Skip to main content
Цю сторінку перекладено автоматично. Перейти натомість до англійської версії?
Біфор-лісобудівний-шеро-2560х1440

Цифровізація підтримує кліматичні дослідження у Великобританії

bifor-34-1280x720

Близько 200 років тому в цьому лісі в Стаффордширі були висаджені дуби для постачання деревини для флоту дерев'яних кораблів Великобританії. Потім настала промислова революція. Сталь замінила деревину, а ліс був забутий. Залишений рости безперешкодно, тепер він служить зовсім іншій меті: як дослідницький центр для Бірмінгемського інституту лісових досліджень, експерименту зі збагачення вуглекислого газу у вільному повітрі або BiFor FACE. Тут вчені піддають зрілі дерева підвищеному рівню CO2, щоб вивчити, як ліси можуть реагувати на зміну клімату.

Доктор Кріс Харт, який має ступінь доктора філософії з біогеохімії ґрунту, а зараз є керівником операцій BiFor FACE, пояснює: «Ми хочемо зрозуміти, як відносно раптове зростання атмосферного CO2, спричинене викидами викопного палива, впливає на структуру та функції лісової екосистеми. Для цього ми піддаємо зразкові ділянки лісу рівню CO2, очікуваному до 2050 року, і вивчаємо все, від фізіології дерев і хвороб до підлісків, ґрунтів та комах - в основному кожен рівень, про який ви могли б придумати».

Цей комплексний підхід спирається на точний контроль та послідовну доставку CO2 разом із збором високоякісних даних. Центральним для обох є наше обладнання та програмне забезпечення для промислової автоматизації.

Оновлення, захищене на майбутнє

У лісі дерева згруповані в шість так званих масивів, кожен з яких оточений відкритими вежами, які дозволяють вітру, дощу та комахам вільно переміщатися по ділянці. Три з масивів регулярно піддаються підвищеному рівню CO2 у високочистому вигляді, який отримується як побічний продукт анаеробного перетравлення харчових відходів. У кожному з цих масивів близько 30 точок доставки, розташованих на різній висоті, виділяють CO2. Решта три масиви служать контрольними графіками для порівняння.

Коли проект стартував у 2017 році, для управління приладами, відповідальними за викид CO2 в масиви, була обрана текстова мова програмування, що працює на ПК. З часом система почала демонструвати свій вік та обмеження, що спонукало команду BiFor FACE шукати більш надійну та гнучку альтернативу - що призвело їх до системного інтегратора Transicon.

«Ми почали з уважно прислухатися до потреб дослідників», - каже Дженніфер Хьюз, генеральний директор Transicon. «Швидко стало зрозуміло, що найбільш ефективним і надійним рішенням стане промислова система управління, побудована на основі технологій Siemens».

bifor-dji-0010-1280x720
Швидко стало зрозуміло, що найбільш ефективним і надійним рішенням стане промислова система управління, побудована на основі технологій Siemens.
Дженніфер Хьюз, Генеральний менеджер, Трансикон

Проста інтеграція, швидке введення в експлуатацію

bifor-img-6684-1280x720

Інженери компанії Transicon зібрали комплексний пакет технологій Siemens для управління мережею клапанів, газових аналізаторів, датчиків вітру та інших приладів на майданчику BiFor FACE, а також для збору життєво важливих даних. В основі лежить Сіматик С7-1200 програмований логічний контролер (ПЛК). Як мозок системи, він обробляє дані в режимі реального часу - такі як вітрові структури, опади та вплив сонця, щоб визначити, скільки CO2 виділяти для підтримки зазначених рівнів. Імітаційні функціональні блоки PLC також були розроблені на порталі TIA (Totally Integrated Automation) Siemens для відтворення умов роботи в реальному світі для підтримки тестування системи.

Сенсори та виконавчі пристрої по всьому майданчику підключаються до ПЛК через Сіматик ЕТ 200СП, модульна система вводу/виводу, яка забезпечує надійний збір даних та виконання команд у польових умовах. Завдяки твердотільному перемиканню система піддається меншому механічному зносу, що робить її більш міцною та менш схильною до виходу з ладу. Крім того, модулі можна здійснювати гарячу заміну без переривання операцій.

Сіменс ВінCC, платформа SCADA, контролює весь процес, надаючи дослідникам BiFor FACE чіткий перегляд стану системи в режимі реального часу. Потреби в технічному обслуговуванні тепер легше визначити, що дозволяє швидше та цілеспрямовано усунути несправності. Ключовим нововведенням стала розробка движка 3D-візуалізації, який дозволяє дослідникам бачити відносну висоту всіх датчиків і переглядати масиви з різних кутів — значне поліпшення в порівнянні з базовим інтерфейсом попередньої системи.

Завдяки Digital Twin Можливості, інтегровані в TIA Portal, Інженери Transicon змогли імітувати та протестувати систему перед установкою. Це спростило процес інтеграції та скоротило час введення в експлуатацію, зменшивши потребу в коригуваннях на місці. І якщо їм потрібна допомога на цьому шляху, вони могли звернутися за підтримкою до інженерів Siemens.

Модель для інших науково-дослідних інститутів

Нова установка - це саме те, що потрібно доктору Крісу Харту та його команді. «Досвід Transicon дозволив нам значно підвищити точність і надійність нашої системи доставки вуглекислого газу, що є абсолютно життєво важливим для цілісності наших довгострокових досліджень зміни клімату», - говорить він. Більше того, установку можна повторити на інших місцях по всьому світу, вивчаючи вплив більш високих концентрацій CO2 в атмосфері.

Це було задумано, каже Дженніфер Хьюз: «Розроблене нами рішення забезпечує план надійних, послідовних експериментальних систем управління, які можуть бути реалізовані глобально, якщо експерименти FACE будуть розширені в інших місцях у майбутньому». Тому що якщо висновки BiFor FACE мають сформувати глобальну кліматичну політику, вони повинні бути підтверджені даними з інших зрілих лісів у всьому світі.

Профілі компанії

BiFor Face

З 2017 року Бірмінгемський інститут лісових досліджень, збагачення вуглекислим газом вільного повітря, або BiFor FACE, імітує прогнозовану атмосферу 2050 року шляхом перекачування CO₂ навколо зрілих дубів. Імітуючи майбутнє середовище, дослідники можуть зрозуміти, як можна очікувати, що ліси реагують на мінливе середовище. BiFor FACE є одним з лише трьох таких об'єктів у всьому світі і славиться своїм екологічним дизайном.

BiFor FACE - Бірмінгемський університет

Трансикон

Заснована в 1967 році і базується в бізнес-парку Queensway в Телфорді, Великобританія, Transicon завоювала міцну репутацію в проектуванні та виробництві індивідуальних систем управління. Експертиза компанії охоплює приводи змінного струму, постійного струму та сервоприводу, а також системи PLC та SCADA. Transicon обслуговує широке коло промислових клієнтів, які працюють у Великобританії та за кордоном.

Фахівці з Системної Інтеграції та Промислової Автоматизації | Transicon