실내 수영장은 에너지 집약적인 건물입니다.예측 가능한 AI 기반 환기 시스템 제어는 에너지 절감을 위한 탁월한 방법을 제공합니다.엠덴 응용과학대학교와 HANSA Klimasysteme은 Siemens Industrial Edge 장치 및 애플리케이션을 사용하여 이러한 제어에 대해 협력했습니다.
2017년 말, HANSA Klimasysteme GmbH는 독일 연방 환경 재단 (Deutsche Bundesstiftung Umwelt) 이 자금을 지원하는 연구 프로젝트를 위해 엠덴 응용 과학 대학교와 파트너십을 맺었습니다.프로젝트의 목표는 실내 수영장의 온도 및 습도 측면에서 최적의 조건을 달성하면서도 가능한 한 에너지 효율성을 높이는 것이었습니다.프로젝트 팀은 근처의 실내 수영장과 새로운 Siemens 기술을 사용했습니다. Industrial Edge.
실내 수영장 운영자는 에너지 비용을 면밀히 주시해야 합니다.동시에 방문객들이 즐거운 경험을 할 수 있도록 해야 합니다.이를 위해서는 온도를 상당히 따뜻하게 유지해야 합니다.동시에 건물 손상을 방지하려면 습도가 상당히 낮아야 합니다.30°C에서 물이 표면적 제곱피트당 시간당 약 0.4리터의 속도로 증발한다는 점을 고려하면 이는 쉬운 일이 아닙니다.
HANSA Klimasysteme GmbH는 독일 자터란트에 본사를 둔 중견기업으로 170명 이상의 직원을 보유하고 있습니다.주요 제품은 데이터 센터, 산업 애플리케이션 및 수영장을 위한 환기 및 공조 시스템입니다.포트폴리오는 다양한 산업 및 응용 분야를 대상으로 하는 여러 제품군으로 나뉩니다.
HANSA Klimasysteme 본사에서 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에 위치한 Saterland 레크리에이션 수영 센터는 2017년 연구 프로젝트가 시작되었을 때 새로운 환기 시스템을 시장에 내놓았고 회사에 연락했습니다.수영장에는 새로운 환기 시스템이 설치되어 연구 프로젝트로 사용할 수 있었습니다.그 대가로 회사는 건물과 시스템에 센서를 추가로 설치하고 연구 목적으로 언제든지 수영장에 접근할 수 있었습니다.
수영장, HANSA Klimasysteme 및 엠덴 응용 과학 대학의 연구 프로젝트의 협력을 통해 온도, 습도 및 에너지 소비, 기상 조건 또는 방문객 수와 같은 센서로부터 1 년 동안 데이터를 수집했습니다.이와 동시에 신경망 기반 모델에는 이러한 데이터가 제공되었습니다.이 AI 기반 모델은 자체 학습 방식으로 제어 매개변수를 결정하고 최적화합니다.가능한 최고의 에너지 효율로 수영장 홀의 목표 조건을 달성하는 데 가장 적합한 조치를 파악합니다.
모델 기반 제어 시스템에는 PLC에 대한 인터페이스 역할을 하고 필요한 데이터에 대한 액세스를 제공할 수 있는 실행 플랫폼이 필요하다는 것이 곧 분명해졌습니다.그래서 HANSA Klimasysteme은 적합한 IPC (산업용 PC) 를 찾기 시작했고 곧 산업용 엣지 디바이스에 적용되었습니다. SIMATIC IPC227E이는 지멘스 포트폴리오의 일부입니다.필수 보안 표준과 일반 산업 표준을 충족했을 뿐만 아니라 높은 수준의 연결성을 제공하여 기존 시스템에 쉽게 통합할 수 있었습니다.
HANSA Klimasysteme은 원래 VPN 연결을 설정하는 데 사용할 수 있는 IPC를 요청하기 위해 우리에게 왔습니다.곧 엄청난 양의 데이터를 처리할 것이라는 사실을 깨닫고 엣지 디바이스를 사용하라고 조언했습니다.
SIMATIC IPC 227E는 지멘스의 개방형 에코시스템 Industrial Edge에서 엣지 디바이스로 운영됩니다.사전 정의된 기능 세트를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스 덕분에 엣지 앱 플로우 크리에이터 데이터 처리 및 연결 솔루션을 더 쉽게 만들 수 있습니다.또한, 엣지 애플리케이션 LiveTwin 프로젝트 초기 Siemens에서 개발 단계에 있었던 것도 사용 중이었기 때문에 HANSA Klimasysteme에서 시범 운영했습니다.예를 들어 LiveTwin은 엣지 디바이스에 시뮬레이션 모델을 통합하여 연구 프로젝트에 필요한 것과 같은 예측 제어를 가능하게 합니다.“엣지 앱 덕분에 우리는 Matlab Simulink에서 만든 모델을 IPC의 언어로 번역할 수 있었습니다.” 라고 Christian Seltz는 말합니다.
이전에는 환기 시스템의 제어가 방문객 수 증가나 습도 상승과 같은 이벤트 발생 시에만 반응했습니다.이제 예측 조정을 할 수 있습니다. 즉, 이벤트가 발생하기도 전에 말이죠.지난 4개월 동안 이러한 제어 덕분에 수영장은 에너지 소비를 약 20% 줄일 수 있었습니다.다음 단계는 추가 실내 수영장에서 이 완벽한 솔루션을 구현하는 것입니다.실제로 이미 네 개의 풀에 추가로 설치되었으며 그 결과는 현재 검증 중입니다.
그러나 이 솔루션은 향후 수영장에서만 사용할 수 있는 것은 아닙니다.전체 솔루션을 다른 제품 라인에 점진적으로 적용하고 제약 또는 식음료 산업 등을 위해 추가로 개발할 계획입니다.모델은 관련 고객 및 현장 요구 사항에 맞게 Matlab Simulink에서 간단히 조정한 다음 SIMATIC LiveTwin을 사용하여 엣지 디바이스에 로드하기만 하면 됩니다.많은 업계 고객이 Saterland 수영장과 동일한 경험을 할 수 있습니다. 실시간 데이터를 기반으로 지능적이고 에너지 효율적이며 자원 절약형 기후 제어를 달성할 수 있습니다.
물론 실내 수영장은 운영이 에너지 집약적이기 때문에 비용 절감 가능성이 매우 높습니다.그러나 이러한 원칙은 당사의 환기 시스템을 사용하는 모든 곳에서 에너지 절약을 달성하기 위해 다른 분야에도 적용될 수 있습니다.
Siemens의 새로운 엣지 컴퓨팅 플랫폼은 중앙 집중식 관리 인프라의 엣지 디바이스, 앱 및 연결로 구성됩니다.IPC는 모델 기반 제어 시스템과 Flow Creator 엣지 애플리케이션을 실행하여 IPC, PLC 및 클라우드 간의 원활한 통신을 보장합니다.
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