PLCnext Technology vereenvoudigt ontwerp warmtepomp SKID
De populariteit van duurzame oplossingen neemt snel toe. GeoComfort richt zich daarbij op de mogelijkheden die de bodem ons biedt.
Modulariteit maakt duurzame energiesystemen toegankelijk
GeoComfort is van oudsher gespecialiseerd in het ontwerpen van oplossingen om warmte en koude in de bodem op te slaan met als doel het op een later moment beschikbaar te maken voor het verwarmen en koelen van gebouwen. Daarbij zet het bedrijf slim in op modulaire, prefab SKIDS waarin alle technische componenten voor een specifiek systeem – bijvoorbeeld een warmtepomp – zijn opgenomen. Om ook de software zover mogelijk te standaardiseren en modulair toe te passen, koos het bedrijf voor de warmtepomp SKID de PLCnext Technology. Dit flexibele automatiseringsplatform verbindt de diverse technische componenten veilig met elkaar, het internet en maakt een webgebaseerde visualisatie mogelijk.
In het kader van de energietransitie neemt de populariteit van duurzame oplossingen snel toe. GeoComfort richt zich daarbij op de mogelijkheden die de bodem ons biedt. Een ultiem medium om energie op te slaan in WKO-installaties met behulp van warmtepompen. Naast WKO-installaties ontwikkelde GeoComfort de afgelopen 25 jaar ook de bijbehorende warmtepompen, dry coolers en E-ketels. Pim Verhoeven, hoofd meet- en regeltechniek: ‘Hiermee zijn we in staat een bodemenergiesysteem te ontwikkelen, te plaatsen, inbedrijf te stellen en te onderhouden. En juist omdat we het complete systeem leveren, zijn we er zeker van dat de componenten optimaal op elkaar zijn afgestemd. De eindgebruiker heeft dus te maken met één vaste partij voor het hele systeem en krijgt garantie met betrekking tot het minimale koelende en verwarmende vermogen van het volledige systeem.’
Modulariteit en standaardisatie
Om het unieke concept optimaal toegankelijk te maken, richt de afdeling R&D van GeoComfort zich op modulariteit en standaardisatie. Dit leidde voor onder meer warmtepompen, regeneratie en extra koeling- en verwarmingssystemen tot de ontwikkeling van de zogenaamde SKIDs. Een SKID is een prefab frame waarin alle technische componenten vooraf zijn samengebouwd en hiermee te beschouwen als ‘het hydraulische hart’ van een installatie.
Prefab bouwen scheelt in transportbewegingen op de bouw en is daarom duurzamer dan productie op de projectlocatie. Bovendien is de uiteindelijke plaatsing eenvoudiger te plannen. Modulair bouwen biedt meer voordelen in de ontwikkelingsfase: in plaats van voor ieder systeem vanaf scratch te beginnen met een ontwerp, bouwt GeoComfort de systemen inmiddels op uit diverse standaard modules waarvan de werking is getest en gevalideerd. Modulair werken bespaart uiteindelijk veel tijd (en dus geld) in de ontwerpfase. Je bouwt nu eenmaal sneller en ook veel eenvoudiger met gevalideerde modules. Bovendien voorkomt het fouten, waardoor producten sneller op de markt zijn te brengen. Deze modulariteit is daarbij niet alleen toegepast op de hardware, maar óók op de bijbehorende software, zodat de systemen zo efficiënt en betrouwbaar mogelijk ingezet kunnen worden.
Leah Smith is softwareontwikkelaar bij GeoComfort en vult aan: ‘Het is dan wel noodzakelijk dat zowel de hardware- als de softwaremodules naadloos aansluiten op elkaar én externe systemen zoals gebouwbeheersystemen. Een andere uitdaging ligt bij het onderhouden van de systemen en de mogelijkheid deze te updaten bij bijvoorbeeld nieuwe ontwikkelingen. Daarbij hebben we vanuit de besturingskant rekening te houden met het feit dat standaard PLC’s voor de aansturing van pompen, kleppen en regelaars, vooral ontwikkeld zijn voor de industrie. Particulieren en gebouwbeheerders hebben echt een andere Human Machine Interface (HMI) nodig om de systemen intuïtief en eenvoudig te kunnen bedienen.’
PLCnext Technology
Waar GeoComfort voorheen de regeltechniek uitbesteedde, werd dit in 2015 in eigen huis gehaald. Deze verandering werd direct aangegrepen om een optimale oplossing te zoeken voor bovenstaande regeltechnische vraagstukken die voor een belangrijk deel de efficiëntie van een totaalsysteem bepalen. Marco van Os, Software Engineer Meet- en Regeltechniek: ‘We hebben gekeken naar verschillende regelsystemen en zijn uiteindelijk in zee gegaan met Phoenix Contact op basis van positieve ervaringen met betrekking tot probleemoplossing.’
Hij vervolgt: ‘We hebben in eerste instantie gebruik gemaakt van de klassieke PLC-technologie van Phoenix Contact, maar met de introductie van de PLCnext Technology was de keuze voor een overstap snel gemaakt. Het biedt ons de mogelijkheid het gewenste generieke framework op te zetten, waarop we een veelheid aan systemen met behulp van standaard modules modulair kunnen opbouwen. Daarbij zijn we begonnen met de toepassing van de PLCnext Technology in onze warmtepomp-SKID – de GeoWP-SKID (zie kader) – die beschikbaar is in vier configuraties en naar wens is te koppelen met andere SKIDs waarop bijvoorbeeld een energiedak of dry-cooler is aan te sluiten.’
De genoemde mogelijkheden zijn gebaseerd op het feit dat de PLCnext Technology een (industrieel) automatiseringsplatform is dat de functionaliteit van een PLC combineert met de flexibiliteit van een smart device. Dat betekent dat het platform geschikt is voor het eenvoudig koppelen van verschillende systemen, ook wanneer deze van een ander fabricaat zijn en met een andere taal worden geprogrammeerd. Tevens biedt het platform de mogelijkheid om in eigen huis apps te ontwikkelen voor klantspecifieke functies. Daarbij zijn de systemen via de PLCnext Technology veilig te koppelen met het internet (cyber security) én biedt de moderne technologie voldoende mogelijkheden voor het visualiseren van belangrijke data.
Toepassing GeoWP-SKID
De flexibiliteit van de PLCnext Technology maakt het voor GeoComfort mogelijk om de software van de GeoWP-SKID modulair te ontwerpen en optimaal te integreren in het gebouwbeheersysteem van de eindgebruiker. Daarbij is het in staat data te verzamelen over langere perioden. Belangrijk in verband met de verplichte regeneratie van de bronnen, maar ook om systemen te evalueren en te optimaliseren. Verder is de vrije programmeerbaarheid onder andere gebruikt om een app te ontwikkelen, waarmee frequentieregelaars automatisch zijn in te regelen.
Ook de bestaande GeoWP-SKIDs zijn eenvoudig om te zetten naar de nieuwe besturing zonder de noodzaak alles opnieuw te programmeren. Door de hoge mate van cyber security zijn de systemen bovendien eenvoudig online te upgraden of te onderhouden. Offline aanpassen blijft mogelijk voor onder meer locaties waar geen internet beschikbaar is (bouwprojecten) of waar het verboden is (datacenters).
Visualiseren
Tot slot werkt GeoComfort samen met een specialist op het gebied van HMI (Mens-Machine-Interface) aan een intuïtieve, eenvoudige visualisatie van gegevens voor niet-technische eindgebruikers. Waar de industrie veelal werkt met SCADA-achtige systemen met een zeer sobere visualisatie die alleen door kenners wordt begrepen, is de consument meer gebaat bij een gebruikersvriendelijke, intuïtieve visualisatie. Het liefst in kleur. Met de PLCnext Technology is dit mogelijk, omdat hier een webgebaseerde visualisatie de standaard is. Zowel ontwerpers áls eindgebruikers hebben hiermee een grote vrijheid om de visualisatie af te stemmen op de persoonlijke behoefte. Ook consumenten kunnen op deze manier zelfstandig en eenvoudig bekijken wat bijvoorbeeld de opbrengst en het verbruik zijn, maar ook eventueel storingen en bijbehorende acties aflezen en opvolgen.
Pim Verhoeven: ‘Net als wij werkt Phoenix Contact voortdurend aan de verbetering en uitbreiding van haar technologieën waarmee we verzekerd zijn van een partner die de maximale ondersteuning biedt bij de toepassing van onze systemen in het kader van een duurzame wereld.’
