Agentenbasierte Gebäudeautomation raumlufttechnischer Anlagen

Huber, Max; Müller, Dirk (Thesis advisor); Schmidt, Michael (Thesis advisor)

Aachen / E.ON Energy Research Center (2016, 2017) [Buch, Doktorarbeit]

Seite(n): Online-Ressource (vi, 119 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein agentenbasiertes Automationssystem für gebäudetechnische Systeme. Das Automationssystem zeichnet sich dadurch aus, dass eine beliebige Kombination von Komponenten im Plug & Play-Verfahren automatisiert werden kann. Das beschriebene System besteht aus dezentralen Regelungseinheiten, sogenannten Agenten. Jeder gebäudetechnischen Komponente ist mindestens einer dieser Agenten zugewiesen. Das System wird anhand einer raumlufttechnischen Anlage vorgestellt. Die Agenten sind in zwei Klassen eingeteilt. Verbraucheragenten ermitteln den thermischen Bedarf (z.B. eines Raumes), Versorgeragenten sind für die Ansteuerung von Komponenten der Warme- und Kälteversorgung zuständig. Die Agenten kommunizieren untereinander und ermitteln durch Verhandlungen die kosteneffizienteste Betriebsweise für einen vorliegenden Bedarfsfall. Sämtliche Betriebsfreigaben innerhalb des Systems werden durch Agenten getroffen. Eine zentrale Automationsebene ist nicht vorhanden. Die Agenten treffen ihre Entscheidungen auf Basis von Kostenfunktionen. Die Kostenfunktionen bilden die Betriebskosten der Komponenten ab oder bewerten den Nutzerkomfort eines Raumes monetär. Durch den Vergleich der Kostenfunktionen mehrerer Versorgeragenten werden die günstigsten und somit energieeffizientesten Betriebspunkte ermittelt. Das entworfene Multiagentensystem (MAS) wird in einem Prüfstand für raumlufttechnische Anlagen getestet. Der Prüfstand besteht aus einer zentralen Klimaanlage sowie vier Raumen mit Raumtemperaturregelung und Deckeninduktionsdurchlassen. Zudem besteht eine virtuelle Erweiterung des Systems durch die Simulation eines Wärmeerzeugerverbunds im Hardware-in-the-Loop-Verfahren. Die Programmierung der Agentensoftware erfolgt in JADE nach dem FIPA-Standard. Die Agenten haben Zugriff auf die Mess- und Stellwerte von Prüfstand und Simulation. Die Versuchsergebnisse belegen die Funktionalität des Systems. Die Agenten sind in der Lage mit der vorhandenen Hardware sowie mit der Simulationsumgebung zu kommunizieren. Die Funktionalität des MAS wird in vier verschiedenen Versuchsszenarien vorgestellt. In allen vier Szenarien entscheiden die Agenten des Systems selbstständig über das An- und Abfahren der Komponenten. Dabei werden stets die Komponenten mit den günstigsten Betriebskosten aktiviert. Der kaskadierte Einsatz von Versorgeragenten in mehreren Ebenen gewährleistet die Umsetzbarkeit von komplexen gebäudetechnischen Systemen. In allen vier Szenarien wird die Komfortsituation in den Raumen gewährleistet. Die vier Versuchsszenarien zeigen auf, dass die Agenten in der Lage sind, in jedem beliebigen System ohne spezielle Konfiguration zu funktionieren. Das MAS ermöglicht es somit, mit Agenten ausgestattete gebäudetechnische Komponenten im Plug & Play-System zu automatisieren.

Identifikationsnummern

  • ISBN: 978-3-942789-41-7
  • REPORT NUMBER: RWTH-2017-05551