Закритите плувни басейни са енергоемки съоръжения. Прогнозното управление на вентилационните системи, базирано на изкуствен интелект, предлага отличен начин за пестене на енергия. Университетът за приложни науки в Емден и HANSA Klimasysteme си сътрудничат по разработването на тези решения, използвайки устройства и приложения Siemens Industrial Edge.
В края на 2017 г. HANSA Klimasysteme GmbH си партнира с Университета за приложни науки и изследвания в Емден (Hochschule Emden/Leer) по проект, финансиран от Германската федерална фондация за околна среда (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Проектът има за цел да постигне оптимални условия в закрит плувен басейн по отношение на температура и влажност, като същевременно се осигури висока енергийна ефективност. Екипът работи с близък закрит басейн и новата технология Siemens Industrial Edge.
Операторите на закрити плувни басейни трябва внимателно да следят енергийните си разходи. В същото време те трябва да осигурят приятни преживявания за посетителите. За целта температурата не трябва да бъде прекалено висока, а влажността трябва да се поддържа на сравнително ниско ниво, за да се предотвратят повреди по сградата. Това не е лесна задача, тъй като при температура от 30°C водата се изпарява със скорост около 0,4 литра на час на квадратен метър повърхност.
HANSA Klimasysteme GmbH е средно голямо дружество със седалище в Saterland, Германия, с над 170 служители. Основните му продукти са вентилационни и климатични системи за центрове за данни, индустриални приложения и плувни басейни. Портфолиото му е разделено на няколко продуктови линии, насочени към различни отрасли и приложения.
Плувният център в Saterland, разположен само на няколко километра от централата на HANSA Klimasysteme, търсел нова вентилационна система, когато през 2017 г. започнал изследователският проект, и се свързал с дружеството. Басейнът бил оборудван с нова вентилационна система, която могла да се използва за изследователски цели. В замяна дружеството получило възможност да инсталира допълнителни сензори в сградата и системата и да има достъп до басейна по всяко време за провеждане на изследвания.
В рамките на сътрудничеството между плувния комплекс, HANSA Klimasysteme и изследователския проект на Университета за приложни науки в Емден бяха събирани данни от сензори в продължение на една година – като температура, влажност и енергийна консумация, както и метеорологични условия и брой посетители. Паралелно с това беше обучен модел на невронна мрежа с тези данни. Базираният на изкуствен интелект модел определя и оптимизира управляващите параметри по самообучаващ се начин. Той разпознава кои мерки са най-подходящи за постигане на целевите условия в залата на плувния басейн с възможно най-висока енергийна ефективност.
Скоро стана ясно, че системата за управление, базирана на модел, се нуждае от платформа, която да служи като интерфейс към PLC и да осигурява достъп до необходимите данни. Затова HANSA Klimasysteme започна да търси подходящ индустриален компютър (IPC) и скоро откри индустриалното edge устройство SIMATIC IPC227E, което е част от портфолиото на Siemens. То не само отговаря на необходимите стандарти за сигурност и общи индустриални изисквания, но и предлага висока степен на свързаност, което позволява лесна интеграция в съществуващи системи.
Първоначално HANSA Klimasysteme се обърна към нас с искане за индустриален компютър (IPC), който да може да се използва за установяване на VPN връзка. Скоро осъзнах, че ще обработват големи обеми данни, и им препоръчах да изберат edge устройство.
SIMATIC IPC227E се използва като edge устройство в отворената екосистема Industrial Edge на Siemens. Благодарение на графичния потребителски интерфейс, който включва набор от предварително дефинирани функции, edge приложението Flow Creator позволява създаването на решения за обработка на данни и свързаност. Освен това се използва и edge приложението LiveTwin, което в началото на проекта все още беше в етап на разработка в Siemens, поради което HANSA Klimasysteme го внедри пилотно. LiveTwin позволява интегриране на симулационни модели в edge устройства, например за реализиране на прогнозно управление, каквото е необходимо за изследователския проект.„С помощта на edge приложението успяхме да пренесем моделите, разработени в Matlab Simulink, към езика на IPC“, казва Кристиан Зелц.
Досега управлението на вентилационната система реагираше единствено на възникващи събития, например при увеличаване на броя на посетителите или по-висока влажност. Сега вече може да се правят прогнозни корекции – тоест да се предприемат действия предварително. През последните четири месеца тези системи за управление позволиха намаляване на енергийната консумация в басейна с около 20%. Следващата стъпка е внедряване на цялостното решение и в други закрити басейни. Всъщност то вече е инсталирано в още четири басейна и резултатите в момента се валидират.
Решението няма да се ограничава само до плувни басейни. Планът е постепенно да бъде приложено и към други продуктови линии и да се доразвие, например за фармацевтичната или хранително-вкусовата промишленост. Моделът просто ще трябва да се адаптира в Matlab Simulink според конкретния клиент и изискванията на място, след което да се зареди в edge устройството чрез SIMATIC LiveTwin. Много индустриални клиенти могат да имат същия опит като този в Saterland: интелигентно, енергийно ефективно и пестящо ресурси управление на микроклимата на базата на данни в реално време.
Разбира се, потенциалът за икономии при закритите плувни басейни е много голям, тъй като тяхната експлоатация е силно енергоемка. Тези принципи обаче могат да се прилагат и в други сектори, за да се постигнат икономии на енергия навсякъде, където се използват нашите вентилационни системи.
Новата edge computing платформа на Siemens се състои от edge устройства, приложения и свързаност в централизирана инфраструктура за управление. IPC работи с модулно базираната система за управление и edge приложението Flow Creator, като осигурява безпроблемна комуникация между IPC, PLC и облака.
.jpg?auto=format%2Ccompress&w=640&h=360&fit=crop&crop=faces%2Cedges&q=60)
