Τρεις άνδρες κοιτάζουν προς τα πάνω ενώ στέκονται στο κατάστρωμα μιας εσωτερικής πισίνας.

Συστήματα κλιματισμού της Siemens Industrial Edge και Hansa

Οι εσωτερικές πισίνες είναι ενεργειακά εντατικά κτίρια. Οι προγνωστικοί έλεγχοι των συστημάτων εξαερισμού που βασίζονται σε τεχνητή νοημοσύνη προσφέρουν έναν εξαιρετικό τρόπο εξοικονόμησης ενέργειας. Το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών Emden και η HANSA Klimasysteme συνεργάστηκαν σε αυτούς τους ελέγχους χρησιμοποιώντας συσκευές και εφαρμογές Siemens Industrial Edge.

Συνεργασία μεταξύ έρευνας και βιομηχανίας

Στα τέλη του 2017, η HANSA Klimasysteme GmbH συνεργάστηκε με το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών Emden για ένα ερευνητικό έργο που χρηματοδοτήθηκε από το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Περιβαλλοντικό Ίδρυμα (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Στόχος του έργου ήταν να επιτευχθούν οι βέλτιστες συνθήκες σε μια εσωτερική πισίνα σε σχέση με τη θερμοκρασία και την υγρασία, ενώ παράλληλα να είναι όσο το δυνατόν πιο ενεργειακά αποδοτική. Η ομάδα του έργου συνεργάστηκε με μια κοντινή εσωτερική πισίνα και τη νέα τεχνολογία Siemens Industrial Edge.

Interior view of Saterland recreational swim center

Υπέροχο κλίμα στην πισίνα

A man in a white t-shirt and glasses stands next to an indoor pool.

Οι χειριστές εσωτερικών πισίνων πρέπει να παρακολουθούν στενά το ενεργειακό τους κόστος. Ταυτόχρονα, πρέπει επίσης να διασφαλίσουν ότι οι επισκέπτες έχουν μια ευχάριστη εμπειρία. Για το σκοπό αυτό, οι θερμοκρασίες πρέπει να διατηρούνται αρκετά ζεστές. Ταυτόχρονα, η υγρασία πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή για να αποφευχθεί η ζημιά στο κτίριο. Αυτό δεν είναι εύκολο έργο δεδομένου ότι στους 30° C, το νερό εξατμίζεται με ρυθμό περίπου 0,4 λίτρα την ώρα ανά τετραγωνικό πόδι επιφάνειας.

Μια ολόκληρη ομάδα πιθανών εφαρμογών

Η HANSA Klimasysteme GmbH είναι μια μεσαίου μεγέθους εταιρεία με έδρα το Saterland της Γερμανίας, με περισσότερους από 170 υπαλλήλους. Τα κύρια προϊόντα της είναι συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού για κέντρα δεδομένων, βιομηχανικές εφαρμογές και πισίνες. Το χαρτοφυλάκιό της χωρίζεται σε διάφορες σειρές προϊόντων που απευθύνονται σε διάφορες βιομηχανίες και εφαρμογές.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Ελεύθερη είσοδος για το ερευνητικό πρόγραμμα

A man checks levels on a ventilation system for an indoor pool.

Το κέντρο αναψυχής κολύμβησης Saterland, που βρίσκεται μόλις λίγα χιλιόμετρα από την έδρα της HANSA Klimasysteme, ήταν στην αγορά για ένα νέο σύστημα εξαερισμού όταν ξεκίνησε το ερευνητικό έργο το 2017 και επικοινώνησαν με την εταιρεία. Η πισίνα ήταν εξοπλισμένη με ένα νέο σύστημα εξαερισμού και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ερευνητικό έργο. Σε αντάλλαγμα, η εταιρεία μπόρεσε να εγκαταστήσει πρόσθετους αισθητήρες στο κτίριο και στο σύστημα και να έχει πρόσβαση στην πισίνα ανά πάσα στιγμή για ερευνητικούς σκοπούς.

Υψηλότερη ενεργειακή απόδοση χάρη στις προβλέψεις που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη

Η συνεργασία της πισίνας, της HANSA Klimasysteme και του ερευνητικού έργου του Πανεπιστημίου Εφαρμοσμένων Επιστημών του Emden, συγκέντρωσε δεδομένα από αισθητήρες για ένα χρόνο, όπως θερμοκρασία, υγρασία και κατανάλωση ενέργειας, καθώς και καιρικές συνθήκες ή αριθμός επισκεπτών. Παράλληλα, ένα μοντέλο βασισμένο σε ένα νευρωνικό δίκτυο τροφοδοτήθηκε με αυτά τα δεδομένα. Αυτό το μοντέλο που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη καθορίζει και βελτιστοποιεί τις παραμέτρους ελέγχου του με τρόπο αυτομάθησης. Αναγνωρίζει ποιο μέτρο είναι το καλύτερο για την επίτευξη των στοχευμένων συνθηκών στην αίθουσα πισίνας με την υψηλότερη δυνατή ενεργειακή απόδοση.

Συσκευή μικρής άκρης με μεγάλη συνδεσιμότητα

Σύντομα έγινε φανερό ότι το σύστημα ελέγχου που βασίζεται σε μοντέλα χρειαζόταν μια πλατφόρμα για να λειτουργήσει που θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως διεπαφή με το PLC και να παρέχει πρόσβαση στα απαραίτητα δεδομένα. Και έτσι η HANSA Klimasysteme ξεκίνησε την αναζήτηση ενός κατάλληλου IPC (βιομηχανικού υπολογιστή) - και σύντομα το βρήκε στη βιομηχανική συσκευή αιχμής SIMATIC IPC227E, το οποίο αποτελεί μέρος του χαρτοφυλακίου της Siemens. Όχι μόνο πληρούσε τα απαιτούμενα πρότυπα ασφαλείας και γενικά πρότυπα της βιομηχανίας, αλλά προσέφερε επίσης υψηλό βαθμό συνδεσιμότητας, πράγμα που σήμαινε ότι ήταν εύκολο να ενσωματωθεί σε υπάρχοντα συστήματα.

SIMATIC IPC227E Nanobox PC product image

Το HANSA Klimasysteme ήρθε αρχικά σε εμάς με ένα αίτημα για ένα IPC που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σύνδεσης VPN. Σύντομα συνειδητοποίησα ότι θα χειρίζονταν τεράστιους όγκους δεδομένων και τους συμβούλεψα να πάνε με μια συσκευή edge.

Θόρστεν Γουλφ, Τμήμα Πωλήσεων, Siemens

Εφαρμογές Edge για έξυπνο έλεγχο του κλίματος

A person holds a SIMATIC Nanobox PC while tapping a screen.

Το SIMATIC IPC 227E λειτουργεί ως συσκευή αιχμής στο ανοικτό οικοσύστημα Industrial Edge της Siemens. Χάρη στη γραφική διεπαφή χρήστη, η οποία περιλαμβάνει ένα σύνολο προκαθορισμένων λειτουργιών, το Δημιουργός ροής εφαρμογής Edge διευκολύνει τη δημιουργία λύσης επεξεργασίας δεδομένων και συνδεσιμότητας. Επιπλέον, το εφαρμογή αιχμής LiveTwin χρησιμοποιείται επίσης, το οποίο ήταν μόλις στο στάδιο ανάπτυξης στη Siemens στην αρχή του έργου, οπότε η HANSA Klimasysteme το έτρεξε ως πιλοτικό. Το LiveTwin καθιστά δυνατή την ενσωμάτωση μοντέλων προσομοίωσης σε συσκευές αιχμής, για παράδειγμα, για να ενεργοποιηθούν προγνωστικοί έλεγχοι όπως αυτοί που απαιτούνται για το ερευνητικό έργο. «Με την εφαρμογή edge, καταφέραμε να μεταφράσουμε τα μοντέλα που δημιουργήσαμε στο Matlab Simulink στη γλώσσα του IPC», λέει ο Christian Seltz.

Περίπου 20% εξοικονόμηση ενέργειας

Προηγουμένως, τα χειριστήρια του συστήματος εξαερισμού απλώς ανταποκρίνονταν σε γεγονότα καθώς συνέβαιναν, όπως αυξημένος αριθμός επισκεπτών ή αυξημένη υγρασία. Τώρα είναι πλέον σε θέση να κάνει προγνωστικές προσαρμογές - δηλαδή, πριν ακόμη συμβούν τα γεγονότα. Τους τελευταίους τέσσερις μήνες, αυτοί οι έλεγχοι επέτρεψαν στην πισίνα να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά περίπου 20 τοις εκατό. Το επόμενο βήμα είναι η εφαρμογή αυτής της ολοκληρωμένης λύσης σε επιπλέον εσωτερικές πισίνες. Στην πραγματικότητα, έχει ήδη εγκατασταθεί σε τέσσερις ακόμη ομάδες και τα αποτελέσματα επικυρώνονται επί του παρόντος.

Αλλά η λύση δεν θα είναι διαθέσιμη μόνο για πισίνες στο μέλλον. Το σχέδιο είναι η σταδιακή εφαρμογή της ολοκληρωμένης λύσης στις άλλες σειρές προϊόντων και η περαιτέρω ανάπτυξή της, για παράδειγμα, για τις φαρμακευτικές βιομηχανίες ή τις βιομηχανίες τροφίμων και ποτών. Το μοντέλο θα πρέπει απλώς να προσαρμοστεί στο Matlab Simulink για τους εμπλεκόμενους πελάτες και τις απαιτήσεις επί τόπου και να φορτωθεί στη συσκευή edge χρησιμοποιώντας το SIMATIC LiveTwin. Πολλοί πελάτες του κλάδου θα μπορούσαν να έχουν την ίδια εμπειρία με την πισίνα Saterland: Θα μπορούσαν να επιτύχουν έξυπνο, ενεργειακά αποδοτικό και συνεπώς εξοικονόμηση πόρων κλιματικό έλεγχο με βάση ζωντανά δεδομένα.

Φυσικά, οι δυνατότητες εξοικονόμησης είναι πολύ υψηλές στις εσωτερικές πισίνες επειδή η λειτουργία τους είναι τόσο ενεργοβόρα. Αλλά αυτές οι αρχές μπορούν να εφαρμοστούν και σε άλλους τομείς, για να συμβάλουν στην επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας όπου χρησιμοποιούνται τα συστήματα εξαερισμού μας.

Κρίστιαν Σέλτς, Επικεφαλής του τμήματος MSR, HANSA Συστήματα κλιματισμού

Μια πλατφόρμα για μεγαλύτερη διαφάνεια: Industrial Edge

Η νέα πλατφόρμα αιχμής υπολογιστών της Siemens αποτελείται από συσκευές Edge, εφαρμογές και συνδεσιμότητα σε μια κεντρική υποδομή διαχείρισης. Το IPC εκτελεί το σύστημα ελέγχου που βασίζεται σε μοντέλα και την εφαρμογή Edge Flow Creator, εξασφαλίζοντας ομαλή επικοινωνία μεταξύ του IPC, του PLC και του cloud.

Γραφικό οθόνης υπολογιστή με λογότυπα στα δεξιά που αντιπροσωπεύουν AI και δεδομένα.

Ο γρηγορότερος τρόπος για να εκμεταλλευτείτε έξυπνα τα δεδομένα σας

Οι μηχανές παραγωγής, οι εργαλειομηχανές, οι διαδικασίες και οι εγκαταστάσεις παράγουν δεδομένα που περιέχουν πολύτιμες πληροφορίες. Αυτά τα δεδομένα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτιστοποίηση των διαδικασιών και των προϊόντων, στην καλύτερη χρήση του εξοπλισμού και στη βελτίωση του προγραμματισμού συντήρησης.

Στιγμιότυπο οθόνης λογισμικού της εφαρμογής SIMATIC Edge LiveTwin

LiveTwin για προετοιμασία δεδομένων

Η εφαρμογή LiveTwin είναι ενσωματωμένη με την εφαρμογή Flow Creator στο οικοσύστημα Industrial Edge. Αυτή η ενσωμάτωση επιτρέπει στους χρήστες να προεπεξεργάζονται και να συλλέγουν δεδομένα με τη φορητότητα του μοντέλου καλωδίων ροής εφαρμογών και προσομοίωσης του LiveTwin.

Ξεκινήστε το ταξίδι σας

Επικοινωνήστε μαζί μας