大約 200 年前，在斯塔福德郡的這個森林中種植橡樹，為英國的木船艦隊提供木材。然後來了工業革命。鋼取代了木材，森林被遺忘。它不受干擾地生長，現在服用了一個非常不同的目的：作為伯明翰森林研究所、自由空氣二氧化碳增益實驗或 BiFor FACE 的研究地點。在這裡，科學家將成熟樹木暴露於高的二氧化碳水平，以研究森林可能如何應對不斷變化的氣候。
擁有土壤生物地質化學博士學位，現在擔任 BiFor FACE 的運營主管 Kris Hart 博士解釋：「我們想了解由化石燃料排放引起的大氣二氧化碳相對突然上升，如何影響森林生態系統的結構和功能。為此，我們正在將森林的樣本部分曝光到 2050 年預期的二氧化碳水平，並研究從樹木生理學和疾病到底層植物、土壤和昆蟲，基本上您可以想到的每個水平。」
這種全面的方法依賴於精確控制和一致的 CO2 交付，以及收集高質量數據。這兩者的核心是我們的工業自動化硬件和軟件。
在森林中，樹木被分組成六個所謂的陣列，每個陣列都被開放的塔包圍，允許風、雨和昆蟲在該場地自由移動。其中三個陣列會定期接觸高水平的二氧化碳水平，以高純度的形式，這是從食物廢物厭氧消化的副產品來源。在每個陣列中，位於不同高度的大約 30 個輸送點會釋放 CO2。其餘三個陣列用作比較的控制圖。
該項目於 2017 年啟動時，選擇了一種在 PC 上操作的基於文本的編程語言來控制負責釋放 CO2 到陣列中的儀器。隨著時間的推移，該系統開始顯示其年齡和限制，促使 BiFor FACE 的團隊尋找更強大且靈活的替代方案，這使他們轉向系統整合商 Transicon。
Transicon 總經理詹妮弗·休斯表示：「我們最初是密切聆聽研究人員的需求。「很快就明顯，最有效且具有未來的解決方案將是圍繞西門子技術建立的工業控制系統。」
很快就明顯，最有效且具有未來的解決方案將是圍繞西門子技術建立的工業控制系統。
Transicon 的工程師組裝了全面的西門子技術套件，以管理 BiFor FACE 站點的閥門、氣體分析儀、風感測器和其他儀器的網絡，並收集重要數據。核心是 西馬蒂克 S7-1200 可編程邏輯控制器（PLC）。作為系統的大腦，它處理即時數據，例如風模式、降雨和陽光曝曬，以確定要釋放多少二氧化碳以維持指定水平。西門子的 TIA（完全集成自動化）入口網站中也開發了模擬 PLC 功能塊，以複製現實世界的操作條件以支持系統測試。
整個現場的 Sensors 和驅動器通過 西馬提克電子 200 組，一種模組化 I/O 系統，可實現可靠的數據收集和在現場執行命令。由於其固態切換功能，系統接受較少的機械磨損，使其更堅固且不易發生故障。此外，模組可以熱交換，而不會中斷作業。
西門子溫控這是一個 SCADA 平台，監督整個過程，為 BiFor FACE 的研究人員提供清晰的實時系統狀態的視圖。現在更容易識別維護需求，可以更快速且更有針對性的故障排除。一項重要創新是開發 3D 視覺化引擎，該引擎允許研究人員查看所有感測器的相對高度並從多個角度檢視陣列，這是相比之前系統的基本介面顯著改進。
感謝 Digital Twin 整合在內的功能 TIA Portal，Transicon 的工程師能夠在安裝之前模擬和測試系統。這簡化整合流程並縮短調試時間，減少現場調整的需求。如果他們在途中需要協助，他們可以向西門子的工程師尋求支持。
新設置正是克里斯哈特博士和他的團隊所需的。他說：「Transicon 的專業知識使我們能夠大幅提高二氧化碳輸送系統的精度和可靠性，這對我們長期氣候變化研究的完整性至關重要。」此外，該裝置可以複製到世界各地的其他地點，研究大氣中高濃度二氧化碳的影響。
Jennifer Hughes 表示，這是設計的：「我們開發的解決方案提供了可靠、一致的實驗控制系統的藍圖，如果將來 FACE 實驗擴展到其他地點，則可以在全球實施。」因為如果 BiFor FACE 的發現要塑造全球氣候政策，則需要由來自世界各地其他成熟森林的數據支持它們。
自 2017 年以來，伯明翰森林研究所，自由空氣二氧化碳增益（BiFor FACE）一直通過在成熟的橡樹周圍泵浦二氧化碳來模擬預測的 2050 年大氣。通過模仿未來的環境，研究人員可以了解森林如何預期對不斷變化的環境做出反應。BiFor FACE 是全球僅有三個此類設施之一，以其環保設計而聞名。
Transicon 成立於 1967 年，總部位於英國泰爾福德的昆士威商業園，在設計和製造定制控制系統方面建立了良好的聲譽。該公司的專業知識涵蓋交流、直流和伺服驅動器，以及 PLC 和 SCADA 系統。Transicon 為廣泛的工業客戶提供服務，在英國和國際範圍內工作。