Skip to main content
This page is displayed using automated translation. View in English instead?
bifor-šumski objekat-shero-2560k1440

Digitalizacija podržava klimatska istraživanja u Velikoj Britaniji

bifor-34-1280x720

Pre nekih 200 godina, hrastovi su zasađeni u ovoj šumi u Stafordshireu kako bi snabdevali drvetom za britansku drvenu brodsku flotu. Zatim je došla industrijska revolucija. Čelik je zamenio drvo, a šuma je zaboravljena. Ostavljen da raste nesmetano, sada služi sasvim drugoj svrsi: kao istraživačko mesto za Birmingemski institut za istraživanje šuma, eksperiment obogaćivanja ugljen-dioksidom slobodnog vazduha ili BiFor FACE. Ovde naučnici izlažu zrelo drveće povišenim nivoima CO2 kako bi proučili kako šume mogu reagovati na promenljivu klimu.

Dr Kris Hart, koji je doktorirao biogeohemiju zemljišta, a sada služi kao šef operacija u BiFor FACE-u, objašnjava: „Želimo da razumemo kako relativno nagli porast atmosferskog CO2, vođen emisijom fosilnih goriva, utiče na strukturu i funkciju šumskog ecosystem. Da bismo to učinili, izlažemo uzorke delova šume nivoima CO2 koji se očekuju do 2050. godine i proučavamo sve, od fiziologije drveća i bolesti do podzemnih biljaka, zemljišta i insekata - u osnovi svaki nivo koji biste mogli da pomislite.“

Ovaj sveobuhvatan pristup oslanja se na preciznu kontrolu i doslednu isporuku CO2, zajedno sa prikupljanjem visokokvalitetnih podataka. Centralno za oba su naš hardver i softver za industrijsku automatizaciju.

Ažuriranje otporno na budućnost

Unutar šume drveće je grupisano u šest takozvanih nizova, svaki okružen otvorenim kulama koje omogućavaju vetru, kiši i insektima da se slobodno kreću kroz lokaciju. Tri niza su redovno izložena povišenim nivoima CO2 u visoko čistom obliku, koji se dobija kao nusprodukt anaerobnog varenja otpada od hrane. U svakom od ovih nizova, oko 30 tačaka isporuke postavljenih na različitim visinama oslobađa CO2. Preostala tri niza služe kao kontrolni grafikoni za poređenje.

Kada je projekat pokrenut 2017. godine, izabran je tekstualni programski jezik koji radi na računarima za kontrolu instrumenata odgovornih za oslobađanje CO2 u nizove. Vremenom je sistem počeo da pokazuje svoju starost i ograničenja, što je navelo tim BiFor FACE-a da traži robusniju i fleksibilniju alternativu - što ih je dovelo do sistemskog integratora Transicona.

„Počeli smo pomno slušajući potrebe istraživača“, kaže Jennifer Hughes, generalni direktor Transicon-a. „Brzo je postalo jasno da će najefikasnije i najotpornije rešenje biti industrijski sistem upravljanja izgrađen na Siemensovim tehnologijama.“

bifor-dji-0010-1280x720
Brzo je postalo jasno da će najefikasnije i buduće rešenje biti industrijski sistem upravljanja izgrađen na Siemensovim tehnologijama.
Jennifer Hughes, Generalni direktor, Transicon

Jednostavna integracija, brzo puštanje u rad

bifor-img-6684-1280x720

Inženjeri iz Transicon-a sastavili su sveobuhvatan paket Siemensovih tehnologija za upravljanje mrežom ventila, analizatora gasa, senzora vetra i drugih instrumenata na lokaciji BiFOR FACE i za prikupljanje vitalnih podataka. U suštini je Simatic S7-1200 programabilni logički kontroler (PLC). Kao mozak sistema, on obrađuje podatke u realnom vremenu - kao što su obrasci vetra, padavine i izlaganje suncu kako bi odredio koliko CO2 treba osloboditi da bi se održali određeni nivoi. Simulacioni PLC funkcijski blokovi takođe su razvijeni na Siemensovom TIA (Totally Integrated Automation) portalu za repliciranje uslova rada u stvarnom svetu kako bi podržali testiranje sistema.

Sensors i aktuatori širom lokacije povezani su sa PLC-om preko Simatic ET 200SP, modularni I/O sistem koji omogućava pouzdano prikupljanje podataka i izvršavanje naredbi na terenu. Zahvaljujući prebacivanju u čvrstom stanju, sistem je izložen manjem mehaničkom habanju, što ga čini robusnijim i manje sklonim kvarovima. Osim toga, moduli se mogu vruće zameniti bez prekida rada.

Siemens VinCC, SCADA platforma, nadgleda ceo proces, pružajući istraživačima u BiFor FACE-u jasan prikaz statusa sistema u realnom vremenu. Potrebe za održavanjem sada je lakše identifikovati, omogućavajući brže i ciljanije rešavanje problema. Ključna inovacija bio je razvoj motora za 3D vizuelizaciju, koji omogućava istraživačima da vide relativne visine svih senzora i gledaju nizove iz više uglova - značajno poboljšanje u odnosu na osnovni interfejs prethodnog sistema.

Zahvaljujući Digital Twin mogućnosti integrisane u TIA Portal, Transiconovi inženjeri uspeli su da simuliraju i testiraju sistem pre instalacije. Ovo je pojednostavilo proces integracije i skratilo vreme puštanja u rad smanjujući potrebu za prilagođavanjem na licu mesta. A ako im je potrebna pomoć na putu, mogli bi se obratiti inženjerima u Siemensu za podršku.

Model za druge istraživačke institute

Novo podešavanje je upravo ono što je dr Krisu Hartu i njegovom timu trebalo. „Transiconova stručnost omogućila nam je da značajno poboljšamo preciznost i pouzdanost našeg sistema isporuke ugljen-dioksida, što je apsolutno od vitalnog značaja za integritet našeg dugoročnog istraživanja klimatskih promena“, kaže on. Štaviše, instalacija se može replicirati na druga mesta širom sveta proučavajući uticaj viših koncentracija CO2 u atmosferi.

To je bilo po dizajnu, kaže Jennifer Hughes: „Rešenje koje smo razvili pruža nacrt pouzdanih, doslednih eksperimentalnih kontrolnih sistema koji bi se mogli primeniti globalno ako se FACE eksperimenti prošire na druge lokacije u budućnosti.“ Jer ako nalazi BiFor FACE-a žele da oblikuju globalnu klimatsku politiku, moraće da budu podržani podacima iz drugih zrelih šuma širom sveta.

Profili preduzeća

BIFOR FACE

Od 2017. godine Birmingemski institut za istraživanje šuma, obogaćivanje ugljen-dioksidom slobodnog vazduha, ili BiFOR FACE, simulira predviđenu atmosferu 2050. pumpanjem CO₂ oko zrelih hrasta. Oponašajući buduće okruženje, istraživači mogu razumeti kako se može očekivati da šume reaguju na promenljivo okruženje. BiFor FACE je jedan od samo tri takva objekta širom sveta i proslavljen je zbog svog ekološkog dizajna.

BiFor FACE - Univerzitet u Birminghamu

Transicon

Osnovan 1967. godine i sa sedištem u Kueensvai Business Parku u Telfordu u Velikoj Britaniji, Transicon je izgradio snažnu reputaciju u dizajniranju i proizvodnji kontrolnih sistema po meri. Stručnost kompanije pokriva AC, DC i servo pogone, kao i PLC i SCADA sisteme. Transicon opslužuje širok spektar industrijskih klijenata, koji rade širom Velike Britanije i međunarodno.

Stručnjaci za integraciju sistema i industrijsku automatizaciju | Transicon