실내 수영장은 에너지 집약적인 건물이에요.AI 기반의 예측 가능한 환기 시스템 제어는 에너지 절약에 탁월한 방법을 제공해요.엠덴 응용과학대학교와 HANSA Klimasysteme은 Siemens Industrial Edge 디바이스와 애플리케이션을 사용하여 이러한 제어를 위해 협력했어요.
2017년 말에 HANSA Klimasysteme GmbH가 엠덴 응용과학대학교하고 독일 연방 환경재단 (Deutsche Bundestiftung Umwelt) 이 자금을 지원하는 연구 프로젝트를 진행했어요.프로젝트 목표는 실내 수영장에서 온도와 습도 측면에서 최적의 조건을 만들면서 가능한 에너지 효율을 높이는 거였어요.프로젝트 팀은 근처 실내 수영장하고 새로운 Siemens 기술을 사용했어요. 인더스트리얼 엣지.
실내 수영장 운영자는 에너지 비용을 면밀히 주시해야 해요.동시에 방문자들이 즐거운 경험을 할 수 있도록 해야 해요.그러려면 온도를 꽤 따뜻하게 유지해야 돼요.동시에 건물 손상을 방지하려면 습도를 상당히 낮게 해야 해요.30°C에서 물이 표면적 제곱피트당 시간당 약 0.4리터의 속도로 증발한다는 점을 고려하면 쉬운 일이 아니에요.
HANSA Klimasysteme GmbH는 독일 자털란트에 본사를 둔 중견기업이에요. 직원 170명 이상이에요.주요 제품은 데이터 센터, 산업 애플리케이션, 수영장의 환기 및 공조 시스템이에요.포트폴리오는 다양한 산업과 응용 분야를 대상으로 하는 여러 제품군으로 나뉘어져 있어요.
HANSA Klimasysteme 본사에서 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에 위치한 Saterland 레크리에이션 수영 센터가 2017년 연구 프로젝트가 시작되었을 때 새 환기 시스템 시장에 나왔고 회사에 연락했어요.수영장에 새 환기 시스템이 설치돼서 연구 프로젝트로 사용할 수 있었어요.그 대가로 회사는 건물과 시스템에 센서를 추가로 설치하고 연구 목적으로 언제든지 수영장에 접근할 수 있었어요.
수영장과 HANSA Klimasysteme과 엠덴 응용과학대학교 연구 프로젝트가 협력하여 온도, 습도, 에너지 소비, 기상 조건이나 방문자 수 같은 센서로부터 1년 동안 데이터를 수집했어요.병행해서, 신경망 기반 모델에 이런 데이터가 입력됐어요.이 AI 기반 모델은 자가 학습 방식으로 제어 매개변수를 결정하고 최적화해요.가능한 가장 높은 에너지 효율로 수영장 홀의 목표 조건을 달성하는 데 어떤 조치가 가장 적합한지 인식해요.
모델 기반 제어 시스템을 실행하려면 PLC 인터페이스 역할을 하고 필요한 데이터에 액세스할 수 있는 플랫폼이 필요하다는 것이 곧 분명해졌어요.그래서 한사 클리마시스템은 적합한 IPC (산업용 PC) 를 찾기 시작했어요. 그리고 곧 산업용 엣지 디바이스에서 찾았어요. SIMATIC IPC227E, Siemens 포트폴리오의 일부예요.필수 보안 표준과 일반 산업 표준을 충족했을 뿐만 아니라 높은 수준의 연결성을 제공하여 기존 시스템에 쉽게 통합할 수 있었어요.
HANSA Klimasysteme은 원래 VPN 연결 설정에 사용할 수 있는 IPC를 요청해서 우리에게 왔어요.그들이 엄청난 양의 데이터를 처리할 거라는 걸 곧 깨닫고 엣지 디바이스를 쓰라고 조언했어요.
SIMATIC IPC 227E는 Siemens의 개방형 에코시스템 인더스트리얼 엣지에서 엣지 디바이스로 작동해요.미리 정의된 함수 세트를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스 덕분에 엣지 앱 플로우 크리에이터 데이터 처리 및 연결 솔루션을 더 쉽게 만들 수 있게 해줘요.추가로, 엣지 애플리케이션 라이브트윈 그것도 사용돼요. 프로젝트 초기 Siemens에서 개발 단계에 있었거든요. 그래서 HANSA Klimasysteme에서 파일럿으로 운영했어요.LiveTwin은 예를 들어 엣지 장치에 시뮬레이션 모델을 통합해서 연구 프로젝트에 필요한 것과 같은 예측 제어를 가능하게 해요.크리스티안 셀츠는 이렇게 말합니다. “엣지 앱 덕분에 MATLAB Simulink에서 만든 모델을 IPC의 언어로 번역할 수 있었어요.
예전에는 환기 시스템 컨트롤이 방문객 수 증가나 습도 상승 같은 이벤트 발생시에만 반응했어요.이제 예측 조정을 할 수 있어요. 즉, 이벤트가 일어나기도 전에 말이죠.지난 4개월 동안 이러한 제어 덕분에 수영장에서 에너지 소비를 약 20% 줄일 수 있었어요.다음 단계는 이 완전한 솔루션을 추가 실내 수영장에 구현하는 거예요.사실, 이미 네 개의 풀에 더 설치되었고 결과 검증 중이에요.
하지만 솔루션은 앞으로 수영장에서만 사용할 수 있는 게 아니에요.전체 솔루션을 다른 제품군에 점진적으로 적용하고 제약이나 식음료 산업 등을 위해 추가로 개발할 계획이에요.모델은 관련 고객과 현장 요구 사항에 맞게 MATLAB Simulink에서 조정한 다음 SIMATIC LiveTwin을 사용하여 엣지 장치에 로드하기만 하면 돼요.많은 업계 고객들이 Saterland 수영장과 같은 경험을 할 수 있어요. 실시간 데이터를 기반으로 지능적이고 에너지 효율적이며 따라서 자원 절약형 기후 제어를 달성할 수 있을 거예요.
물론 실내 수영장은 운영에 에너지 집약적이기 때문에 비용 절감 가능성이 매우 높아요.하지만 이 원칙들은 다른 분야에도 적용될 수 있어요. 환기 시스템을 사용하는 곳마다 에너지를 절약하는 데 도움이 되죠.
지멘스의 새로운 엣지 컴퓨팅 플랫폼은 중앙 집중식 관리 인프라의 엣지 디바이스, 앱, 연결성으로 구성돼요.IPC는 모델 기반 제어 시스템과 플로우 크리에이터 엣지 애플리케이션을 실행하여 IPC, PLC, 클라우드 간의 원활한 통신을 보장해요.
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