15 Assemblin ja Ilmatieteenlaitos

Yritys 

 Assemblin Oy on vuonna 2006 perustettu kiinteistötekniikan yritys, joka tarjoaa ilmaan veteen ja energiaan liittyviä järjestelmiä Suomessa, Ruotsissa ja Norjassa. Assemblin asentaa, huoltaa ja suunnittelee *talotekniikan, *automaation, *energia- ja *muiden teknisten alojen palveluita ja järjestelmiä, sekä toteuttaa energiatehokkuusprojekteja. Assemblin räätälöi automaatiojärjestelmänsä asiakkailleen sopiviksi, jotta järjestelmä olisi selkeä ja helppokäyttöinen asiakkaan näkökulmasta. Assemblinin näihin muihin teknisiin palveluihin kuuluvat esimerkiksi ilmanvaihtohuollot, sähköhuollot, sähköauton- tai pyörän latauspisteiden asennus, ja rakentamispalvelut. Palvelut parantavat kiinteistöjen energiatehokkuutta, ratkaisevat kiinteistöteknisiä ongelmia, helpottavat etähallintaa ja pidentävät kiinteistön elinkaarta hallitusti. 

Lämmitysjärjestelmän automatisointi sääennusteiden avulla 

Assemblin projektin tarkoituksena oli parantaa useissa rakennuksissa käytettyä automaattisesti päälle- ja pois kytkeytyvää lämmitysjärjestelmää, käyttäen hyödyksi Ilmatieteenlaitoksen säätietoja. Rakennusten sisälämpötiloihin vaikuttavat selkeästi esimerkiksi ulkolämpötila, tuulen nopeus ja auringon säteily, jonka vuoksi säätiedot ja ennusteet ovat hyödyllisiä älykkäälle lämmitysjärjestelmälle. FMI:n datan avulla ennakoidaan rakennuksen viilennys tai lämmitys tarvetta tuleville päiville.  

• Nykyisten automaattisten lämmitysjärjestelmien parantaminen. 
• Ilmatieteenlaitoksen datan hyödyntäminen kiinteistöautomatiikassa.

• Virrankulutuksesta ja energian käytöstä aiheutuvien kulujen minimointi.                                                                                                                  

Miten tavoitteet rajattiin ja mitkä vaikuttivat tähän? 

Tavoitteena suunnitella ja toteuttaa Assemblinin sekä Ilmatieteenlaitoksen (FMI) kanssa järjestelmä, jonka avulla voidaan ennakoida kiinteistön lämmitys tai viilennys tarpeita sääennusteiden mukaan ja säätää niitä automaattisesti. Koneoppimisen mallien tekoälyalgoritmeilla Assemblinin ohjausjärjestelmä voi säätää sisälämpötilaa automaattisesti tulevan säätapahtuman mukaan. Tämä kyseinen menettelytapa tehostaa virrankulutusta ja auttaa säästämään energiaa ja näin ollen hillitsee ilmastonmuutosta. Päätavoitteena on säästää energiaa ja lämmityskustannuksia jopa 10 %. 

• Parantaa kiinteistön lämmönsäätelyä. 

• Optimoida energian käyttöä ja säästää lämmityskuluissa .
• Valmistaa testilaite.

Projektin neljä vaihetta 

Ensimmäisessä vaiheessa tutustutaan Assemblinilta saatuun testilaitteistoon ja perehdytään sen toimintaan. Toisessa vaiheessa pyritään testilaitteella vastaanottamaan testidataa ja perehdytään testilaitteen toimintaan käytännössä. Kolmannessa vaiheessa tehdään testaus pienoismallin muodossa. Pienoismallissa rakennuksena käytetään jonkinlaista laatikkoa, johon asennetaan lamppu simuloimaan lämmitintä, sekä anturi mittaamaan lämpötilaa laatikon sisältä. Testien perusteella selvitetään, miten laitteisto toimii ja tehdään hienosäätöjä tarvittaessa. Mahdollinen neljäs ja viimeinen vaihe sisältää testauksen isommassa mittakaavassa Myllypuron kampuksella. 

Datan vastaanottaminen ja testaus pienoismallin avulla 

Assemblinilta saatiin Raspberry Pi, ulkoinen kovalevy ja alakeskus. Raspberry pi on kytkettynä alakeskukseen verkkokaapelilla ja alakeskus tietokoneeseen toisella verkkokaapelilla. Alakeskuksessa toimii Assemblinin sisään rakentama simulaattori, jolla simuloidaan yhden huoneen lämmitystä ja viilennystä. Ulkolämpötila saadaan Ilmatieteenlaitoksen avoimesta lähteestä ja auringon säteilyteho Ilmatieteenlaitoksen kehitteillä olevasta lähteestä. Nämä arvot syötetään Rest API:n kautta Raspberryyn, joka muokkaa arvot luettavaan muotoon alakeskukselle. Simulaattorissa kaikki muuttuvat arvot tallentuvat ulkoiselle kovalevylle, joita voidaan tarkastella jälkeenpäin. 

Automaation tavoitteena oli päästä testaamaan IT:n tekemää koodia ja Assemblinin ohjausjärjestelmää oikeaan kiinteistöön. Tässä tapauksessa Metropolian Myllypuron kampuksen yksittäiseen huoneeseen. Ulkolämpötila saadaan Ilmatieteenlaitoksen avoimesta lähteestä ja auringon säteilyteho Ilmatieteenlaitoksen kehitteillä olevasta lähteestä. Nämä arvot syötetään Rest API:n kautta Raspberryyn, joka muokkaa arvot luettavaan muotoon alakeskukselle. Simulaattorissa kaikki muuttuvat arvot tallentuvat ulkoiselle kovalevylle, joita voidaan tarkastella jälkeenpäin.  

Testilaite 

Saimme Assemblinilta DEOS AG: n Open 500 EMS logiikan käyttöömme, mikä on pääosin valmis laite. Opettajan kanssa päätettiin rakentaa oma mallimme koululle käyttäen Siemensiä. Siemensin logiikaksi valikoitui Siemens S7-1200 CPU 1214C. 

Itseoppivaa algoritmia voidaan alkaa työstää, kun on saatu kerättyä tarpeeksi dataa simulaattorin käyttäytymisestä eri lämpötiloissa. Algoritmin tavoitteena on saada se ennakoimaan tulevia lämmitys- tai viilennystarpeita sääennusteen perusteella. 

Pienoismallista uusi tavoite 

Ohjelmointi tehtiin Siemensin TIA-sovelluksella. Ensin tehtiin Device Configuration valikosta rakennelma käyttämästämme Siemensin järjestelmistä. Tarvittavat osat yhdistettiin toisiinsa.  

Projektin tavoitteet eivät olleet saavutettavissa, joten päätettiin laskea tavoitteita. Viimeinen lopputavoite oli saada valmiiksi toimiva testilaite, joka reagoi ympäristön ulkolämpötilan muutoksiin ja alkaa silloin lämmittämään tai viilentämään pienoismalli- nukkekotia ohjelmoitujen lämpötilaohjeiden mukaan. Uutta tavoitetta alettiin työstämään, ja se eteni vauhdilla. Ensimmäisenä rakennettiin testilaite ja pienoismalli, jotka eivät tuottaneet ongelmia, paitsi puuttuvien osien puolesta, jotka saatiin hankittua nopeasti. Ongelmia tuotti lähinnä ohjelmointi ja sen toimimisen aikaansaanti. Ohjelma saatiin toimimaan halutulla tavalla, eli voi sanoa, että tavoite saavutettiin. 

Jarkko Turunen kommentoi projektia: ”kiva ja antoista tapa kurkistaa uusiin juttuihin” . Seuraava askel on kehittää tuote myyntiin saakka, josta olisivat kiinnostuneet isot toimijat.