Skip to main content

Siemens Industrial Edge v podjetju Hansa Klimasysteme

Notranji plavalni bazeni so energetsko intenzivni objekti. Prediktivno krmiljenje prezračevalnih sistemov na podlagi umetne inteligence ponuja odličen način za varčevanje z energijo. Visoka šola Emden in podjetje HANSA Klimasysteme sta pri razvoju tega krmiljenja sodelovala z uporabo naprav in aplikacij Siemens Industrial Edge.

Sodelovanje med raziskovalno skupnostjo in industrijo

Konec leta 2017 se je podjetje HANSA Klimasysteme GmbH povezalo z Visokošolskim inštitutom v Emdenu v okviru raziskovalnega projekta, ki ga je financirala Nemška zvezna fundacija za okolje (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Cilj projekta je bil doseči optimalne pogoje v notranjem plavalnem bazenu glede na temperaturo in vlažnost, hkrati pa zagotoviti čim večjo energetsko učinkovitost. Projektna skupina je sodelovala z bližnjim notranjim plavalnim bazenom in uporabila novo tehnologijo Siemens Industrial Edge..

Notranjost rekreacijskega plavalnega centra Saterland

Odlično vzdušje v bazenu

Moški v beli majici in z očali stoji ob notranjem bazenu.

Upravljavci notranjih plavalnih bazenov morajo pozorno spremljati svoje stroške energije. Hkrati pa morajo poskrbeti tudi za prijetno izkušnjo obiskovalcev. Zato je treba temperaturo vzdrževati na precej visoki ravni. Hkrati pa mora biti vlažnost precej nizka, da se prepreči poškodovanje stavbe. To ni lahka naloga, če upoštevamo, da se pri 30 °C voda izhlapi s hitrostjo približno 0,4 litra na uro na kvadratni meter površine.

Celoten nabor možnih aplikacij

HANSA Klimasysteme GmbH je srednje veliko podjetje s sedežem v Saterlandu v Nemčiji, ki zaposluje več kot 170 delavcev. Njegovi glavni izdelki so prezračevalni in klimatski sistemi za podatkovne centre, industrijske namene in plavalne bazene. Njegova ponudba je razdeljena na več proizvodnih linij, namenjenih različnim panogam in uporabam.

Dva moška si ogledujeta prezračevalno opremo za notranji bazen.

Brezplačen vstop v okviru raziskovalnega projekta

Moški preverja vrednosti v prezračevalnem sistemu notranjega bazena.

Rekreacijski plavalni center Saterland, ki se nahaja le nekaj kilometrov od sedeža podjetja HANSA Klimasysteme, je ob začetku raziskovalnega projekta leta 2017 potreboval nov prezračevalni sistem in se je obrnil na to podjetje. Plavalni bazen je bil opremljen z novim prezračevalnim sistemom in je bil tako na voljo za raziskovalni projekt. V zameno je podjetje v stavbi in na sistemu lahko namestilo dodatne senzorje ter je imelo za raziskovalne namene kadarkoli dostop do bazena.

Večja energetska učinkovitost zahvaljujoč napovedovanju na podlagi umetne inteligence

Sodelovanje med plavalnim bazenom, podjetjem HANSA Klimasysteme in raziskovalnim projektom Univerze uporabnih znanosti v Emdenu je eno leto zbiralo podatke iz senzorjev, kot so temperatura, vlažnost in poraba energije, pa tudi vremenske razmere in število obiskovalcev. Vzporedno je bil s temi podatki treniran model, ki temelji na nevronski mreži.Ta model, podprt z umetno inteligenco, se samostojno uči in optimizira svoje krmilne parametre. Prepoznava, kateri ukrepi so najprimernejši za doseganje želenih pogojev v bazenski dvorani z največjo možno energetsko učinkovitostjo.

Majhna naprava za uporabo na robu omrežja z odlično povezljivostjo

Kmalu je postalo jasno, da modelno voden krmilni sistem potrebuje platformo, na kateri bo deloval, ki lahko služi kot vmesnik do PLC-ja in omogoča dostop do potrebnih podatkov. Zato je podjetje HANSA Klimasysteme začelo iskati ustrezen IPC (industrijski računalnik) – in ga kmalu našlo v napravi SIMATIC IPC227E, ki je del portfelja podjetja Siemens.Naprava ne izpolnjuje le zahtevanih varnostnih in splošnih industrijskih standardov, temveč ponuja tudi visoko stopnjo povezljivosti, kar omogoča enostavno integracijo v obstoječe sisteme.

Slika izdelka SIMATIC IPC227E Nanobox PC
Podjetje HANSA Klimasysteme se je na nas prvotno obrnilo z zahtevo po računalniku IPC, ki bi ga bilo mogoče uporabiti za vzpostavitev povezave VPN. Kmalu sem ugotovil, da bodo obdelovali ogromne količine podatkov, zato sem jim svetoval, naj se odločijo za napravo na robu omrežja.
Thorsten Wolf, Prodaja, Siemens

Aplikacije Edge za pametno upravljanje klime

Oseba drži računalnik SIMATIC Nanobox v rokah in tapka po zaslonu.

SIMATIC IPC 227E deluje kot robna naprava v odprtem ekosistemu Siemens Industrial Edge. Zahvaljujoč grafičnemu uporabniškemu vmesniku, ki vključuje nabor vnaprej pripravljenih funkcij, aplikacija Flow Creator poenostavi ustvarjanje rešitev za obdelavo podatkov in povezljivost. Poleg tega se uporablja tudi robna aplikacija LiveTwin, ki je bila ob začetku projekta še v razvoju pri Siemensu, zato jo je HANSA Klimasysteme uporabljala kot pilotno rešitev. LiveTwin omogoča integracijo simulacijskih modelov na robne naprave, na primer za napovedno krmiljenje, kot je bilo potrebno v raziskovalnem projektu.»Z uporabo te edge aplikacije smo lahko modele, ki smo jih razvili v Matlab Simulink, prevedli v jezik IPC-ja,« pravi Christian Seltz.

Približno 20-odstotni prihranek energije

Prej se je krmiljenje prezračevalnega sistema odzivalo zgolj na dogodke, ko so se ti že zgodili, na primer na povečano število obiskovalcev ali višjo vlažnost. Zdaj pa lahko izvaja napovedne prilagoditve – torej še preden do dogodkov sploh pride.V zadnjih štirih mesecih so ti sistemi omogočili zmanjšanje porabe energije v bazenu za približno 20 %. Naslednji korak je uvedba celotne rešitve tudi v drugih notranjih bazenih. Rešitev je že nameščena v štirih dodatnih bazenih, rezultati pa se trenutno še preverjajo.

V prihodnje pa rešitev ne bo namenjena le plavalnim bazenom. Načrt je, da se postopoma razširi tudi na druge produktne linije ter dodatno razvije, na primer za farmacevtsko industrijo ali industrijo hrane in pijače.Model bi bilo treba za posamezne stranke in specifične zahteve prilagoditi v Matlab Simulink ter ga nato naložiti na robno napravo z uporabo SIMATIC LiveTwin.Številni industrijski uporabniki bi lahko imeli podobno izkušnjo kot bazen v Saterlandu: z uporabo podatkov v realnem času bi lahko dosegli inteligentno, energetsko učinkovito in s tem bolj trajnostno upravljanje klimatskih sistemov.

Seveda je potencial za prihranke v notranjih plavalnih bazenih zelo velik, saj je njihovo delovanje zelo energetsko intenzivno. Vendar pa se ta načela lahko uporabijo tudi v drugih sektorjih, da bi prihranili energijo povsod, kjer se uporabljajo naši prezračevalni sistemi.
Christian Seltz, Vodja oddelka MSR, HANSA Klimasysteme

Začnite svojo pot

Kontaktirajte nas