Notranji bazeni so energetsko intenzivne stavbe. Prediktivni nadzor prezračevalnih sistemov, ki temelji na AI, ponuja odličen način za varčevanje z energijo. Emden University of Applied Sciences in HANSA Klimasysteme sta sodelovala pri teh kontrolnih napravah in aplikacijah Siemens Industrial Edge.
Konec leta 2017 je HANSA Klimasysteme GmbH sodelovala z Univerzo za uporabne znanosti Emden za raziskovalni projekt, ki ga je financirala nemška zvezna okoljska fundacija (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Cilj projekta je bil doseči optimalne pogoje v notranjem bazenu glede temperature in vlažnosti, hkrati pa biti čim bolj energetsko učinkovit. Projektna skupina je sodelovala z bližnjim notranjim bazenom in novo tehnologijo Siemens Industrial Edge.
Upravljavci notranjih bazenov morajo pozorno spremljati svoje stroške energije. Hkrati morajo poskrbeti tudi za prijetno izkušnjo obiskovalcev. V ta namen je treba temperature ohraniti precej tople. Hkrati mora biti vlažnost precej nizka, da se prepreči poškodba stavbe. To ni lahka naloga, saj pri 30° C voda izhlapi s hitrostjo približno 0,4 litra na uro na kvadratni meter površine.
HANSA Klimasysteme GmbH je srednje veliko podjetje s sedežem v Saterlandu v Nemčiji z več kot 170 zaposlenimi. Njeni glavni izdelki so prezračevalni in klimatski sistemi za podatkovne centre, industrijske aplikacije in bazene. Njegov portfelj je razdeljen na več linij izdelkov, ki so namenjene različnim panogam in aplikacijam.
Rekreacijski plavalni center Saterland, ki se nahaja le nekaj kilometrov od sedeža HANSA Klimasysteme, je bil na trgu za nov prezračevalni sistem, ko se je raziskovalni projekt začel leta 2017, in stopili so v stik s podjetjem. Bazen je bil opremljen z novim prezračevalnim sistemom in ga je mogoče uporabiti kot raziskovalni projekt. V zameno je podjetje lahko namestilo dodatne senzorje v stavbo in na sistem ter kadarkoli dostopalo do bazena za raziskovalne namene.
Sodelovanje bazena HANSA Klimasysteme in raziskovalnega projekta Univerze za uporabne znanosti Emden je za eno leto zbiralo podatke s senzorjev, kot so temperatura, vlažnost in poraba energije ter vremenske razmere ali število obiskovalcev. Vzporedno so s temi podatki napajali model, ki temelji na nevronski mreži. Ta model, ki temelji na umetni inteligenci, določa in optimizira svoje nadzorne parametre na način samoučenja. Prepozna, kateri ukrep je najbolj primeren za doseganje ciljnih pogojev v bazenski dvorani z največjo možno energetsko učinkovitostjo.
Kmalu je postalo očitno, da nadzorni sistem, ki temelji na modelih, potrebuje platformo za delovanje, ki bi lahko služila kot vmesnik za PLC in zagotavljala dostop do potrebnih podatkov. Tako je HANSA Klimasysteme začela iskati primeren IPC (industrijski računalnik) — in ga kmalu našel v industrijski robni napravi SIMATIC IPC227E, ki je del Siemensovega portfelja. Ne izpolnjuje le zahtevanih varnostnih standardov in splošnih industrijskih standardov, temveč je ponudil tudi visoko stopnjo povezljivosti, kar je pomenilo, da ga je bilo enostavno vključiti v obstoječe sisteme.
HANSA Klimasysteme je prvotno prišel k nam z zahtevo za IPC, ki bi ga lahko uporabili za vzpostavitev povezave VPN. Kmalu sem spoznal, da bodo ravnali z ogromnimi količinami podatkov, in jim svetoval, naj se odločijo za robno napravo.
SIMATIC IPC 227E deluje kot robna naprava v odprtem ekosistemu Industrial Edge podjetja Siemens. Zahvaljujoč grafičnemu uporabniškemu vmesniku, ki vključuje nabor vnaprej določenih funkcij, Edge aplikacija Flow Creator olajša ustvarjanje rešitev za obdelavo podatkov in povezljivost. Poleg tega je robna aplikacija LiveTwin uporablja se tudi, ki je bil šele v razvojni fazi pri Siemensu na začetku projekta, zato ga je HANSA Klimasysteme vodil kot pilotno. LiveTwin omogoča integracijo simulacijskih modelov na robne naprave, na primer za omogočanje napovednih kontrol, kot so tisti, ki so potrebni za raziskovalni projekt. »Z aplikacijo edge smo lahko modele, ki smo jih ustvarili v Matlab Simulink, prevedli v jezik IPC,« pravi Christian Seltz.
Prej so se kontrole prezračevalnega sistema odzvale le na dogodke, ko so se zgodili, na primer povečano število obiskovalcev ali povišana vlažnost. Zdaj lahko naredi napovedne prilagoditve - torej še preden se dogodki sploh zgodijo. V zadnjih štirih mesecih so ti nadzori bazenu omogočili zmanjšanje porabe energije za približno 20 odstotkov. Naslednji korak je izvedba te celovite rešitve na dodatnih notranjih bazenih. Pravzaprav je bil že nameščen v še štirih bazenih in rezultati se trenutno potrjujejo.
Toda rešitev v prihodnosti ne bo na voljo le za bazene. Načrt je, da se celotna rešitev postopoma uporabi na drugih linijah izdelkov in jo nadalje razvije, na primer za farmacevtsko industrijo ali industrijo živil in pijač. Model bi bilo treba preprosto prilagoditi v Matlab Simulink za vpletene stranke in zahteve na kraju samem ter naložiti na robno napravo s pomočjo SIMATIC LiveTwin. Številne stranke v industriji bi lahko imele enake izkušnje kot bazen Saterland: na podlagi podatkov v živo bi lahko dosegli inteligentno, energetsko učinkovito in s tem varčno klimatsko kontrolo.
Seveda je potencial za prihranke zelo velik pri notranjih bazenih, ker je njihovo delovanje tako energetsko intenzivno. Toda ta načela se lahko uporabljajo tudi v drugih sektorjih, da bi pripomogli k prihranku energije, kjer se uporabljajo naši prezračevalni sistemi.
Siemensova nova robna računalniška platforma je sestavljena iz naprav Edge, aplikacij in povezljivosti v centralizirani infrastrukturi upravljanja. IPC izvaja nadzorni sistem, ki temelji na modelu, in aplikacijo Flow Creator edge, kar zagotavlja nemoteno komunikacijo med IPC, PLC-jem in oblakom.
.jpg?auto=format%2Ccompress&fit=crop&crop=faces%2Cedges&w=640&h=360&q=60)
