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