自動(dòng)化專家mrm²開(kāi)發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)使辦公樓和工業(yè)建筑的供暖和制冷效率顯著提高，并將能源成本降低20%。萬(wàn)可為系統(tǒng)提供了兩個(gè)關(guān)鍵組件PFC200控制器與邊緣計(jì)算機(jī)。
這一切都始于幾年前，當(dāng)時(shí)mrm²的聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事總經(jīng)理Marc Gruber想為他的家人建造一棟房子。Gruber公司有大約30名員工，專門從事智能自動(dòng)化技術(shù)。所以很明顯，以前的數(shù)字建筑技術(shù)不太可能滿足他家中使用的標(biāo)準(zhǔn)。“我仔細(xì)研究了所有可用于自動(dòng)控制供暖系統(tǒng)的產(chǎn)品，但完全沒(méi)什么好感。報(bào)價(jià)單上的產(chǎn)品都很簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么智能化可言，”他回憶道。那么便只剩下一種可能性：“如果市場(chǎng)上沒(méi)有智能解決方案，我們只能自己制造一個(gè)!”
想到便行動(dòng)!mrm²的專家們開(kāi)發(fā)了一套系統(tǒng)，使每個(gè)房間在有人時(shí)都能保持理想的溫度。
其中的關(guān)鍵是人工智能(AI)：集成的機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以預(yù)測(cè)單個(gè)房間的使用時(shí)間和使用時(shí)長(zhǎng)。利用這些知識(shí)，可以控制加熱元件或加熱表面，以便在需要時(shí)以盡可能低的能耗精確地提供舒適的溫度，從而防止供暖系統(tǒng)在不必要時(shí)預(yù)熱房間并繼續(xù)運(yùn)行。在夏季，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要保持氣候控制系統(tǒng)的高效運(yùn)行。運(yùn)動(dòng)傳感器可探測(cè)房間的使用情況。在辦公區(qū)域，已安裝上述傳感器來(lái)控制照明。
“建筑系統(tǒng)之間完美相互作用”
“多虧了人工智能，我們的解決方案能夠獲取有關(guān)各個(gè)房間使用變化的信息，并很快將其納入控制過(guò)程，”Gruber解釋說(shuō)道。該系統(tǒng)也可將氣候預(yù)測(cè)集成到計(jì)算中。例如，如果預(yù)計(jì)冬季某個(gè)時(shí)間某個(gè)房間會(huì)有陽(yáng)光，那么可以將供暖溫度設(shè)置為略低于陰天的溫度值。
百葉窗的位置調(diào)節(jié)也助力提高建筑的能源效率。這一點(diǎn)在春季和秋季最為重要，因?yàn)榇藭r(shí)房間需要根據(jù)室外溫度和光照強(qiáng)度進(jìn)行供暖或制冷。根據(jù)Gruber的介紹，這在市場(chǎng)上處于壟斷地位。“其他解決方案為獨(dú)立應(yīng)用，只控制供暖或百葉窗。相比之下，我們可以把多種應(yīng)用集成到一起，”他解釋道。他強(qiáng)調(diào)，“萬(wàn)可技術(shù)允許我們以更好的方式集成樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)!”
供暖設(shè)備的智能控制
為了充分利用人工智能的潛力，應(yīng)用程序使用集成式智能系統(tǒng)來(lái)控制供暖設(shè)備。為了做到這一點(diǎn)，系統(tǒng)對(duì)各個(gè)房間的熱量需求進(jìn)行計(jì)算。在大型建筑中，這項(xiàng)技術(shù)通常比較復(fù)雜，包括熱電聯(lián)供系統(tǒng)、燃?xì)忮仩t、熱泵和太陽(yáng)能熱系統(tǒng)。“混合動(dòng)力系統(tǒng)尤其缺乏效率。這并不奇怪，因?yàn)榭刂七@些系統(tǒng)并不簡(jiǎn)單。我們的系統(tǒng)確保供暖系統(tǒng)以較高的能源效率運(yùn)行，”Gruber說(shuō)道。
總的來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)可以將能源成本降低15%到20%。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的唯一方法是進(jìn)行昂貴的改造，如立面隔熱。在許多情況下，該系統(tǒng)將在一兩年內(nèi)自行支付費(fèi)用。mrm²負(fù)責(zé)人直言不諱地說(shuō)：“我們通過(guò)消除人為錯(cuò)誤來(lái)降低成本。” 沒(méi)有人能像人工智能那樣精確、主動(dòng)地控制建筑技術(shù)。
萬(wàn)可技術(shù)助力我們能夠以較好的方式集成樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)!
Marc Gruber | mrm²總經(jīng)理
PFC200控制器提供高度的靈活性
為了通過(guò)智能、安全的通信實(shí)現(xiàn)建筑控制，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的交互，mrm²采用萬(wàn)可控制產(chǎn)品作為關(guān)鍵組件。這家來(lái)自斯瓦比亞朱拉地區(qū)的公司與萬(wàn)可已合作多年：“我們開(kāi)始使用萬(wàn)可產(chǎn)品時(shí)，公司只有三四名員工。如果沒(méi)有萬(wàn)可產(chǎn)品，我們的項(xiàng)目永遠(yuǎn)無(wú)法完成，”Gruber回憶道。
除了電源和顯示屏，mrm²的最新解決方案還采用PFC200控制器和邊緣計(jì)算機(jī)。“PFC200控制器非常強(qiáng)大，而且具有高度的靈活性。多種輸入和輸出模塊讓我們可以使用有線和無(wú)線通信，而不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題，”負(fù)責(zé)mrm²新系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的Johannes Siegle解釋道。對(duì)于示范建筑物中的安裝，該公司使用了萬(wàn)可的KNX模塊，因?yàn)樵摻ㄖ呀?jīng)安裝了現(xiàn)有的總線系統(tǒng)。
邊緣計(jì)算機(jī)采用Docker®
PFC200采集數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)奖镜剡吘売?jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)也安裝了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該模型使用數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)房間占用率。預(yù)測(cè)結(jié)果將傳輸?shù)絇FC200控制器。然后，控制器上的算法從這些信息中導(dǎo)出必要的控制信號(hào)，并輔以天氣預(yù)報(bào)和當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)。Siegle說(shuō)：“簡(jiǎn)而言之：邊緣計(jì)算機(jī)提供智能，PFC200負(fù)責(zé)通信”。
數(shù)據(jù)庫(kù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型在邊緣計(jì)算機(jī)上的軟件容器中運(yùn)行。“具有Docker®功能的硬件對(duì)我們來(lái)說(shuō)很重要，因?yàn)檫@是我們實(shí)現(xiàn)所描繪的人工智能的唯一途徑。這些預(yù)測(cè)也要求具有較高的CPU能力，”Siegle解釋道。用戶友好是另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：“正如您所知，像我們這樣的自動(dòng)化工程師都非常喜歡使用PLC。但我們?nèi)匀荒軌蚝芸爝m應(yīng)邊緣計(jì)算機(jī)。”
聚焦辦公樓、工業(yè)樓宇、住宅
mrm²的團(tuán)隊(duì)以卡通系列中聰明的小維京人的名字命名新系統(tǒng)“WICKIE M”。這是因?yàn)榫S京人思維敏捷，即使在最復(fù)雜的情況下也能找到解決方案。在兩座示范建筑中進(jìn)行了密集測(cè)試后，該系統(tǒng)現(xiàn)已開(kāi)始銷售。該公司最初關(guān)注的是辦公樓和工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)師和運(yùn)營(yíng)商?？偨?jīng)理Gruber說(shuō)：“按照目前的配置，WICKIE M最適合擁有20多間供暖/空調(diào)房間的建筑”。從中期來(lái)看，mrm²計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)，以幫助私人家庭節(jié)省供暖成本——即插即用WICKIE M系統(tǒng)可以在單戶和多戶住宅單元中實(shí)現(xiàn)更高的能效。
（轉(zhuǎn)載）
