, ki vetru, dežju in žuželkam omogočajo prosto gibanje po mestu. Tri serije so redno izpostavljene povišanim nivojem CO2 v zelo čisti obliki, ki nastane kot stranski produkt anaerobne prebave živilskih odpadkov. V vsakem od teh nizov približno 30 dostavnih točk, nameščenih na različnih višinah, sprošča CO2. Preostali trije nizi služijo kot kontrolne ploskve za primerjavo.

Ko se je projekt začel leta 2017, je bil za nadzor instrumentov, odgovornih za sproščanje CO2 v nize, izbran besedilni programski jezik, ki deluje na osebnih računalnikih. Sčasoma je sistem začel prikazovati svojo starost in omejitve, kar je ekipo BiFor FACE spodbudilo k iskanju bolj robustne in prilagodljive alternative - kar jih je pripeljalo do sistemskega integratorja Transicon.

»Začeli smo s pozornim poslušanjem potreb raziskovalcev,« pravi Jennifer Hughes, generalna direktorica Transicona. »Hitro je postalo jasno, da bo najučinkovitejša in prihodnost odporna rešitev industrijski nadzorni sistem, zgrajen na podlagi Siemens tehnologij.«

bifor-dji-0010-1280x720
Hitro je postalo jasno, da bo najučinkovitejša in prihodnost odporna rešitev industrijski nadzorni sistem, zgrajen na podlagi Siemensovih tehnologij.
Jennifer Hughes, Generalni direktor, Transicon

Enostavna integracija, hiter zagon

bifor-img-6684-1280x720

Inženirji pri Transiconu so sestavili obsežen paket Siemensovih tehnologij za upravljanje omrežja ventilov, analizatorjev plina, vetrnih senzorjev in drugih instrumentov na lokaciji BiFOR FACE ter za zbiranje ključnih podatkov. V središču je Simatic S7-1200 programabilni logični krmilnik (PLC). Kot možgani sistema obdelujejo podatke v realnem času - kot so vzorci vetra, padavine in izpostavljenost soncu, da določi, koliko CO2 sprosti za vzdrževanje določenih ravni. Simulacijski PLC funkcijski bloki so bili razviti tudi na Siemensovem portalu TIA (Totally Integrated Automation) za ponovitev dejanskih delovnih pogojev za podporo testiranju sistema.

Sensors in aktuatorji na celotnem mestu so povezani s PLC prek Simatic ET 200SP, modularni I/O sistem, ki omogoča zanesljivo zbiranje podatkov in izvajanje ukazov na terenu. Zahvaljujoč polprevodniškemu preklopu je sistem izpostavljen manjši mehanski obrabi, zaradi česar je bolj robusten in manj nagnjen k okvaram. Poleg tega je mogoče module vroče zamenjati brez prekinitve delovanja.

Siemens WinCC, platforma SCADA, nadzoruje celoten postopek in raziskovalcem na BiFor FACE zagotavlja jasen pogled na stanje sistema v realnem času. Potrebe po vzdrževanju je zdaj lažje prepoznati, kar omogoča hitrejše in bolj ciljno usmerjeno odpravljanje težav. Ključna novost je bil razvoj motorja za 3D vizualizacijo, ki raziskovalcem omogoča, da vidijo relativne višine vseh senzorjev in si ogledujejo niz iz več zornih kotov - bistveno izboljšanje v primerjavi z osnovnim vmesnikom prejšnjega sistema.

Zahvaljujoč Digital Twin zmogljivosti, integrirane v TIA Portal, Transiconovi inženirji so lahko simulirali in preizkusili sistem pred namestitvijo. To je racionaliziralo proces integracije in skrajšalo čas zagona z zmanjšanjem potrebe po prilagoditvah na kraju samem. In če bi potrebovali pomoč na poti, bi se lahko za podporo obrnili na inženirje v Siemensu.

Model za druge raziskovalne inštitute

Nova postavitev je ravno tisto, kar sta potrebovala dr. Kris Hart in njegova ekipa. »Transiconovo strokovno znanje nam je omogočilo, da bistveno izboljšamo natančnost in zanesljivost našega sistema za dovajanje ogljikovega dioksida, kar je nujno pomembno za celovitost naših dolgoročnih raziskav podnebnih sprememb,« pravi. Še več, napravo je mogoče ponoviti na druga mesta po vsem svetu, ki preučujejo vpliv višjih koncentracij CO2 v ozračju.

To je bilo zasnovano, pravi Jennifer Hughes: »Rešitev, ki smo jo razvili, ponuja načrt za zanesljive, dosledne eksperimentalne nadzorne sisteme, ki bi jih lahko izvajali po vsem svetu, če bi se poskusi FACE v prihodnosti razširili na druge lokacije.« Ker če bodo ugotovitve BiFor FACE oblikovale globalno podnebno politiko, jih bo treba podpreti s podatki iz drugih zrelih gozdov po vsem svetu.

Profili podjetij

BIFOR FACE

Od leta 2017 Birminghamski inštitut za raziskave gozdov, obogatitev ogljikovega dioksida v prostem zraku ali BiFOR FACE simulira napovedano ozračje leta 2050 s črpanjem CO₂ okoli zrelih hrastov. S posnemanjem prihodnjega okolja lahko raziskovalci razumejo, kako lahko pričakujemo, da se bodo gozdovi odzvali na spreminjajoče se okolje. BiFor FACE je eden izmed treh takšnih objektov po vsem svetu in je bil slavljen po okolju prijaznem dizajnu.

BiFor FACE - Univerza v Birminghamu

Transicon

Transicon, ustanovljen leta 1967 in s sedežem v Queensway Business Parku v Telfordu v Veliki Britaniji, si je zgradil močan ugled pri oblikovanju in izdelavi nadzornih sistemov po meri. Strokovno znanje podjetja zajema AC, DC in servo pogone ter sisteme PLC in SCADA. Transicon služi širokemu krogu industrijskih strank, ki delujejo po vsej Veliki Britaniji in na mednarodni ravni.

Strokovnjaki za integracijo sistemov in industrijsko avtomatizacijo | Transicon