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Trois hommes regardent vers le haut alors qu'ils se tiennent sur le pont d'une piscine intérieure.

Siemens Industrial Edge chez Hansa Klimasysteme

Les piscines intérieures sont des bâtiments énergivores. Les commandes prédictives et basées sur l'IA des systèmes de ventilation offrent un excellent moyen d'économiser de l'énergie. L'Université des sciences appliquées d'Emden et HANSA Klimasysteme ont collaboré sur ces contrôles à l'aide de dispositifs et d'applications Siemens Industrial Edge.

Coopération entre la recherche et l'industrie

Fin 2017, HANSA Klimasysteme GmbH s'est associée à l'Université Emden des sciences appliquées pour un projet de recherche financé par la Fondation fédérale allemande pour l'environnement (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). L'objectif du projet était d'atteindre les conditions optimales dans une piscine intérieure en ce qui concerne la température et l'humidité tout en étant aussi économe en énergie que possible. L'équipe du projet a travaillé avec une piscine intérieure à proximité et la nouvelle technologie Siemens Industrial Edge.

Interior view of Saterland recreational swim center

Excellent climat dans la piscine

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

Les exploitants de piscines intérieures devraient surveiller de près leurs coûts énergétiques. En même temps, ils doivent aussi s'assurer que les visiteurs vivent une expérience agréable. Pour ce faire, les températures doivent être maintenues assez chaudes. Dans le même temps, l'humidité doit être assez faible pour éviter d'endommager le bâtiment. Ce n'est pas une tâche facile étant donné qu'à 30°C, l'eau s'évapore à un taux d'environ 0,4 litre par heure par pied carré de surface.

Tout un pool d'applications possibles

HANSA Klimasysteme GmbH est une entreprise de taille moyenne basée à Saterland, en Allemagne, avec plus de 170 employés. Ses principaux produits sont les systèmes de ventilation et de climatisation pour les centres de données, les applications industrielles et les piscines. Son portefeuille est divisé en plusieurs gammes de produits qui ciblent diverses industries et applications.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Entrée gratuite pour le projet de recherche

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

Le centre de natation récréative Saterland, situé à quelques kilomètres du siège social de HANSA Klimasysteme, était à la recherche d'un nouveau système de ventilation lorsque le projet de recherche a commencé en 2017, et ils ont contacté l'entreprise. La piscine était équipée d'un nouveau système de ventilation et pourrait être utilisée comme projet de recherche. En retour, l'entreprise a pu installer des capteurs supplémentaires dans le bâtiment et sur le système et accéder à la piscine à tout moment à des fins de recherche.

Efficacité énergétique plus élevée grâce aux prévisions basées sur l'IA

La coopération de la piscine, HANSA Klimasysteme et le projet de recherche de l'Université Emden des sciences appliquées, ont collecté des données à partir de capteurs pendant un an, telles que la température, l'humidité et la consommation d'énergie, ainsi que les conditions météorologiques ou le nombre de visiteurs. En parallèle, un modèle basé sur un réseau de neurones a été alimenté avec ces données. Ce modèle basé sur l'IA détermine et optimise ses paramètres de contrôle de manière auto-apprenante. Il reconnaît quelle mesure est la mieux adaptée pour atteindre les conditions ciblées dans la salle de piscine avec la plus grande efficacité énergétique possible.

Petit appareil de bord avec une excellente connectivité

Il est vite devenu évident que le système de contrôle basé sur le modèle avait besoin d'une plate-forme sur laquelle s'exécuter qui pourrait servir d'interface au PLC et donner accès aux données nécessaires. Et donc HANSA Klimasysteme a commencé sa recherche d'un IPC (PC industriel) approprié - et l'a rapidement trouvé dans l'appareil de pointe industrielle SIMATIC IPC227E, qui fait partie du portefeuille Siemens. Il répondait non seulement aux normes de sécurité requises et aux normes générales de l'industrie, mais offrait également un haut degré de connectivité, ce qui signifiait qu'il était facile à intégrer dans les systèmes existants.

SIMATIC IPC227E Nanobox PC product image
HANSA Klimasysteme est venue nous voir à l'origine avec une demande pour un IPC qui pourrait être utilisé pour établir une connexion VPN. Je me suis vite rendu compte qu'ils traiteraient d'énormes volumes de données et je leur ai conseillé d'utiliser un périphérique périphérique.
Thorsten Wolf, Ventes, Siemens

Applications Edge pour le contrôle intelligent de la climatisation

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

SIMATIC IPC 227E fonctionne comme un périphérique périphérique dans l'ecosystem ouvert Industrial Edge de Siemens. Grâce à l'interface utilisateur graphique, qui comprend un ensemble de fonctions prédéfinies, le app edge Flow Creator facilite la création d'une solution de traitement de données et de connectivité. De plus, le application de bord LiveTwin est également utilisé, qui était juste en phase de développement chez Siemens au début du projet, donc HANSA Klimasysteme l'a exécuté en tant que pilote. LiveTwin permet d'intégrer des modèles de simulation sur des dispositifs périphériques, par exemple, pour permettre des contrôles prédictifs comme ceux nécessaires pour le projet de recherche. « Avec l'application edge, nous avons pu traduire les modèles que nous avons créés dans Matlab Simulink dans la langue de l'IPC », explique Christian Seltz.

Environ 20 % d'économies d'énergie

Auparavant, les commandes du système de ventilation répondaient simplement aux événements au fur et à mesure qu'ils se produisaient, tels que l'augmentation du nombre de visiteurs ou une humidité élevée. Maintenant, il est maintenant capable de faire des ajustements prédictifs — c'est-à-dire avant même que les événements n'aient lieu. Au cours des quatre derniers mois, ces contrôles ont permis à la piscine de réduire sa consommation d'énergie d'environ 20 %. La prochaine étape consiste à mettre en œuvre cette solution complète dans des piscines intérieures supplémentaires. En fait, il a déjà été installé dans quatre autres pools et les résultats sont en cours de validation.

Mais la solution ne sera pas seulement disponible pour les piscines à l'avenir. Le plan est d'appliquer progressivement la solution complète aux autres gammes de produits et de la développer davantage, par exemple, pour les industries pharmaceutiques ou agroalimentaires. Le modèle devrait simplement être ajusté dans Matlab Simulink pour les clients impliqués et les exigences sur site, et chargé sur l'appareil périphérique à l'aide de SIMATIC LiveTwin. De nombreux clients de l'industrie pourraient avoir la même expérience que la piscine de Saterland : ils pourraient obtenir un contrôle climatique intelligent, économe en énergie et donc économe en ressources sur la base de données en direct.

Bien sûr, le potentiel d'économies est très élevé dans les piscines intérieures parce que leur fonctionnement est très énergivore. Mais ces principes peuvent également être appliqués dans d'autres secteurs, pour aider à réaliser des économies d'énergie partout où nos systèmes de ventilation sont utilisés.
Christian Seltz, Chef du département MSR, HANSA KlimaSysteme

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