Zatvoreni bazeni su energetski intenzivne zgrade. Prediktivne kontrole ventilacijskih sustava temeljene na umjetnoj inteligenciji nude izvrstan način uštede energije. Sveučilište primijenjenih znanosti Emden i HANSA Klimasysteme surađivali su na tim kontrolama koristeći Siemens Industrial Edge uređaji i aplikacije.
Krajem 2017. godine HANSA Klimasysteme GmbH udružila se sa Sveučilištem primijenjenih znanosti Emden za istraživački projekt koji je financirala Njemačka savezna zaklada za okoliš (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Cilj projekta bio je postići optimalne uvjete u zatvorenom bazenu s obzirom na temperaturu i vlažnost, a istovremeno biti što energetski učinkovitiji. Projektni tim radio je s obližnjim zatvorenim bazenom i novom Siemensovom tehnologijom Industrial Edge.
Operatori zatvorenih bazena trebali bi pažljivo pratiti svoje troškove energije. Istodobno, oni također moraju osigurati da posjetitelji imaju ugodno iskustvo. U tu svrhu temperature moraju biti prilično tople. Istodobno, vlaga mora biti prilično niska kako bi se spriječilo oštećenje zgrade. To nije lak zadatak s obzirom na to da na 30° C voda isparava brzinom od oko 0,4 litre na sat po kvadratnom metru površine.
HANSA Klimasysteme GmbH je srednje velika tvrtka sa sjedištem u Saterlandu u Njemačkoj, s preko 170 zaposlenika. Njegovi glavni proizvodi su ventilacijski i klimatizacijski sustavi za podatkovne centre, industrijske primjene i bazene. Njegov portfelj podijeljen je u nekoliko linija proizvoda koje ciljaju različite industrije i aplikacije.
Rekreativni plivački centar Saterland, smješten samo nekoliko kilometara od sjedišta HANSA Klimasysteme, bio je na tržištu novog ventilacijskog sustava kada je istraživački projekt započeo 2017. godine, a oni su kontaktirali tvrtku. Bazen je opremljen novim ventilacijskim sustavom i mogao se koristiti kao istraživački projekt. Zauzvrat, tvrtka je uspjela instalirati dodatne senzore u zgradu i na sustav i pristupiti bazenu u bilo koje vrijeme u istraživačke svrhe.
adnjom bazena HANSA Klimasysteme i istraživačkog projekta Sveučilišta primijenjenih znanosti Emden prikupljeni su podaci od senzora za godinu dana, kao što su temperatura, vlaga i potrošnja energije, kao i vremenski uvjeti ili broj posjetitelja. Paralelno s tim se podacima napajao model zasnovan na neuronskoj mreži. Ovaj model zasnovan na AI određuje i optimizira svoje kontrolne parametre na način samoučenja. Prepoznaje koja je mjera najprikladnija za postizanje ciljanih uvjeta u bazenskoj dvorani s najvećom mogućom energetskom učinkovitošću.
Ubrzo je postalo očito da je upravljačkom sustavu zasnovanom na modelu potrebna platforma za pokretanje koja bi mogla poslužiti kao sučelje za PLC i omogućiti pristup potrebnim podacima. Tako je HANSA Klimasysteme započela potragu za odgovarajućim IPC-om (industrijskim računalom) — i ubrzo ga pronašla u industrijskom rubnom uređaju SIMATIC IPC227E, koji je dio Siemensovog portfelja. Ne samo da je zadovoljavao potrebne sigurnosne standarde i opće industrijske standarde, već je nudio i visok stupanj povezanosti, što je značilo da se lako integrira u postojeće sustave.
HANSA Klimasysteme izvorno nam je došao sa zahtjevom za IPC koji bi se mogao koristiti za uspostavljanje VPN veze. Ubrzo sam shvatio da će obrađivati ogromne količine podataka i savjetovao sam im da koriste rubni uređaj.
SIMATIC IPC 227E radi kao rubni uređaj u otvorenom ekosustavu Industrial Edge od Siemensa. Zahvaljujući grafičkom korisničkom sučelju, koje uključuje skup unaprijed definiranih funkcija, rubna aplikacija Flow Creator olakšava stvaranje rješenja za obradu podataka i povezivanje. Osim toga, rub na aplikacija LiveTwintakođer se koristi, koji je bio tek u fazi razvoja u Siemensu na početku projekta, pa ga je HANSA Klimasysteme pokrenuo kao pilot. LiveTwin omogućuje integraciju simulacijskih modela na rubne uređaje, na primjer, kako bi se omogućile prediktivne kontrole poput onih potrebnih za istraživački projekt. "Pomoću aplikacije edge uspjeli smo prevesti modele koje smo stvorili u Matlab Simulink na jezik IPC-a", kaže Christian Seltz.
Prije su kontrole ventilacijskog sustava samo reagirale na događaje koji su se dogodili, poput povećanog broja posjetitelja ili povišene vlažnosti. Sada je sada u stanju izvršiti prediktivne prilagodbe - to jest, prije nego što se događaji uopće dogode. Tijekom posljednja četiri mjeseca ove kontrole omogućile su bazenu da smanji potrošnju energije za oko 20 posto. Sljedeći korak je implementacija ovog cjelovitog rješenja na dodatnim zatvorenim bazenima. Zapravo, već je instaliran u još četiri bazena, a rezultati se trenutno potvrđuju.
Ali rješenje neće biti dostupno samo za bazene u budućnosti. Plan je postupno primijeniti cjelovito rješenje na ostale linije proizvoda i dalje ga razvijati, na primjer, za farmaceutsku industriju ili industriju hrane i pića. Model bi jednostavno trebao biti prilagođen u Matlab Simulink za uključene kupce i zahtjeve na licu mjesta, te učitati na rubni uređaj pomoću SIMATIC LiveTwin. Mnogi klijenti iz industrije mogli bi imati isto iskustvo kao i bazen Saterland: mogli bi postići inteligentnu, energetski učinkovitu i na taj način uštedu resursa klimatsku kontrolu na temelju podataka uživo.
Naravno, potencijal za uštedu vrlo je velik kod zatvorenih bazena jer je njihov rad toliko energetski intenzivan. Ali ta se načela mogu primijeniti i u drugim sektorima kako bi se postigla ušteda energije gdje god se naši ventilacijski sustavi koriste.
Siemensova nova platforma za rubno računanje sastoji se od Edge uređaja, aplikacija i povezivanja u centraliziranoj infrastrukturi upravljanja. IPC pokreće sustav upravljanja zasnovan na modelu i aplikaciju Flow Creator edge, osiguravajući glatku komunikaciju između IPC-a, PLC-a i oblaka.
.jpg?auto=format%2Ccompress&fit=crop&crop=faces%2Cedges&w=640&h=360&q=60)
