Koncepcja skomunikowanego inteligentnego budynku zakłada wsparcie różnorodnych funkcji okołoprodukcyjnych poprzez zwiększenie efektywności energetycznej, bezpieczeństwa i ograniczenia wpływu na środowisko. Dzięki integracji rozwiązań z sektora przemysłowego Internetu rzeczy producenci zaczynają korzystać z komputeryzacji przy tworzeniu inteligentniejszego, bardziej zoptymalizowanego i sprawniej zarządzanego zakładu produkcyjnego. Zakłady wyposaża się obecnie w rozwiązania komunikacyjne mające służyć zapewnieniu efektywności operacyjnej, bezpieczeństwa i dochodowości procesu produkcyjnego.
Identyfikacja obszarów, w których można wprowadzić oszczędność energii jest pierwszym krokiem na drodze ku projektowaniu inteligentnych budynków. Zarządzanie wykorzystaniem energii ma zasadnicze znaczenie dla nowoczesnych zakładów produkcyjnych, ponieważ występuje tam wyższe jej zużycie, niż w tradycyjnych zakładach – z uwagi na zastosowanie automatyki i sprzętu chmurowego. Ale inteligentne technologie mimo to mają przewagę, gdyż łączą zakłady produkcyjne, centra danych, oświetlenie, HVAC itd. z systemami monitorowania zużycia energii – zapewniając przez to ogólne zwiększenie wydajności, dzięki wprowadzaniu bieżących korekt w oparciu o zadane wymagania. Mówiąc bardziej szczegółowo, dzięki połączeniu czujników, mierników, bramek protokołu i bramek IIoT z zakładami produkcyjnymi (maszynami, pompami, kotłami, sprężarkami powietrza), z centrum danych (urządzeniami sieciowymi, UPS, listwami zasilającymi), ładowarkami pojazdów elektrycznych, oświetleniem, windami, HVAC i lodówkami, osoby zarządzające mogą monitorować zużycie energii całego budynku i stan wszystkich zasobów zakładu, korzystając z systemów zarządzania energią na stanowisku dyspozytorskim.
Dzięki zebranym informacjom osoba zarządzająca może identyfikować problemy (np. anomalie w zużyciu energii w centrum danych) i wdrożyć inteligentny plan zarządzania energią, np. projektując dla centrum danych strategię zarządzania przepływem zimnego i ciepłego powietrza w określonych korytarzach (cool/hot aisle), wdrażając technologie geotermalnych pomp ciepła, automatyczne wykrywanie oświetlenia/temperatury na zewnątrz w celu dostosowywania światła/klimatyzacji w pomieszczeniach, odzysk energii z ruchu wind albo zarządzanie zużyciem energii dzięki systemowi magazynowania energii (Energy Storage System; ESS ). Dodanie którejś z tych technologii przyczynia się do podwyższenia efektywności energetycznej i obniżenia kosztów operacyjnych. Pod wieloma względami przypomina to projektowanie inteligentnych domów, optymalizowanych pod kątem zużycia energii. Różnica polega na tym, że w budynkach komercyjnych konieczne jest uwzględnienie dużo większej liczby inteligentnych podzespołów i urządzeń. Ponadto, potencjalne oszczędności są dużo wyższe, niż w zastosowaniach mieszkaniowych.
Zapewniając łączność bramek IIoT z wieloma zakładami produkcyjnymi kierownicy mogą monitorować i porównywać zużycie energii i stan wszystkich zasobów zakładu poprzez aplikacje w chmurze. Ponadto, mogą realizować w inteligentnych zakładach rozmaite strategie inteligentnego zarządzania zasobami albo szukać alternatywnych planów zwiększających wydajność i efektywność wykorzystania zasobów.
Dopełnieniem wydajności energetycznej inteligentnego budynku powinno być stworzenie własnej minisieci elektroenergetycznej. Minisieć to samodzielna sieć elektroenergetyczna, zapewniająca możliwość lokalnego wytwarzania, dystrybucji i magazynowania energii. Może funkcjonować równolegle z główną siecią elektroenergetyczną albo niezależnie od niej. Zapewnia to ciągłość działalności w razie awarii głównej sieci elektroenergetycznej. Mikrosieć w zakładzie produkcyjnym zapewni energię potrzebną do działania instalacji zakładu. W zależności od tego, ile energii może wytworzyć mikrosieć oraz zapotrzebowania zakładu na energię, może okazać się możliwe stworzenie w pełni zrównoważonego budynku. Jeśli to się uda, inteligentny budynek staje się budynkiem o zerowym zużyciu energii (Net Zero Energy Building; NZEB), czyli budynkiem, w którym wytwarzana jest ilość energii odnawialnej wystarczająca do zaspokojenia rocznego zapotrzebowania budynku na energię. Energia odnawialna umożliwia zapewnienie nieprzerwanej działalności zakładu, zaś system magazynowania energii zapewnia stały poziom mocy operacyjnej oraz daje elastyczność wyrównywania szczytowych obciążeń sieci. Wyrównywanie szczytowych obciążeń pozwala podmiotom komercyjnym na oszczędności, ponieważ ogranicza opłatę szczytową naliczaną przez zakłady energetyczne w okresach wysokiego zapotrzebowania.
Podzespoły mikrosieci współpracują w tle, łącząc falowniki, liczniki, bramki protokołu, komputery przemysłowe i systemy sieci bezprzewodowej z falownikami fotowoltaicznymi, systemem magazynowania energii (ESS) i układem kondycjonowania mocy (PCS). Osoby zarządzające mogą monitorować generowanie energii odnawialnej, jej magazynowanie oraz jej przesył i dystrybucję pomiędzy siecią a zakładem. Stan zakładu można monitorować zdalnie, a przepływ energii można dostosować odpowiednio do potrzeb operacyjnych.
Poniższy schemat przedstawia sposób zapewnienia komunikacji instalacji falownika i magazynu energii za pośrednictwem przeznaczonych do tego urządzeń, dając osobom zarządzającym informacje, których potrzebują do zapewnienia wydajności energetycznej zakładu.
Projektowanie wydajnego energetycznie, inteligentnego budynku warto rozpocząć od przyjrzenia się obszarom najbardziej wpływającym na jego funkcjonowanie. Poniższy film przedstawia główne kwestie dotyczące wydajności energetycznej budynków, a jego obejrzenie pomoże zawęzić obszar poszukiwań.
Rekomendowane produkty
MGate Interface Gateway, ModBus RTU, ASCII, ModBus TCP, RS232, RS422, RS485
Bramy BACnet, które mogą konwertować protokół Modbus RTU/ACSII/TCP na protokół BACnet/IP. Funkcje bezpieczeństwa obejmują: ochronę przed łamaniem haseł, sniffer i zapobieganie naruszeniom danych, tworzenie białej listy i zarządzanie kontem.
Serwery urządzeń szeregowych NPort 5100A
Serwery urządzeń NPort® 5100A są zaprojektowane tak, aby urządzenia szeregowe były gotowe do pracy w sieci w mgnieniu oka i zapewniały oprogramowaniu komputerowemu bezpośredni dostęp do urządzenia szeregowe z dowolnego miejsca w sieci.
ioLogik E1200 Ethernet zdalne moduły we/wy
Te zdalne jednostki we/wy z cyfrowymi i analogowymi wejściami i wyjściami można łatwo podłączyć, sterować i monitorować za pośrednictwem sieci Ethernet.
EDS-2000-EL Przemysłowe przełączniki Ethernet niezarządzalne
Seria przemysłowych przełączników Ethernet EDS-2008-EL ma do ośmiu miedzianych portów 10/100M, które są idealne do zastosowań wymagających prostych połączeń przemysłowych Ethernet.
