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

Siemens Industrial Edge au Hansa Klimasysteme

Les piscines intérieures sont des bâtiments énergivores. Les commandes prédictives basées sur l'IA des systèmes de ventilation constituent 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 des sciences appliquées d'Emden 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 écoénergétique que possible. L'équipe du projet a travaillé avec une piscine intérieure à proximité et avec 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. À cette fin, les températures doivent être maintenues assez chaudes. En 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 éventail d'applications possibles

HANSA Klimasysteme GmbH est une entreprise de taille moyenne basée à Saterland, en Allemagne, qui compte 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 de 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 débuté en 2017, et ils ont contacté l'entreprise. La piscine était équipée d'un nouveau système de ventilation et pouvait 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 accrue grâce aux prévisions basées sur l'IA

La collaboration de la piscine HANSA Klimasysteme et du projet de recherche de l'Université Emden des sciences appliquées ont permis de recueillir des données provenant 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. Parallèlement, 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 autodidacte. 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.

Appareil périphérique de petite taille offrant une excellente connectivité

Il est rapidement devenu évident que le système de contrôle basé sur un modèle avait besoin d'une plate-forme sur laquelle fonctionner, qui pourrait servir d'interface avec le PLC et donner accès aux données nécessaires. C'est ainsi que 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 de Siemens. Non seulement il répondait 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 nous a d'abord demandé une IPC qui pourrait être utilisée 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 un contrôle intelligent de la climatisation

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

SIMATIC IPC 227E fonctionne comme un dispositif de périphérie dans l'écosystème ouvert Industrial Edge de Siemens. Grâce à l'interface utilisateur graphique, qui comprend un ensemble de fonctions prédéfinies, Créateur de flux de l'application edge facilite la création d'une solution de traitement des données et de connectivité. De plus, la application périphérique LiveTwin est également utilisé, qui n'en était qu'à l'étape de développement chez Siemens au début du projet, alors HANSA Klimasysteme l'a exécuté à titre 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 été en mesure de traduire les modèles que nous avons créés dans Matlab Simulink dans la langue de l'IPC », explique Christian Seltz.

Économies d'énergie d'environ 20 %

Auparavant, les commandes du système de ventilation répondaient simplement aux événements au fur et à mesure qu'ils se produisaient, comme l'augmentation du nombre de visiteurs ou une humidité élevée. Elle est maintenant en mesure d'effectuer des ajustements prédictifs, c'est-à-dire avant même que les événements ne se produisent. 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 d'autres piscines intérieures. 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 consiste à appliquer graduellement la solution complète aux autres gammes de produits et à la développer davantage, par exemple pour les industries pharmaceutiques ou alimentaires. Le modèle devrait simplement être ajusté dans Matlab Simulink pour les clients concernés et les exigences sur site, et chargé sur le périphérique périphérique à l'aide de SIMATIC LiveTwin. De nombreux clients de l'industrie pourraient avoir la même expérience que le bassin de Saterland : ils pourraient obtenir un système de climatisation 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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