edificio con instalaciones clásicas
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Edificio con instalaciones clásicas
● Los edificios convencionales contienen instalaciones y sistemas que
generalmente cohexisten de manera autónoma y aislados
luz luz p luz luz s DALI DMX
caldera enfriadora fancoil Term 1 Zona1
iluminación
clima
Seguridad
Medición
Redes Internet Teléfono GSM C. Interna
Edificio Inteligente
● Los edificios inteligentes despliegan una red de gestión y monitorización
para integrar los diferentes sistemas que cohexisten en el edificio. De esta
manera pueden interactuar y trabajar en equipo al unísono
luz luz p luz luz s luz luz
caldera enfriadora fancoil Term 1 Zona1
Iluminac.
clima
Seguridad
Medición
Redes Internet Teléfono GSM C. Interna
BUS DE GESTIÓN
DALI DMX
¿Como funciona un edificio
inteligente? Analogía "humana" Sistema nervioso humano:
Si hace calor=> sudamos para refrescar la piel por evaporación
Si notamos frío=> nos tapamos o nos movemos para entrar en calor
Si notamos viento => entrecerramos los ojos para evitar
Si tocamos algo que nos quema => retiramos instintivamente la mano
Si nos encontramos en problemas => Avisamos a alguien o buscamos ayuda
Red de monitorización y control en un Edificio inteligente:
Si hace calor en una zona => Se activa la refrigeración en esa zona
Si hace frío => Avisaría de si hay alguna puerta o ventana abierta y encendería la calefacción
Si hace viento => recogeríamos los toldos para evitar destrozos
Si se detecta fuego => Se avisaría y se apagaría la fuente del mismo
Si alguien intenta entrar sin permiso o nos intimida => el sistema y los mecanismos de alarma se activan
Etimología de las instalaciones
inteligentes
● Domótica = "DOMus" + informáTICA
INMÓTICA
URBÓTICA
Evolución de la instalación
convencional
Instalación soportada por bus
Evolución del cableado
Con tecnología de bus, ahorramos cableado ya que se independiza la carga de su gestión, además, un sólo control
puede interactuar sobre varios sistemas.
Bus de control de iluminación
● Todo cambia y evoluciona con el paso del tiempo, los sistemas
de iluminación no son menos.
● Los edificios cada vez requieren de más funcionalidades:
● Antes, valía un simple interruptor que apaga y enciende una
luz.
● Ahora, al sistema de iluminación le exigimos más cosas:
centralizaciones, regulaciones, escenas, programaciones
horarias, etc.
● Estas funcionalidades serían imposibles de gestionar con las
instalaciones convencionales, esto propició la creación de
sistemas de iluminación basados en bus.
Origen del bus luz y control - 1
Origen del bus luz y control - 2
Origen del bus luz y control - 3
Origen del bus luz y control - 4
Origen del bus luz y control - 5
Control & Fuerza Separados.
Más seguridad, Menos cables y
más sencillo
Mayor Coste * Mayores Ventajas y
funcionalidades
SISTEMA DE GESTIÓN
DE ILUMINACIÓN
Evolución a DALI
Evolución a DMX
¿Qué es DALI?
● Digital Adressable Lighting Interface
● Sistema estándar autónomo multifabricante para
gestión de iluminación, creado por asociación de
frabricantes de luminarias. La asociación
www.dali-ag.org establece el estandar.
DALI, datos Técnicos
● Sistema versátil, normalizado y de fácil instalación
● Diseño sencillo y potente (todas las topologias salvo anillo)
● Sistema maestro – esclavo (hasta 64 componentes por maestro)
● Comunicación mediante 2 hilos a 1200 baudios
– Sin polaridad
– Tendido paralelo de fuerza y control
● Hasta 16 grupos y 16 escenas por maestro
● Gestión de fallos en balastros y lámparas
● Integrable mediante pasarelas con otros sistemas de redes de
control y gestión (KNX, ModBUS, LON, TCP/IP, EnOcean, etc.)
● Fácilmente ampliable y reconfigurable
Cableado y conexiones DALI
1 2 3 4
5 6 7 8
Grupo 1: Balastros 1,2,3 y 4. Cercanos a entrada luz (Sonda)
Grupo 2: Balastros 5,6,7 y 8. Offset de corrección
Escena 1: 1,2,3,4,5,6,7 y 8 Todo Apagado
Escena 2: 1,2,3,4,5,6,7 y 8 Regulación Constante (lazo cerrado)
30%
70%
A Otra estancia
A Otra estancia
1 2 3 4
5 6 7 8
Grupo 1a: Balastros 1,2
Grupo 2a: Balastros 5,6
Escena 1a: 1,2,5,6 Apagado
Escena 2a: 1,2,5,6 Regulación
Grupo 1b: Balastros 3,4
Grupo 2b: Balastros 7,8
Escena 1b: 1,2,5,6 Apagado
Escena 2b: 1,2,5,6 Regulación
30%
70%
A Otra estancia
A Otra estancia
Control y configuracion DALI
Integración DALI con redes de
control y monitorizacion
¿Qué es DMX?
● Digital MultiplexeX (512)
● Sistema estándar creado para solucionar la incompativilidad
existente entre marcas por el uso de protocolos propietarios
para la gestión de iluminación, al principio con pocas
funcionalidades, pero en posteriores revisiones ha ampliado su
nivel de control.
● Se popularizo en el mundo del teatro y el espectaculo, donde se
extendió su uso a otros dispositivos de ambientación como
proyectores robotizados y dispositivos de efectos especiales*
como máquinas de humo.
DMX512, datos Técnicos
● Sistema Maestro-esclavo, estandar basado en bus de transmisión
asincrona de datos en serie para controladores y reguladores bajo
licencia libre
● Pensado para ser gestionado desde consolas o mesas de iluminación
● DMX usa conectores XLR de 5 o 3 pines con transmision "balanceada",
entandarizando la anarquía existente previa a su estandarización en
todos los dispositivos relaccionados con los espectáculos.
● Mayor capacidad (512 canales cada 22ms) y velocidad (RS-485 a
250Kb/s) y distancia (max 500m) que Dali (cambios casi sin retardo)
continuamente actualizados.
● Cada aparatos puede terner varios canales, uno por caracteristica a
gestionar (P.e: RGB o PTV). En caso de instalaciones muy grandes
pueden darse varios "universos" DMX
● Integrado con Ethernet de manera directa y mediante pasarelas con otros
sistemas de redes de control y gestión (KNX, ModBUS, LON, EnOcean,
etc.)
DMX512, Topología
● La topología es de BUS es muy cerrada. Parte desde el
controlador, hasta el primer dispositivo (IN) y de ahí (OUT) al
siguiente (IN), etc, si hay varias ramas, se usarán splitters. Existe la
posibilidad de regenerar la señal mediante buffers.
● Todos los aparatos DMX tienen conectores DMX de entrada y salida
● Cada aparato tiene una dirección asignada mediante Dip Switch o en los
más modernos mediante display
DMX512, Dispositivos
Bus de control: Clima
● Los edificios actuales derivan la mayor parte de la energía a
climatización. Una buena gestión se hace imprescidible.
● El estado del sector de sistemas de climatización antes de la
"época Bus estándar" era caótico:
● Cada equipación (calor, frío, ventilación, alarmas) dentro de
un edificio tenía su propio sistema de control, haciendo
complicada la vida del gestor y sobre todo, haciendole
"dependiente" de la solución tomada, porque "una", habia
que tomar
Bus de control: Clima
● En resumen, esa situación era crítica:
● Sistemas autónomos y aislados
● Dificultad para diseñar un funcionamiento eficiente entre
sistemas. No existía el "trabajo en equipo"
● Dependencia TOTAL de los fabricantes de estos sistemas
● Gestión complicada y costosa
¿Cómo solucionarlo?
¿Qué es BACNET?
● (1995) Building Automation and Control NETworks
● Sistema estándar creado especificamente para la gestión
de edificios, creado por asociación ASHRAE (American
Society of Heating, Refrigerating and Air condicionating
Engineers)
● Fue desarrollado para integrar los diferentes sistemas que
coexisten en un edificio bajo un mismo bus.
¿Qué es BACNET?
● Fija especificaciones "mínimas" de funcionamiento. (Para lo bueno y
para lo malo)
● Software Configuración dependiente fabricante
● Deja abierto el protocolo a I+D+i
● Objetos estandarizados (23 tipos de datos, con sus propiedades
y servicios)
● Funcionalidades iniciales de diseño:
● Sitemas HVAC (calefacción, ventilación, A. Acondicionado)
● Sistemas de seguridad incendios
● Iluminación
● Ascensores Inteligentes
● Interfaz a otros sistemas
Ventajas de los estándar
● Una única estacion de monitorización y gestión para todos los sistemas
integrados
● Sistema modular y de fácil expansión. Con capacidad de mejora y
actualización
● Desaparece el miedo a quedar BLOQUEADO por un fabricante
● Amplio abanico de integración, diseñado especificamente para el control
de edificios
● Interoperatividad entre sistemas:
● Compartir datos
● Gestión de eventos y alarmas
● Gestión de horarios
● BACNET surge del entorno de clima pero es totalmente capaz de integrar
otras funciones de automatización
Funcionamiento BACNET: Objetos
Sistema basado en comunicación mediante “objetos” (información intercambiada) a través de “servicios” (métodos usados para intercambiar información)
BACNET Como buen estándar “está sujeto” a actualizaciones y mejoras
Funcionamiento BACNET:
Servicios
Los servicios están clasificados en 6 clases, cada una para una determinada tarea
Transmisión en BACNET
● BACNET sobre Ethernet (Fácil, estructurado e
integrable)
● Bus BACNET (RS-485)
● Redes LON
● BACNET/IP (Interconexión instalaciones)
Esquema BACNET Nativo
Esquema BACNET Mixto
Historia del ModBUS
Hasta los 60, el control industrial se hacía con lógica de relés electromecánicos. El desarrollo acabo con la implantación de los dispositivos con microprocesador, también llamados Autómatas Programables.
En el 73 se necesita "comunicar" estos aparatos y dotarlos de inteligencia "colectiva", eliminando el tedioso cableado de control y permitiendo la supervisión remota
En el 79, Modicon lo publica y estandariza con gran aceptación en el mundo de la industria, acababa de nacer el primer idioma "robot", un sistema:
●Fácil y sencillo de implementar
●De código abierto y libre de royalities
●Que permite comunicación independiente del hardware y del medio físico
●Poco restrictivo
Caracteristicas ModBUS
● ModBus especifica una comunicación digital abierta
entre dispositivos de control y medición (y
ordenadores: SCADA, minería de datos)
● Desarrollado en formato BUS (par trenzado) y
Ethernet (ModBUS/TCP)
● Sistema tipo red, Maestro – Esclavo
● Implantado en multitud de dispositivos y sistemas:
PLC, ordenadores, controladores, inversores
● Admite topológicas más comunes de red: Bus,
estrella, arbol, Híbrida
Instalación Clima ModBUS
¿Qué es LONWORKS?
● Sistema creado por la empresa americana Echelon en 1992
● Destinado a gestión. Red distribuida de control y automatización
● Sistema Robusto y potente
● Integrado en el sector industrial (más que en el residencial)
● Arquitectura descentralizada (No Maestro - esclavo)
● Inteligencia distribuida entre los componentes
● Sistema "abierto" (previa pago de royalities)
● Dependiente de Echelon
LONWORKS Funcionamiento
● LonWorks se basa en el micro Neuron Chip y el protocolo LonTalk,
desarrollados en 1990.
● Multitud de medios de transmisión: Bus de par tranzado, Ethernet TCP/IP,
RadioFrecuencia, PowerLine, fibra óptica
● Sistema distribuido, comunicación mediante mensajes de red uniforme
(todos los dispositivos a un mismo nivel) identificando origen y destino
LONWORKS Ejemplo Clima
Medición Inteligente O Smart
Mettering ● ¿Qué es? Una manera de aprovechar las nuevas
tecnologías de comunicación para medir, almacenar y
tratar los diferentes datos de consumos, recursos y
parámetros medibles de un edificio o instalación.
● Objetivo: ser más eficientes (en tiempo y tareas),
proporcionar nuevas herramientas de gestión y tener
un feedback instantaneo e histórico de nuestros
consumos
medir evaluar actuar resultado
¿Que se puede medir?
● Energía Eléctrica (Analizadores de red)
● Consumo de Agua (caudal)
● Consumo de Gas
● Energía Calorifica / Frigorifica
● Volumenes
● Valores físicos: humedad, temperatura,
radiación, posiciones, velocidad, etc.
Aplicaciones SmartMettering ● Monitorización de consumos y almecenamiento + minería de datos
● SCADAS
● Históricos y gráficas, feedback histórico e instantaneo
● Informes / Avisos / Alertas (Medidas alternativas e independiente)
● Comprobación de rendimientos, seguimiento de instalaciones y mantenimiento
● Gestión de cargas:
● Conexión / Desconexión inteligente de cargas en función de prioridades, horario,
modos de uso y medidas de consumo instantaneo
● Reparto de costes
● Medición de parámetros (calorímetros+tiempo) y minería de datos para reparto
proporcional de costes
● Gestión de tarifas / facturación
● Capacidad de monitorización personalizada de regstros para funciones de
previsión de gastos y proveedores, hacer uso de tarificaciones, acumuladores,
repartición o facturación automática de recursos
● Integración de medidas y consumos dentro de redes de monitorización y gestión
Sistemas de bus de medición
● Mbus
● MODBUS
● BACnet
● ZigBee
● KNX
● LONWorks
● (Pasarelas) BUS como concentrador de
medición
Estructura Medición Inteligente
Gestión Inteligente de cargas
Smart Mettering Salud ● Seguimiento de enfermedades
crónicas
● Dispositivos para
seguimiento episódico (no
crítico)
● Dispositivos para
seguimiento continuado
● Dispositivos para
seguimientos con alarma
● Seguimiento del bienestar
personal
Gestión del control de acceso
Ejemplo de eficiencia en instalaciones gestionadas de manera inteligente
Ejemplo de eficiencia en instalaciones gestionadas de manera inteligente
Sistemas Vía Radio
● Las redes de gestión no solo son cableadas, existen
alternativas como la radio para suplirlos o completarlos
● Medio de transmisión AIRE (espectro electromagnético)
● Medio de comunicación sin instalación
● Permite localizar elementos en zonas poco accesibles
● Vulnerable a interferencias y / o sabotaje
● Hay un amplio abanico de sistemas radio, orientado a
diferentes campos de actuación:
ZigBee
● Alianza de empresas con objetivo de desarrollar un Sistema
rádio de bajo consumo,velocidad moderada-baja, bajo alcance
y alta conectividad (Mitsubishi, Philips, Motorola, Invensys)
● El Chip Zigbee dota de comunicación a todo tipo de
dispositivos y sistemas que requieran
● De 20 a 250 Kbps en un rango de 10 a 75 metros (¡1mW de
potencia cubre 13 metros de radio!)
● Alimentación a baterias (poco consumo)
● Bajo costo de dispositivos, instalación y mantenimiento
● Soporte para estado de latencia
● Topología de gran tamaño (255 nodos y hasta 254 clusters
de dispositivos)
● Encriptación AES de 128bits
ZigBee:Topologia
● Coordinador
● Uno por red, gestiona y crea la red PAN
● Router
● Enrutador de mensajes, puede hacer de coordinador
● Dispositivo Final
● Elemento básico, no enruta
ZigBee:Topologia
ZigBee: Usos
● Domótica
● Medición y telegestión
● Automatización Industrial
● Medicina
● Logistica & Reconocimiento remoto
● Ocio (Localización / reconocimiento /cercanía de zonas)
ZigBee: Dispositivos
EnOcean Aliance
● EnOcean Aliance desarrolla una tecnología wireless. Su
principal filosofía es de NO BATERÍAS aprovechando principios
de captación de energía: Piezogeneradores, células
fotoeléctricas, termopares, etc.
● Orientado a automatización en edificios
● Fácil diseño, despliegue, configuración, ampliación y
mantenimiento de la red
● Sistema Autoalimentado
● Estándar inalámbrico interoperable (KNX, LON, TCP,
BACNET) y con alto numero de elementos EnOcean ya
instalados
● Respetuoso con el medio ambiente
EnOcean Ejemplo
EnOcean Ejemplo
EnOcean Ejemplo
¿Que es integración de sistemas?
● Puesta en marcha de una red de control para
que gestione y monitorice el resto de sistemas
e instalaciones presentes en un espacio
habitable de manera conjunta, ordenada e
inteligente (no necesariamente centralizado).
● Ventajas:
● Gestión y monitorización sencilla (unificada)
● Funcionamiento eficiente del edificio
● Incremento del nivel de seguridad y confort
● Flexibilidad y modularidad del edificio
● Facilita la adaptación a nuevas situaciones
así como el mantenimiento
¿Que se puede integrar?
● Existen multitud de opciones, pero en función
del uso y caracteristicas del edificio se
priorizarán sus sistemas más críticos
¿Que sistemas "integran"?
● Gracias a la estandarización de sistemas y al
auge de las pasarelas existen buenas opciones
para tender con garantías una red de gestión
que "integre" los sistemas de un edificio.
Destacamos:
Estándar KNX
● Estándar europeo para la gestión y automatización de
edificios (Regulado por la KNX Asociation en
Bruselas)
● Sistema flexible y versátil, seguro, potente y modular
● Estándar / Multifabricante, todos sus productos son
compatibles 100%
● Multiples alternativas de transmisión: Bus, PowerLine,
Radio, IP más integración por pasarelas (gateways)
● Primer sistema avalado por normativa europea,
EN50090, y mundial, ISO / IEC 14543
Ejemplo de Integración
¿Cómo empezamos?
● KNX es modular y versátil. Cualquier
instalación puede empezar desde el concepto
básico e ir creciendo en tamaño y
funcionalidades, en función de las necesidades:
Integración en iluminación
Actuadores ON/OFF
X canales
Dimmer ON/OFF
X canales
Control Simple
X canales
Control Centralizado Web Server
Central Atmosférica
Integración en Climatización,
ventilación y protección solar
Termostatos y sondas Más control simple local
Controles sobre el frío calor Radiadores, válvulas, A.Acond, FanCoil
Control Central
Protecciones Solar y clima
Sensores de Contacto
Central Atmosférica
Integración de medición
Actuadores con
medición Contador De caudal
Contador Calorimetro
Analizadores De red
electricidad
Contador GAS
Control Central
Integración de otros sistemas
Pasarelas (gateways)
Pasarelas Iluminación DALI - DMX
Pasarelas Clima
ModBUS – LON - BACnet
Pasarela Multimedia TCP/IP, RS232, IR
Pasarelas Seguridad, incendios Control de accesos
Pasarelas a sistemas de medición
Control y monitorización Central
BMS - SCADA
¿Que es un BMS - SCADA? ● Building Management System
● Supervisory Control And Data Acquisition.
● Es un sistema de aquisición, gestión / tratamiento (minería) y
presentación de datos. Se basa en un software para
ordenadores / sistemas digitales para monitorizar y gestionar
entornos de manera local & remota.
● Recoge la información de las redes, trata y unifica y presenta
toda la información con una interfaz a medida del uso.
● Facilita y presenta de forma ordenada la información a mostrar.
Se vale de:
● Imágenes
● uso de planos personalizados
● Estructuración de la INFO (gráficos, históricos, informes)
● Actualización inmediata + eventos gráficos / sonoros
SCADA
SCADA
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