Трое мужчин смотрят вверх, стоя на террасе крытого бассейна.

Системы кондиционирования воздуха Siemens Industrial Edge и Hansa

Крытые бассейны — это энергоемкие здания. Упреждающее управление вентиляционными системами на основе искусственного интеллекта — отличный способ экономии энергии. Эмденский университет прикладных наук и HANSA Klimasysteme совместно работали над этими средствами управления с использованием устройств и приложений Siemens Industrial Edge.

Сотрудничество между исследованиями и промышленностью

В конце 2017 года компания HANSA Klimasysteme GmbH в партнерстве с Эмденским университетом прикладных наук реализовала исследовательский проект, финансируемый Федеральным экологическим фондом Германии (Deutsche Bundestiftung Umwelt). Цель проекта состояла в том, чтобы обеспечить оптимальные условия в крытом бассейне с точки зрения температуры и влажности, а также обеспечить максимальную энергоэффективность. Команда проекта работала с близлежащим крытым бассейном и новой технологией Siemens Industrial Edge.

Interior view of Saterland recreational swim center

Отличный климат в бассейне

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

Операторы крытых бассейнов должны внимательно следить за расходами на электроэнергию. В то же время они также должны позаботиться о том, чтобы посетители получили приятные впечатления. Для этого необходимо поддерживать достаточно высокую температуру. В то же время влажность должна быть довольно низкой, чтобы предотвратить повреждение здания. Это непростая задача, учитывая, что при температуре 30°C вода испаряется со скоростью около 0,4 литра в час на квадратный фут поверхности.

Целый пул возможных приложений

HANSA Klimasysteme GmbH — это компания среднего размера, базирующаяся в Сатерланде, Германия, со штатом более 170 сотрудников. Основными продуктами компании являются системы вентиляции и кондиционирования воздуха для центров обработки данных, промышленных приложений и бассейнов. Портфель компании разделен на несколько линеек продуктов, предназначенных для различных отраслей и областей применения.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Бесплатный вход на исследовательский проект

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

Центр рекреационного плавания Saterland, расположенный всего в нескольких километрах от штаб-квартиры HANSA Klimasysteme, на момент начала исследовательского проекта в 2017 году на рынке новой вентиляционной системы, и они связались с компанией. Бассейн был оснащен новой системой вентиляции и может быть использован в качестве исследовательского проекта. В свою очередь, компания смогла установить дополнительные датчики в здании и системе и в любое время получить доступ к бассейну для исследовательских целей.

Более высокая энергоэффективность благодаря прогнозированию на основе искусственного интеллекта

В результате сотрудничества бассейна, HANSA Klimasysteme и исследовательского проекта Эмденского университета прикладных наук в течение одного года собирались данные с датчиков, такие как температура, влажность и потребление энергии, а также погодные условия или количество посетителей. Параллельно с этими данными поступала модель, основанная на нейронной сети. Эта модель на основе искусственного интеллекта определяет и оптимизирует параметры управления самообучающимся способом. Он определяет, какая мера лучше всего подходит для достижения целевых условий в зале бассейна с максимально возможной энергоэффективностью.

Небольшое периферийное устройство с отличными возможностями подключения

Вскоре стало очевидно, что системе управления на основе моделей нужна платформа, на которой можно было бы работать, которая могла бы служить интерфейсом к ПЛК и обеспечивать доступ к необходимым данным. Поэтому компания HANSA Klimasysteme начала поиск подходящего IPC (промышленного ПК) и вскоре нашла его в качестве промышленного периферийного устройства СИММАТИК IPC227E, которая входит в портфель Siemens. Он не только отвечал требуемым стандартам безопасности и общим отраслевым стандартам, но и обеспечивал высокую степень подключения, что позволяло легко интегрировать его в существующие системы.

SIMATIC IPC227E Nanobox PC product image

Компания HANSA Klimasysteme изначально обратилась к нам с просьбой предоставить IPC, который можно было бы использовать для установления VPN-соединения. Вскоре я понял, что они будут обрабатывать огромные объемы данных, и посоветовал им использовать периферийное устройство.

Торстен Вольф, Продажи, Siemens

Приложения Edge для интеллектуального управления климатом

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

SIMATIC IPC 227E используется в качестве периферийного устройства в открытой экосистеме Industrial Edge от Siemens. Благодаря графическому пользовательскому интерфейсу, включающему набор предопределенных функций, Создатель периферийных приложений Flow упрощает создание решения для обработки данных и подключения. Кроме того, периферийное приложение LiveTwin также используется, который в начале проекта находился на стадии разработки в Siemens, поэтому компания HANSA Klimasysteme использовала его в качестве пилотного проекта. LiveTwin позволяет интегрировать имитационные модели на периферийных устройствах, например, для обеспечения прогнозного управления, подобного тем, которые необходимы для исследовательского проекта. «С помощью приложения edge мы смогли перевести модели, созданные в Matlab Simulink, на язык IPC», — говорит Кристиан Зельц.

Экономия энергии примерно на 20%

Ранее органы управления вентиляционной системой реагировали только на происходящие события, такие как увеличение количества посетителей или повышенная влажность. Теперь оно может вносить прогнозные корректировки, то есть еще до того, как события произойдут. За последние четыре месяца эти меры контроля позволили бассейну снизить потребление энергии примерно на 20 процентов. Следующий шаг — внедрение этого комплексного решения в дополнительных крытых бассейнах. Фактически, он уже установлен еще в четырех пулах, и в настоящее время результаты проверяются.

Но решение будет доступно не только для бассейнов в будущем. План состоит в том, чтобы постепенно внедрить комплексное решение в других линейках продуктов и в дальнейшем развивать его, например, для фармацевтической промышленности или пищевой промышленности и производства напитков. Модель просто нужно будет скорректировать в Matlab Simulink с учетом заинтересованных клиентов и требований на месте и загрузить на периферийное устройство с помощью SIMATIC LiveTwin. Многие отраслевые клиенты могут испытать на себе тот же опыт, что и бассейн Saterland: они могут обеспечить интеллектуальное, энергоэффективное и, следовательно, ресурсосберегающее управление климатом на основе данных в реальном времени.

Конечно, потенциал экономии в крытых бассейнах очень высок, поскольку их эксплуатация требует больших затрат энергии. Но эти принципы могут быть применены и в других секторах, чтобы помочь сэкономить энергию везде, где используются наши вентиляционные системы.

Кристиан Зельц, Начальник отдела MSR, Система кондиционирования HANSA

Платформа для повышения прозрачности: Industrial Edge

Новая платформа Siemens для периферийных вычислений состоит из устройств, приложений и средств подключения Edge в централизованной инфраструктуре управления. IPC использует систему управления на основе моделей и приложение Flow Creator edge, обеспечивая бесперебойную связь между IPC, ПЛК и облаком.

Изображение экрана компьютера с логотипами справа, представляющими искусственный интеллект и данные.

Самый быстрый способ интеллектуального использования ваших данных

Производственные машины, станки, процессы и установки производят данные, содержащие ценную информацию. Эти данные могут помочь оптимизировать процессы и продукты, лучше использовать оборудование и улучшить планирование технического обслуживания.

Программный скриншот приложения SIMATIC Edge LiveTwin

LiveTwin для подготовки данных

Приложение LiveTwin интегрировано с приложением Flow Creator в экосистеме Industrial Edge. Эта интеграция позволяет пользователям предварительно обрабатывать и собирать данные с помощью каркаса потока приложений и переносимости имитационной модели LiveTwin.

Начните свое путешествие

Свяжитесь с нами