Siemens Industrial Edge в Hansa Klimasysteme

Крытые бассейны — это энергоемкие здания. Прогнозное управление вентиляционными системами на основе искусственного интеллекта — отличный способ экономии энергии. Университет прикладных наук Эмдена и компания HANSA Klimasysteme совместно разработали такую систему управления с использованием устройств и приложений Siemens Industrial Edge.

Сотрудничество науки и промышленности

В конце 2017 года компания HANSA Klimasysteme GmbH в партнерстве с Университетом прикладных наук Эмдена реализовала исследовательский проект, финансируемый Федеральным экологическим фондом Германии (Deutsche Bundestiftung Umwelt). Цель проекта состояла в том, чтобы создать оптимальные условия в крытом бассейне с точки зрения температуры и влажности, обеспечив при этом максимальную энергоэффективность. Команда проекта внедряла разработку в близлежащем крытом бассейне, используя новую технологию Siemens Industrial Edge.

Three men look upward while standing on the deck of an indoor pool.

Идеальный микроклимат бассейна

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.

Бассейн идей для применения

HANSA Klimasysteme GmbH — это компания среднего размера в Затерланде (Германия) со штатом более 170 сотрудников. Основными продуктами компании являются системы вентиляции и кондиционирования воздуха для центров обработки данных, промышленных объектов и бассейнов. Портфель компании представлен несколькими линейками продуктов, предназначенных для различных отраслей и областей применения.

Two men look at ventilation equipment for an indoor pool.

Свободный доступ для участников исследовательского проекта

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

Развлекательный плавательный центр в Затерланде, находящийся всего в нескольких километрах от штаб-квартиры компании HANSA Klimasysteme, на момент начала исследовательского проекта в 2017 году был в поиске новой вентиляционной системы, и поэтому они обратились в компанию. Бассейн был оснащен новой системой вентиляции и стал объектом исследовательского проекта. В свою очередь, компания получила возможность установить дополнительные датчики в здании и в системе, а также в любое время имела доступ к бассейну для исследовательских целей.

Более высокая энергоэффективность благодаря прогнозированию на основе искусственного интеллекта

В рамках сотрудничества бассейна, компании HANSA Klimasysteme и исследовательского проекта Университета прикладных наук Эмдена в течение года собирались данные с датчиков, такие как температура, влажность и потребление энергии, а также сведения о погодных условиях или количестве посетителей. Параллельно этими данными наполнялась модель, основанная на нейронной сети. Эта модель на базе искусственного интеллекта определяет и оптимизирует параметры управления самообучающимся способом, выбирая меры, которые лучше всего обеспечивают заданные условия в зале бассейна при максимально возможной энергоэффективности.

Небольшое периферийное устройство с отличными возможностями подключения

Вскоре стало очевидно, что для работы системы управления на основе моделей нужна платформа, которая могла бы служить интерфейсом к ПЛК и обеспечивать доступ к необходимым данным. Поэтому компания HANSA Klimasysteme начала поиск подходящего промышленного ПК и вскоре остановилась на промышленном периферийном устройстве SIMATIC IPC227E, которое входит в портфель Siemens. Оно не только отвечало требуемым стандартам безопасности и общим отраслевым стандартам, но и обеспечивало широкие возможности 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 предварительно определенных функций, периферийное приложение Flow Creator упрощает создание решения для обработки данных и подключения. Кроме того, также используется периферийное приложение LiveTwin, которое в начале проекта находилось в Siemens на стадии разработки, поэтому компания HANSA Klimasysteme использовала его в качестве пилотного проекта. LiveTwin позволяет интегрировать имитационные модели на периферийных устройствах, например, для обеспечения прогнозного управления, подобного тому, которое необходимо для исследовательского проекта. «С помощью этого периферийного приложения мы смогли перевести модели, созданные в Matlab Simulink, на язык промышленного ПК», — говорит Кристиан Зельц (Christian Seltz).

Экономия энергии примерно на 20 %

Ранее система управления вентиляцией лишь реагировала на события по мере их возникновения, например, на увеличение числа посетителей или повышение влажности. Теперь она способна осуществлять прогнозные корректировки — то есть еще до наступления событий. За последние четыре месяца эта система управления позволила бассейну снизить потребление энергии примерно на 20 процентов. Следующий шаг — внедрение этого комплексного решения в других крытых бассейнах. На самом деле, она уже установлена еще в четырех бассейнах, и в настоящее время результаты проверяются.

Однако это решение в будущем будет доступно не только для бассейнов. План состоит в том, чтобы постепенно внедрить его в полном объеме в других линейках продуктов и в дальнейшем развивать его, например, для фармацевтической или пищевой промышленности. Модель необходимо лишь скорректировать в Matlab Simulink с учетом требований конкретного заказчика и условий на объекте и загрузить на периферийное устройство с помощью SIMATIC LiveTwin. Многие отраслевые клиенты смогут получить такой же опыт, как и бассейн в Затерланде: интеллектуальное, энергоэффективное и, следовательно, ресурсосберегающее управление микроклиматом на основе актуальных данных.

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

Кристиан Зельц (Christian Seltz), Руководитель отдела MSR, HANSA Klimasysteme

Платформа для повышения прозрачности: Industrial Edge

Новая платформа Siemens для периферийных вычислений состоит из периферийных устройств, приложений и средств подключения к централизованной инфраструктуре управления. Промышленный ПК использует систему управления на основе моделей и периферийное приложение Flow Creator, обеспечивая бесперебойную связь между промышленным ПК, ПЛК и облаком.

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

Самый быстрый способ интеллектуального использования ваших данных

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

Программный скриншот приложения LiveTwin в SIMATIC Edge

LiveTwin – приложение 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 структурированного потока приложений и переносимой имитационной модели LiveTwin.

Начните свой путь трансформации

Свяжитесь с нами