متخصصین اتوماسیون در mrm² سیستمی را بوجود آوردند که از یادگیری ماشینی برای افزایش بهره وری گرمایش و سرمایش ساختمانهای اداری و صنعتی و کاهش هزینه های انرژی به میزان 20% استفاده می کند. WAGO کنترلگر PFC200 و کامپیوتر Edge را عرضه کرده است که دو مورد از مولفه های کلیدی این سیستم هستند.
کل این فرایند چند سال پیش آغاز شد، زمانی که مارک گروبر، موسس و مدیر داخلی mrm²، می خواست خانه ای برای خانواده خود بسازد. کمپانی گروبر، که 30 کارمند دارد و در زمینه تکنولوژی اتوماسیون هوشمند تخصص دارد. مشخصأ، تکنولوژی های ساخت و ساز مربوط به پیش از دوران دیجیتال، نمی توانست استاندارد های خانه گروبر را تأمین کند. او می گوید “من نگاهی انداختم به همه محصولات موجود برای کنترل اتوماتیک سیستم های کنترل گرمایش و کاملا ناامید شدم. همه محصولات موجود بسیار ساده و بدون ذره ای هوشمندی بودند.” او می گوید که تنها یک گزینه باقی ماند: “اگر هیچ راهکار هوشمندی در بازار وجود نداشته باشد، ما باید آن را خودمان بسازیم”.
گفتن همان و انجام شدن همان! متخصصین در mrm² سیستمی را برای حفظ هوای هر اتاق در یک سطح دمایی مطلوب و دقیق، در هنگام حضور ساکنین، بوجود آوردند. کلید این امر، هوش مصنوعی بود: “روش های یکپارچه یادگیری ماشینی پیش بینی می کنند که در چه زمان و برای چه مدت ساکنین از اتاق استفاده خواهند کرد. با این اطلاعات، عناصر گرمایی و سطوح گرمایش می توانند کنترل شوند تا دمای مطلوبی را دقیقأ در هنگام نیاز با کمترین مصرف انرژی ممکن فراهم کنند. این مانع از گرمایش غیرضروری سیستم گرمایش و ادامه فعالیت آن می شود. در تابستان، این سیستم باعث فعالیت پربازده سیستم های کنترل آب و هوایی در شرایط نیاز می گردد. حسگرهای حرکتی داده های لازم را برای پیش بینی حضور ساکنین ارائه میدهند. در ادارات، این سیستم ها معمولأ نصب هستند تا نورپردازی را کنترل کنند.
گروبر می گوید “بواسطه هوش مصنوعی، این ابزار می تواند اطلاعات مربوط به تغییرات کاربری هر اتاق را بدست آورده و بسرعت آن را در فرایند کنترل بگنجاند.” این سیستم می تواند همچنین پیش بینی های آب و هوایی را نیز در محاسبات مد نظر قرار دهد. بعنوان نمونه، اگر طلوع خورشید در زمستان در یک اتاق در زمان بخصوصی انتظار می رود، دمای مربوط به گرمایش برای آن می تواند تا حدودی کمتر از دمای روزهای ابری باشد.
موقعیت پرده ها نیز می تواند بگونه ای تنظیم گردد که بهره وری انرژی در ساختمان افزایش پیدا کند. این بیش از همه در بهار و پاییز اهمیت دارد، زمانی که اتاق ها باید بر اساس دمای بیرون و نور خورشید گرم یا سرد شوند. طبق گفته گروبر، این راهکار در بازار منحصر به فرد است: “سایر راهکارها، برنامه های کاربردی مجزایی هستند که تنها گرمایش یا تنها پرده ها را کنترل می کنند. در عوض، ما همه آن ها را در یک جا تجمیع کرده ایم.” او همچنین بسرعت تأکید می کند که “تکنولوژی WAGO به ما امکان یکپارچه سازی سیستم های ناهمگن اتوماسیون ساختمان را به بهترین شکل ممکن می دهد”.
بمنظور بکارگیری پتانسیل کامل هوش مصنوعی، برنامه کاربردی از هوش یکپارچه برای کنترل خود مولدهای گرمایی بهره می گیرد. برای این منظور، سیستم از محاسباتی استفاده می کند که برای تقاضای گرمایی هر اتاق انجام می شوند. در ساختمان های بزرگتر، این تکنولوژی معمولأ پیچیده است و شامل ترکیبی از سیستم های گرمایش و توان، بویلرهای گازی، پمپ های گرمایی و سیستم های گرمایی خورشیدی می باشد. گروبر می گوید: “سیستمهای هیبریدی و ترکیبی عمومأ فاقد بهره وری لازم هستند. این تعجب آور نیست، زیرا کنترل این سیستم ها کار دشواری است. سیستم های ما اطمینان حاصل می کنند که ژنراتورهای گرمایی با حداکثر بهره وری انرژی کار می کنند.”
بطور کلی، این سیستم می تواند هزینه های انرژی را 15 تا 20 درصد کاهش دهد، همانطور که در تست های عملیاتی در ساختمان های مرجع نشان داده شده است. تنها روش دیگر برای دستیابی به این مرتبه از صرفه جویی، تغییرات پرهزینه ای مانند عایق بندی نمای ساختمان است. در بسیاری از موارد، این سیستم هزینه خود را در طول یک یا دو سال می پردازد. رئیس mrm² صحبت خود را اینطور کامل می کند: “ما هزینه ها را با حذف انسان ها بعنوان منشأ خطا کاهش می دهیم.” هیچ انسانی نمی تواند همانند تکنولوژی هوش مصنوعی، ساختمان را کنترل کند.
برای کنترل ساختمان با ارتباطات هوشمند و ایمن برای فعل و انفعال میان سیستم های مختلف، mrm² از WAGO برای تأمین مولفه های کلیدی استفاده می کند. این شرکت سال ها تجربه همکاری با WAGO را دارد. گروبر می گوید “ما از محصولات WAGO زمانی استفاده می کردیم که شرکتمان تنها سه یا چهار کارمند داشت. چندین پروژه وجود دارند که ما هرگز نمی توانستیم آن ها را بدون WAGO کامل کنیم.”
علاوه بر منابع تغذیه توان و نمایشگرها، جدیدترین محصول mrm² از کنترلگر PFC200 و کامپیوتر Edge استفاده می کند. یوهانس سیگل، ناظر توسعه سیستم جدید در mrm2، عنوان می کند ” PFC200 بسیار قدرتمند است و سطح بالایی از انعطاف پذیری را ارائه می دهد. کارت های مختلف ورودی و خروجی به ما امکان استفاده از هر دو نوع ارتباط کابلی و بی سیم را بدون هر گونه مشکل می دهد. جهت نصب در ساختمان های مرجع، کمپانی از مدول های KNX مربوط به WAGO استفاده می کند زیرا یک سیستم باس ازقبل در آنجا نصب شده بود.
PFC200 داده ها را جمع آوری می کند و آن را به یک پایگاه داده در کامپیوتر محلی Edge منتقل می کند. مدل یادگیری ماشینی، که از داده ها برای پیش بینی حضور ساکنین در اتاق ها استفاده می کند، در آنجا نصب شده است. همچنین، امکان تخلیه بار پایگاه داده و هوش مصنوعی در ابر نیز وجود دارد. پیش بینی ها به PFC200 باز می گردند. یک الگوریتم در کنترلگر می تواند سیگنال های کنترل لازم را از این اطلاعات همراه با پیش بینی های آب و هوایی و داده های هواسنجی موجود، بدست آورد. سیگل می گوید “برای ساده سازی، کامپیوتر Edge می تواند هوشمندی را ایجاد کند، و PFC200 ارتباط را سازماندهی می کند.”
مدل های یادگیری ماشینی و پایگاه داده در محفظه های نرم افزاری در کامپیوتر Edge راه اندازی می شوند. همانطور که سیگل عنوان می کند “سخت افزار Docker®-capable برای ما اهمیت دارد، زیرا این تنها راه برای پیاده سازی هوش مصنوعی مورد نظر ماست. پیش بینی ها نیازمند سطح بالایی از ظرفیت CPU هستند.” نکته مهم دیگر، ویژگی دوستدار-کاربر-بودن است: “همانطور که می دانیم، مهندسین اتوماسیون بیشتر به استفاده از PLCها تمایل دارند، اما ما بسرعت به کاربری کامپیوتر Edge عادت کردیم.”
تیم mrm²، سیستم جدید را “WICKIE M” نامگذاری کرد – یک وایکینگ کوچولوی باهوش که بسرعت راه حل هایی را برای شرایط دشوار و پیچیده پیدا می کرد. بدنبال تست های گسترده در دو ساختمان مرجع، هم اکنون سیستم آماده فروش است. شرکت ابتدا چشم به طراحان و اپراتورهای ساختمان های اداری و صنعتی دوخته است. مدیر داخلی، گروبر، می گوید: ” WICKIE M هم اکنون بشکلی پیکربندی شده است که برای ساختمان هایی با بیش از حدود 20 اتاق نیازمند گرمایش و سرمایش، بیشترین بازدهی را داشته باشد.”در میان مدت، mrm² برنامه ای را برای توسعه بیشتر سیستم جهت کمک به خانوارهای شخصی برای صرفه جویی در هزینه ها دارد – یک سیستم WICKIE M متصل شونده به برق می تواند بازدهی انرژی بیشتری را در واحدهای ساختمانی یک یا چند-خانواری داشته باشد.
آسان صنعت نمایندگی WAGO آماده ارائه خدمات به مردم عزیز ایران می باشد.
برگرفته از: https://www.harting.com/US/en/Han-F-und-B-hybrid-system-cabling
