Siseujulad on energiamahukad hooned. Ventilatsioonisüsteemide ennustavad, tehisintellektil põhinevad juhtseadmed pakuvad suurepärast võimalust energia säästmiseks. Emdeni rakendusteaduste ülikool ja HANSA Klimasysteme tegid nende juhtelementide kallal koostööd, kasutades Siemens Industrial Edge seadmeid ja rakendusi.
2017. aasta lõpus tegi HANSA Klimasysteme GmbH koostööd Emdeni rakenduskõrgkooliga uurimisprojektis, mida rahastas Saksamaa Föderaalne Keskkonnafond (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Projekti eesmärk oli saavutada siseujulas optimaalsed temperatuuri ja niiskuse tingimused, olles samas võimalikult energiasäästlikud. Projektimeeskond töötas lähedal asuva siseujula ja uue Siemensi tehnoloogiagaIndustrial Edge.
Siseujulate käitajad peaksid oma energiakuludel tähelepanelikult silma peal hoidma. Samas peavad nad ka hoolitsema selle eest, et külastajad saaksid meeldiva elamuse. Selleks tuleb hoida temperatuure üsna soojana. Samal ajal peab niiskus olema üsna madal, et vältida hoone kahjustamist. See pole lihtne ülesanne, arvestades, et 30 °C juures aurustub vesi umbes 0,4 liitrit tunnis pinna ruutjala kohta.
HANSA Klimasysteme GmbH on Saksamaal Saterlandis asuv keskmise suurusega ettevõte, kus töötab üle 170 töötaja. Selle peamised tooted on andmekeskuste, tööstuslike rakenduste ja basseinide ventilatsiooni- ja kliimasüsteemid. Selle portfell on jagatud mitmeks tootesarjaks, mis on suunatud erinevatele tööstusharudele ja rakendustele.
HANSA Klimasysteme peakorterist vaid mõne kilomeetri kaugusel asuv Saterlandi harrastusujumiskeskus oli uurimisprojektiga 2017. aastal uue ventilatsioonisüsteemi turul ja nad võtsid ettevõttega ühendust. Ujula varustati uue ventilatsioonisüsteemiga ja seda sai kasutada uurimistööna. Vastutasuks sai ettevõte paigaldada hoonesse ja süsteemi täiendavaid andureid ning pääseda basseini igal ajal uurimise eesmärgil.
Ujula, HANSA Klimasysteme ja Emdeni rakenduskõrgkooli uurimisprojekti koostöös koguti anduritelt ühe aasta andmeid, nagu temperatuur, niiskus ja energiakulu, aga ka ilmastikuolud või külastajate arv. Paralleelselt toideti nende andmetega närvivõrgul põhinevat mudelit. See tehisintellektil põhinev mudel määrab ja optimeerib oma juhtimisparameetrid iseõppival viisil. See tuvastab, milline meede sobib kõige paremini basseinisaalis seatud tingimuste saavutamiseks võimalikult suure energiatõhususega.
Peagi selgus, et mudelipõhine juhtimissüsteem vajab töötamiseks platvormi, mis toimiks liidesena PLC-le ja võimaldaks juurdepääsu vajalikele andmetele. Ja nii alustas HANSA Klimasysteme sobiva IPC (tööstusarvuti) otsimist – ja leidis selle peagi tööstuslikust servast. SIMATIC IPC227E , mis on osa Siemensi portfellist. See mitte ainult ei vastanud nõutavatele turvastandarditele ja üldistele tööstusstandarditele, vaid pakkus ka kõrget ühenduvust, mis tähendas, et seda oli lihtne olemasolevatesse süsteemidesse integreerida.
Algselt pöördus HANSA Klimasysteme meie poole sooviga saada IPC, mida saaks kasutada VPN-ühenduse loomiseks. Sain peagi aru, et nad hakkavad tegelema tohutute andmemahtudega ja soovitasin neil kasutada servaseadet.
SIMATIC IPC 227E töötab Siemensi avatud ökosüsteemi Industrial Edge servaseadmena. Tänu graafilisele kasutajaliidesele, mis sisaldab komplekti eelmääratletud funktsioone, on edge rakendus Flow Creator muudab andmetöötlus- ja ühenduvuslahenduse loomise lihtsamaks. Lisaks on edge rakendus LiveTwin kasutatakse ka, mis oli Siemensis projekti alguses alles arendusjärgus, nii et HANSA Klimasysteme juhtis seda pilootprogrammina. LiveTwin võimaldab integreerida simulatsioonimudeleid näiteks servaseadmetesse, et võimaldada ennustavaid juhtelemente, nagu need, mida on vaja uurimisprojekti jaoks. "Servarakendusega oleme suutnud tõlkida Matlab Simulinkis loodud mudelid IPC keelde," ütleb Christian Seltz.
Varem reageerisid ventilatsioonisüsteemi juhtseadised sündmustele nende toimumise ajal, nagu külastajate arvu suurenemine või õhuniiskuse tõus. Nüüd on see võimeline tegema ennustavaid kohandusi – st enne sündmuste toimumist. Viimase nelja kuu jooksul on need kontrollid võimaldanud ujumisbasseinil oma energiatarbimist umbes 20 protsenti vähendada. Järgmine samm on selle terviklahenduse rakendamine täiendavates siseujulates. Tegelikult on see juba paigaldatud veel nelja basseini ja praegu on tulemuste kinnitamine.
Kuid lahendus ei ole tulevikus saadaval ainult basseinide jaoks. Terviklahendust on plaanis järk-järgult rakendada ka teistele tootesarjadele ning seda edasi arendada näiteks ravimi- või toiduaine- ja joogitööstuse jaoks. Mudel tuleks lihtsalt Matlab Simulinkis kohandada vastavalt kaasatud klientidele ja kohapealsetele nõuetele ning laadida SIMATIC LiveTwini abil servaseadmesse. Paljudel tööstusharu klientidel võib olla sama kogemus kui Saterlandi basseinil: nad võivad reaalajas andmete põhjal saavutada intelligentse, energiatõhusa ja seega ressursse säästva kliimakontrolli.
Muidugi on siseujulate puhul säästuvõimalus väga suur, kuna nende töö on nii energiamahukas. Kuid neid põhimõtteid saab rakendada ka teistes sektorites, et aidata saavutada energiasäästu kõikjal, kus meie ventilatsioonisüsteeme kasutatakse.
Siemensi uus servaarvutusplatvorm koosneb Edge'i seadmetest, rakendustest ja ühenduvusest tsentraliseeritud haldusinfrastruktuuris. IPC juhib mudelipõhist juhtimissüsteemi ja Flow Creator servarakendust, tagades sujuva suhtluse IPC, PLC ja pilve vahel.
.jpg?auto=format%2Ccompress&fit=crop&crop=faces%2Cedges&w=640&h=360&q=60)
