Masterarbeit Markus Siethoff

 

Aufbau eines Prüfstandes zur agentenbasierten Regelung von gebäudetechnischen Systemen

Masterarbeit Markus Urheberrecht: EBC

Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Prüfstand für ein agentenbasiertes Regelkonzept für gebäudetechnische Anlagen zu entwickeln. Hierfür steht ein Versuchsaufbau zur Verfügung, dieser beinhaltet eine zentrale Klimaanlage und vier Testräume, welche zentral und dezentral klimatisiert werden können.

Die modernen Softwares zur Visualisierung technischer Vorgänge in Gebäuden (Gebäudeleittechnik) kommen an ihre Grenzen, da gebäudetechnische Systeme zunehmend dezentral angeordnet und zudem komplexer werden. Außerdem wird mehr Flexibilität bei der Struktur, der Aufgabenverteilung und Ressourcen- bzw. Leistungsverteilung der gebäudetechnischen Systeme gefordert. Eine Verknüpfung moderner Regelungstechnik mit einer agentenbasierten Regelung ist ein möglicher Ansatz diesen Anforderungen gerecht zu werden.

"Ein Agent ist eine abgrenzbare (Hardware-oder/und Software-) Einheit mit definierten Zielen. Ein Agent ist bestrebt, diese Ziele durch selbstständiges Verhalten zu erreichen und interagiert dabei mit seiner Umgebung und anderen Agenten."

Das vorliegende Agentensystem hat das Ziel, eine optimale Behaglichkeit (Raumtemperatur, Luftqualität) in den Testräumen möglichst kosteneffizient herzustellen. Die Agenten können dezentral auf die Versorgungseinheiten platziert werden, diese verhandeln miteinander über den Betrieb der benötigten Komponenten. Die Verhandlungen finden auf Basis von individuellen Kostenfunktionen statt, mit diesen werden eigenständig die günstigsten Betriebskosten ermittelt und die Betriebsfreigaben an die entsprechenden Komponenten erteilt. Der Vorteil bei dieser Regelung liegt darin, dass sich die Agenten im Betrieb nach den aktuellen Anforderungen organisieren und die Aufgaben selbstständig den Komponenten des Systems zuteilen.

Das agentenbasierte Regelkonzept ist in JADE, einem Framework welches speziell für die Agentenprogrammierung entworfen ist, implementiert. Als Basis für die Automation der Komponenten des Prüfaufbaus wird Belimo Shared Logic, eine Regelungssoftware der Firma Belimo genutzt.

Die Funktionalität des Prüfstandes ist anhand von Testszenarien nachgewiesen. Die Auswertung der Messprofile zeigt den Eingriff der Agenten anhand des Raumtemperaturverlaufs und dem Verlauf der Heizanforderungen.