Kryté bazény sú energeticky náročné budovy. Prediktívne ovládacie prvky ventilačných systémov založené na AI ponúkajú vynikajúci spôsob šetrenia energie. Emden University of Applied Sciences a HANSA Klimasysteme spolupracovali na týchto ovládacích prvkoch pomocou Siemens Industrial Edge zariadenia a aplikácie.
Koncom roka 2017 spoločnosť HANSA Klimasysteme GmbH spolupracovala s Emdenskou univerzitou aplikovaných vied na výskumnom projekte financovanom Nemeckou federálnou environmentálnou nadáciou (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Cieľom projektu bolo dosiahnuť optimálne podmienky v krytom bazéne s ohľadom na teplotu a vlhkosť a zároveň byť čo najviac energeticky účinné. Projektový tím pracoval s blízkym krytým bazénom a novou technológiou Siemens Industrial Edge.
Prevádzkovatelia krytých bazénov by mali pozorne sledovať svoje náklady na energiu. Zároveň sa musia postarať o to, aby návštevníci mali príjemný zážitok. Na tento účel musia byť teploty udržiavané pomerne teplé. Zároveň musí byť vlhkosť pomerne nízka, aby sa zabránilo poškodeniu budovy. To nie je ľahká úloha vzhľadom na to, že pri 30° C sa voda odparuje rýchlosťou približne 0,4 litra za hodinu na štvorcový meter povrchovej plochy.
HANSA Klimasysteme GmbH je stredne veľká spoločnosť so sídlom v nemeckom Saterlande s viac ako 170 zamestnancami. Jeho hlavnými produktmi sú ventilačné a klimatizačné systémy pre dátové centrá, priemyselné aplikácie a bazény. Jeho portfólio je rozdelené do niekoľkých produktových radov, ktoré sa zameriavajú na rôzne odvetvia a aplikácie.
Rekreačné plavecké centrum Saterland, ktoré sa nachádza len pár kilometrov od sídla spoločnosti HANSA Klimasysteme, bolo na trhu s novým ventilačným systémom, keď sa začal výskumný projekt v roku 2017, a spoločnosť kontaktovali. Bazén bol vybavený novým ventilačným systémom a mohol byť použitý ako výskumný projekt. Na oplátku bola spoločnosť schopná nainštalovať ďalšie senzory v budove a na systéme a kedykoľvek pristupovať k bazénu na výskumné účely.
upráca s bazénom, HANSA Klimasysteme a výskumným projektom Emdenskej univerzity aplikovaných vied zhromažďovala údaje zo senzorov za jeden rok, ako sú teplota, vlhkosť a spotreba energie, ako aj poveternostné podmienky alebo počet návštevníkov. Súbežne sa týmito údajmi napájal model založený na neurónovej sieti. Tento model založený na AI určuje a optimalizuje svoje kontrolné parametre spôsobom samoučenia. Rozpoznáva, ktoré opatrenie je najvhodnejšie na dosiahnutie cieľových podmienok v bazénovej hale s najvyššou možnou energetickou účinnosťou.
Čoskoro sa ukázalo, že riadiaci systém založený na modeli potrebuje platformu na spustenie, ktorá by mohla slúžiť ako rozhranie k PLC a poskytovať prístup k potrebným údajom. A tak HANSA Klimasysteme začala hľadať vhodný IPC (priemyselný počítač) — a čoskoro ho našla v priemyselnom okrajovom zariadení SIMATIC IPC227E, ktorý je súčasťou portfólia Siemens. Nielenže spĺňal požadované bezpečnostné normy a všeobecné priemyselné štandardy, ale ponúkal aj vysoký stupeň pripojenia, čo znamenalo, že sa dá ľahko integrovať do existujúcich systémov.
HANSA Klimasysteme k nám pôvodne prišla so žiadosťou o IPC, ktorý by mohol byť použitý na vytvorenie pripojenia VPN. Čoskoro som si uvedomil, že budú spracovávať obrovské objemy údajov, a odporučil som im, aby použili okrajové zariadenie.
SIMATIC IPC 227E je prevádzkovaný ako okrajové zariadenie v otvorenom ekosystéme Industrial Edge od spoločnosti Siemens. Vďaka grafickému používateľskému rozhraniu, ktoré obsahuje súbor preddefinovaných funkcií, Edge aplikácia Flow Creator uľahčuje vytváranie riešení na spracovanie dát a pripojenie. Okrem toho aplikácia na okraji LiveTwinje tiež použitý, ktorý bol práve vo vývojovej fáze spoločnosti Siemens na začiatku projektu, takže ho HANSA Klimasysteme prevádzkovala ako pilot. LiveTwin umožňuje integrovať simulačné modely na okrajových zariadeniach, napríklad na umožnenie prediktívnych kontrol, ako sú tie, ktoré sú potrebné pre výskumný projekt. „Pomocou aplikácie Edge sme dokázali preložiť modely, ktoré sme vytvorili v Matlab Simulink, do jazyka IPC,“ hovorí Christian Seltz.
Predtým ovládacie prvky ventilačného systému reagovali iba na udalosti, ktoré sa vyskytli, ako napríklad zvýšený počet návštevníkov alebo zvýšená vlhkosť. Teraz je teraz schopný vykonávať prediktívne úpravy - to znamená skôr, ako sa udalosti uskutočnia. Za posledné štyri mesiace tieto kontroly umožnili bazénu znížiť spotrebu energie približne o 20 percent. Ďalším krokom je implementácia tohto kompletného riešenia v ďalších krytých bazénoch. V skutočnosti už bol nainštalovaný v ďalších štyroch bazénoch a výsledky sa v súčasnosti potvrdzujú.
Riešenie však nebude k dispozícii iba pre bazény v budúcnosti. Plánom je postupne aplikovať kompletné riešenie na ostatné produktové rady a ďalej ho rozvíjať napríklad pre farmaceutický priemysel alebo potravinársky a nápojový priemysel. Model by mal byť jednoducho upravený v Matlab Simulink pre zúčastnených zákazníkov a požiadavky na mieste a naložený na okrajové zariadenie pomocou SIMATIC LiveTwin. Mnoho priemyselných klientov by mohlo mať rovnaké skúsenosti ako skupina Saterland: Mohli by dosiahnuť inteligentnú, energeticky účinnú a tým šetriacu zdroje klimatizáciu na základe živých údajov.
Potenciál úspor je samozrejme veľmi vysoký v krytých bazénoch, pretože ich prevádzka je taká energeticky náročná. Tieto princípy však možno uplatniť aj v iných odvetviach, aby sme pomohli dosiahnuť úspory energie všade tam, kde sa používajú naše ventilačné systémy.
Nová platforma Edge Computing spoločnosti Siemens pozostáva z Edge zariadení, aplikácií a konektivity v centralizovanej infraštruktúre riadenia. IPC prevádzkuje riadiaci systém založený na modeli a aplikáciu Flow Creator edge, čo zaisťuje plynulú komunikáciu medzi IPC, PLC a cloudom.
.jpg?auto=format%2Ccompress&fit=crop&crop=faces%2Cedges&w=640&h=360&q=60)
