Download Definición de si - Universidad de Concepción

Sumario
La idea de edificio inteligente nació a mediado de los años 80, ofreciendo un nuevo
concepto para el diseño y construcción de edificios, ya sea para su automatización como
para su modernización.
Los primeros trabajos sobre edificios inteligentes toman en cuenta la integración de
todos los aspectos de comunicación dentro del edificio tales como seguridad, iluminación,
comunicación por teléfono, comunicación por computadora mas todas las formas de
administración de energía.
Han existido muchas complicaciones a la hora de definir lo que es un edificio
inteligente. Básicamente un edificio inteligente es un edificio completamente automatizado,
que constan de un sistema inteligente para organizar funcionalmente las distintas acciones
que existan o puedan existir dentro de un edificio. El sistema inteligente controla la
iluminación, el acceso de personas, la seguridad, el agua o gas, o la aclimatación del
edificio, dependiendo de las necesidades de los usuarios. Se puede tomar como ejemplo
que en un edificio inteligente se prenderá la luz de un pasillo solo si se encuentra algún
usuario caminando por este, de lo contrario la luz se encontrará apagada. Esto es porque
funcionan con un sistema de sensores que detectan la presencia de individuos. Con esto, se
busca ahorrar energía.
Las grandes razones y ventajas de construir o instalar estos nuevos sistemas
estructurales como lo son los edificios inteligentes, es que con ellos se produce un ahorro
significativo de energía, como también se optimizan los recursos o crean una mayor
seguridad para los usuarios, etc. Al estar todo automatizado solo se activan los servicios
cuando el usuario los necesite.
La administración de estos se lleva a cabo mediante un PC donde se pueden, tanto
manejar a todo el edificio (iluminación, climatización), como también llevar almacenado
todos los movimientos o acciones realizadas dentro de este, para así, llevar un control mas
especificado de las situaciones internas que ocurren dentro de el.
La implantación o construcción de edificios inteligentes provoca un costo muy alto
pero por estimaciones realizadas la inversión es recuperada después de los 2 años de
construcción.
Capitulo I
Descripción:
La más alta tecnología es utilizada en edificaciones convirtiéndolos en inteligentes,
edificios pensantes que ha base de una central inteligente (generalmente un PC), controla
básicamente todos los sistemas instalados, para reducir el consumo de energía y aumentar
el confort.
Una primera definición de edificio inteligente es la de edificio capaz de crear
condiciones personales, ambientales y tecnológicas que permiten incrementar la
satisfacción y productividad de sus ocupantes dentro de un ambiente de máximo confort y
seguridad.
Objetivo:
Conocer los edificios inteligentes, viendo sus implicaciones y servicios, además de
la viabilidad de aplicar estos conceptos en Chile y en partes de nuestro interés como es la
Universidad de Concepción..
Objetivo especifico:
Comenzar a entender el funcionamiento de los edificios inteligentes, señalando las
ventajas que tienen, como también saber en que consta su funcionamiento y como llega a
lograr su objetivo.
Metodología de trabajo:
Se Busco información en Internet y revistas especializadas sobre las componentes y
el funcionamiento de los edificios inteligentes. También hubo intercambio de información,
ya sea por E-mail, o por Chat con técnicos y/o empresas de otras latitudes para que fuesen
aclarados ciertos conceptos claves para el desarrollo de este tema.
Antecedentes relacionados:
Hacia 1980 ya se aplicaba la automatización de los edificios para reducir costos
operativos y aumentar las eficiencias. Los mayores grados de automatización llevó luego a
denominarlos inteligentes. Desde esta fecha, se ocupaban términos de Domótica e Imnótica,
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cuya diferenciación se traduce en que la primera se ocupa al tema de viviendas inteligentes
(principalmente casas) y la segunda se refiere a los edificios inteligentes. Por lo tanto,
nuestro trabajo se dedica a la imnótica.
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Capítulo II
Los edificios inteligentes son aquellos que poseen un sistema inteligente (S.I), el
cual incluye una red de comunicación que permite la interconexión de una serie de equipos
con el fin de obtener información del entorno y, basándose en ésta, realizar acciones sobre
dicho entorno.
Lo que hace un S.I. es interconectar todos los sistemas automáticos y tomar
decisiones. Por eso es un error cuando se piensa que un S.I. es un sistema de
automatización, porque en muchos casos resulta ser un conjunto de ellos y otros servicios
interconectados mediante un “cerebro¨ o central inteligente.
Por lo tanto, la primera pregunta sería desde qué punto un edificio sería considerado
inteligente, es decir, si un edificio posee un sistema automatizado de luz, por ejemplo, ¿ es
inteligente?. La inteligencia de un edificio empieza cuando, una vez automatizado, es
dotado de un sistema que contiene aplicaciones de alto nivel que gestionan dicha
automatización y proporcionan servicios más avanzados (el sistema inteligente) . Entonces,
podemos considerar un edificio inteligente a aquel que incorpora unos sistemas de
información en todo el edificio, ofreciendo unos servicios avanzados de la actividad y de
telecomunicaciones, con control automatizado, monitorización, gestión y mantenimiento de
los distintos subsistemas o servicios del edificio, de forma óptima e integrada, local y
remotamente, diseñados con suficiente flexibilidad como para que sea sencillo y
económicamente rentable la implantación de futuros sistemas.
Así, podemos plantear los objetivos deseables en un edificio inteligente:
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Manejo por personal no calificado y sin entrenamiento previo.
Abstracción total del hardware.
Integración de servicios.
Optimización de recursos.
Ahorro de energía.
Fiabilidad.
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TIPOS DE S.I EN EDIFICIOS INTELIGENTES
.
Centralizados: Tienen una unidad central inteligente encargada de administrar la
edificación, a la que enviarán información distintos elementos como sensores, detectores,
etc. Ante esta información, la central se encargará de procesar los datos del entorno y, en
función de la información y de la programación que se haya hecho sobre ella, actuará sobre
determinados circuitos encargados de cumplir funciones, desde la seguridad hasta el
manejo de la energía eléctrica y otras rutinas de mantenimiento. Los elementos a controlar
y supervisar (sensores, luces, válvulas, etc) han de cablearse hasta la central inteligente (PC
o similar).Esta central es el “corazón” del edificio (si es que falla todo deja de funcionar).
Descentralizado: No es necesario tener una central inteligente conectada para
funcionar y tomar decisiones sobre las acciones a desarrollar. Solo hace falta un PC para
programar las unidades, y como cada una estas posee un microprocesador son
completamente autónomas.
A partir del atentado a las Torres Gemelas del World Trade Center de Nueva York
en 1993, que tenían control centralizado, se generalizó la utilización de la inteligencia
distribuida o descentralizada.
En caso de querer un constante monitoreo de la edificación y tener una interfase
usuario-sistema o realizar instrucciones verdaderamente complejas, la mejor opción sí es
una central inteligente como un PC donde, por ejemplo, puede estar cargado el plano de la
edificación con la distribución de las unidades en forma de iconos que cambian según sus
estados.
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INGRESO DE DATOS AL S.I
Como ya mencionamos, un S.I es un sistema que consta de una red de comunicación
que permite la conexión de una serie de equipos para así obtener información del entorno y,
entonces, poder modificarlo. Por lo tanto, el S.I. integra todos los servicios del edificio en
un solo sistema, permitiendo el acceso desde un PC, un teclado alfanumérico, una pantalla
Touch-screen o un teléfono celular (desde cualquier parte del mundo).

En el PC están cargados el software de programación y monitoreo del S.I. En el
monitor se visualizan los planos de la edificación con la distribución de las
unidades en forma de iconos que cambian según su estado. Estas unidades pueden
ser controladas con el mouse en la pantalla del monitor. Todo acontecimiento o
evento de incumbencia del S.I. que suceda en la edificación, queda en un registro
con fecha y hora, teniendo la opción de imprimirlo o almacenarlo en una base de
datos para realizar estadísticas. De esta manera el usuario tendrá un total
conocimiento de lo que sucede en todo momento en la edificación.

A través del teclado alfanumérico con display de cristal de cuarzo liquido,
también se puede controlar cualquier circuito eléctrico, alarmas, control de acceso,
circuito cerrado de televisión (CCTV), etc. O modificar las opciones del S.I. como
también mediante el display recibir mensajes, como por ejemplo, una alarma
activada.

En la pantalla Touch-screen, se puede ingresar la información de manera más
simple, mediante un programa de reconocimiento.

Desde un teléfono, se puede acceder a un menú que guíe dentro del S.I.,
informando de todo lo sucedido y permitiendo realizar modificaciones y acciones.
En caso de cortes de energía eléctrica, el S.I., el PC y el CCTV estarán respaldados por una
UPS, evitando cualquier corte de energía.
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COMPONENTES DE UN EDIFICIO INTELIGENTE
El S.I de un edificio inteligente puede integrar:
1.- Iluminación.
La iluminación se controla por sensores de presencia, los cuales tienen un timer
incorporado, y celdas fotoeléctricas de pasillos, baños, habitaciones y salones, mediante la
visualización en pantalla de planos de las instalaciones con distribución de los circuitos de
iluminación, con opción de encendido y apagado de los mismos, estando encendida sólo
cuando hay una persona presente, obteniéndose un gran ahorro de energía.
Se pueden armar distintos grupos, subgrupos y escenarios de iluminación, y desde el
PC, desde un teclado alfanumérico y/o desde un simple interruptor podrá controlar toda la
iluminación de la edificación. En el monitor del Computador se podrán visualizar el estado
de los circuitos.
Los circuitos de iluminación pueden ser controlados por un interruptor
(encender/apagar) o con un dimmer, variando así la intensidad de luz. Por ejemplo, en una
oficina a lo largo del día, se puede mantener siempre la misma iluminación compensando la
luz solar con la artificial y las persianas.
También se podrá mantener una determinada iluminación en un sector mediante el
manejo de las persianas en conjunto con una celda de luz. Con ésta se puede encender /
apagar o dimmerizar algún circuito debido a la luz solar exterior. Esto no se consigue con
un simple reloj ,ya que puede ser de día y estar nublado y las luces no encenderse. En la
iluminación de ciertos productos que requieren baja emisión de radiación ultravioleta y
buena composición de colores, disponemos de lámparas especialmente diseñadas para tal
fin.
Se puede utilizar la opción de reloj del S.I. para controlar el funcionamiento de
algunos sensores y así encenderlos o apagarlos sólo en los momentos que sean necesarios.
Por ejemplo, para la habilitación de sensores de presencia en zonas donde la iluminación
estaba manual o para activar el sistema de seguridad, el encendido o apagado de reflectores
exteriores, etc. El S.I. puede ser ajustado a la hora de la puesta del Sol a lo largo del año sin
tener que modificarse en el transcurso de los meses.
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2.-Bombas.
A través del S.I. se pueden monitorear el funcionamiento de las bombas de la
edificación, para así saber el nivel de agua de los tanques y cisternas, dar alarmas de
desborde y falta de agua, monitorear la presión de la cañería de los splinkers de incendio,
saber si la caldera esta encendida o apagada, etc.
Se tiene la opción de función manual para manejarla desde la
automáticamente desde el S.I.
bomba o
Si el tanque de agua tiene que cargarse, el flotante le informará al S.I. y arrancará a
las bombas. Cuando el tanque este lleno, detendrá el funcionamiento de la bomba y si la
rutina llegara a fallar, los flotantes de desborde o falta de agua darán aviso de alarma y el
S.I. forzará la parada o arranque de la bomba. También en caso de falla del relevo térmico
de cada bomba, el S.I. avisará mediante mensajes en pantalla, teclado alfanumérico o
sirenas.
3.-Climatización.
La climatización comprende los sistemas de aire acondicionado, calefacción y
ventilación, los cuales quedan bajo control del sistema mediante sensores. Desde estos
instrumentos se puede visualizar la temperatura en distintos ambientes.
El control de los equipos se realiza mediante controladores PI, lo que permite un
altísimo grado de precisión en la temperatura deseada. Se pueden programar temperaturas
según escenarios "Confort", "Stand By", o "Nocturno" que pueden responder a distintos
horarios y fechas. El S.I. permite visualizar alarmas térmicas como ser temperaturas de
congelamiento o sobrecalentamiento.
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Los equipos de aire acondicionado pueden ser encendidos o apagados desde el S.I.
con el PC, el teclado alfanumérico y/o mediante un sensor de temperatura con el cual puede
visualizarse los grados en el PC y ajustar la temperatura de control. Por seguridad, en caso
de incendio, los aires acondicionados serán inmediatamente apagados por el S.I.
Los extractores, para la ventilación, funcionan por horario y/o por detección de
monóxido de carbono, en cuyo caso activa al extractor hasta renovar todo el aire de, por
ejemplo, los estacionamientos. Para los inyectores de aire puede programarse una rutina
horaria para obtener un óptimo rendimiento en la circulación del aire de la edificación.
El S.I. informa el estado de los equipos y las alarmas por sobrecalentamiento o un
incorrecto funcionamiento.
4.-Control de acceso.
El S.I. controla la circulación de vehículos con barreras de acceso a
estacionamientos mediante tarjetas programadas en el PC con los datos del conductor.
También la apertura y cierre del portón o una puerta corrediza puede ser controlada desde
el PC.
El personal acreditado o visitas pueden acceder a áreas restringidas por medio de
tarjetas para aperturas de cerraduras eléctricas u otro elemento de acceso.
Las tarjetas pueden ser del tipo banda magnética o código de barras. Cada una tiene
una configuración de acceso distinta y en cualquier momento el operario puede restringir o
ampliar el campo de acceso de las tarjetas. Cada vez que un usuario intenta acceder a un
área restringida, el S.I. almacena la información en el PC para posteriores informes de
control por lugar de acceso, por persona, por fecha, etc. El sistema de acceso esta integrado
al S.I. con la posibilidad de interactuar con cualquier unidad del mismo, generando un
ahorro de energía significativo pues evita el funcionamiento de sectores que no son
utilizados de un edificio, como por ejemplo al abrirse un portón o puerta, también encender
la iluminación correspondiente.
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5.-Seguridad (Alarmas de incendio y antirrobo).
Alarmas de Incendio:
Los detectores pueden ser de humo, temperatura o manuales, ubicados en hall,
oficinas, escaleras, estacionamientos, depósitos, etc. En caso de incendio, el S.I. avisa con
mensajes en pantalla, en el teclado alfanumérico y con sirenas en las escaleras de los pisos.
También podrá llamar a una cantidad de números que pueden ser del personal, bomberos,
policía, etc.
Los detectores que requieran alimentación serán respaldados por una UPS en caso
de corte del suministro eléctrico.
Antirrobo:
Al ser el S.I. un sistema integrador de distintas clases de sensores y dispositivos
tiene la ventaja de poder programar a la misma unidad para distintas funciones, como por
ejemplo, para encender una luz o una alarma de intrusos. Por lo tanto, la misma instalación
que se uso para la automatización de la luminaria ahora sirve para la de seguridad y
viceversa.
Por lo tanto los servicios de seguridad puede considerar los siguientes puntos:
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Detectores de presencia.
Circuitos cerrados de televisión (CCTV).
Comprobación del estado de las puertas.
Vigilancia perimetral y periférica.
Control y bloqueo de accesos.
Protección anti-intrusos.
Control / comprobación de rondas de vigilancia.
Detección de incendios (humo y fuego).
Detección de escapes o fugas de gas.
Evacuación automática de humo.
Señalización y megafonía de emergencia.
Telefonía de emergencia (interna o externa).
Conexión con Carabineros, bomberos u otras
Circuito cerrado de televisión (CCTV).
Sonido.
Y cualquier dispositivo o sistema adaptado mediante una interfase.
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6.-Circuito cerrado de televisión (CCTV)
Las cámaras se concentran en un multiplexor, donde el operario tiene diferentes
opciones de visualización en el monitor, por ejemplo, la división de la pantalla, secuencia
de cámaras o de grupos, una cámara fija y las demás en secuencia, etc. La videograbadora
puede tener la opción de grabación de 24hs o puede ser comandada por el S.I. en caso de
activación de alguna alarma de seguridad, mediante un sensor de presencia. El S.I. le dará
la orden de comenzar a grabar hasta que el operario la detenga.
Las cámaras pueden ser de 90 o 180 grados según la visión deseada y con auto-iris
para zonas exteriores. Para una mayor seguridad, los multiplexores y videograbadoras
pueden estar fuera de la vista común, en un lugar seguro, y ser manejadas con controles a
distancia por un operario o personal de seguridad mediante el S.I.
De esta manera el CCTV se convierte en un elemento fundamental de seguridad y
de integración con el S.I.
7.- Sonido
La edificación puede ser dividida en zonas de audio que serán habilitadas por el S.I.
para recibir un micrófono busca personas o música funcional y en caso de alarma puede
transmitirse un mensaje de evacuación automático.
Además de esos componentes nombrados, podemos incluir distintos tipos de
dispositivos o sistemas integrándolos mediante una interfase.
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ENFOQUE INTEGRADO
Nos referimos al enfoque integrado como el uso conjunto de todos los componentes
mencionados anteriormente, los cuales se unen mediante un sistema de cableado o red
interna la cual esta unida a un PC o similar que puede conformar una central inteligente (en
edificios centralizados) con el propósito de ser coordinadas por ésta mediante un software
especializado para la administración del edificio. Por ejemplo, en un edificio inteligente, el
propio sistema de control central se encarga de hacer llamadas telefónicas, de bloquear
accesos, detectar humo o calor anormales y proveer información que facilite el
mantenimiento, entre otras funciones seguras y altamente eficientes.
Primero, debemos tener en cuenta que en un edificio inteligente encontramos dos
sistemas principales de integración que deben estar interrelacionados entre sí:
1. Administración del edificio: Contempla los sistemas de gestión y control propios
del edificio y de las prestaciones que éste facilita a los usuarios. Entre ellas
podemos nombrar:
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Control ambiental: alumbrado, climatización.
Control energético.
Seguridad: CCTV, control de rondas, alarmas de incendio e intrusos.
Control de acceso: personal o visitantes.
Sistema de altavoces-sonido.
Control de ascensores.
Control de motores varios: bombas de agua, extractores, inyectores.
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2. Administración de oficinas y/o departamentos: En este caso se incluyen los
elementos necesarios para una adecuada automatización, ya sea por prestación
directa al usuario o bien teniendo una instalación lo suficientemente flexible y
amplia para que el usuario pueda instalar sus propios equipos, con posibilidad de
comunicación y trabajo conjunto, tanto con otros equipos exteriores como con otros
sistemas del edificio, incluyendo el ordenador central.
Acerca de la forma como se controla todo el edificio, el usuario accede a la
información del sistema por medio de una interfase gráfica y por medio de ventanas con
texto o gráficos. En la pantalla del PC, por ejemplo, puede estar cargado el plano del
edificio donde ,en forma de iconos, se ve el estado de los dispositivos.
Mediante interfases telefónicas visualizadores para PC, interfases para PLC y PC, se
asegura la comunicación con distintos sistemas, lo que permite integrar la gestión de un
edificio, y de esta manera tener estaciones de monitoreo desde donde se puede conocer y
modificar el estado de cualquier circuito. Los visualizadores para PC se arman según los
requerimientos del cliente, son del tipo gráfico y trabajan bajo Windows, esto permite que
puedan ser utilizados por personal no especializado.
A/C
Control
Regreso
Encender
Todos
Apagar
Todos
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Por otro lado, para poder manejar todo este enfoque integrado, es necesario contar
con una tecnología necesaria para implementar el sistema inteligente en un edificio, las
cuales son verdaderas “columnas vertebrales” que interconectan todos los dispositivos.
El proyecto de un edificio inteligente debe ser flexible para integrar los protocolos
(es decir, lo que en este trabajo llamamos tecnología para implementar el sistema) de los
fabricantes de distintas marcar de los componentes. Hay módulos integradores que traducen
y convierten permitiendo la conectividad integrando protocolos abiertos de diferentes
estándares
Así, las tecnologías más importantes son las siguientes:
X-10
La tecnolgía pionera en implementación de estos sistemas fue la X-10, que fue
desarrollada entre 1976 y 1978 por Pico Electronics Ltd, en Glenrothes, Escocia. Esta
empresa comenzó a desarrollar el proyecto con la idea de obtener un circuito que se pudiera
implementar en un dispositivo para ser controlado remotamente. Conjuntamente con la
empresa de sistemas de audio BSR, se comenzaron a fabricar con esta última marca. Este
fue el primer módulo que podía controlar cualquier dispositivo a través de la línea de
corriente doméstica (120 ó 220 v. y 50 ó 60 Hz), modulando impulsos de 120 KHz.
Hoy en día, X10 es un standard de domótica (casas inteligentes), sin embargo es
importante para el desarrollo posterior de la imnótica (edificios inteligentes).
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Instabus
En 1987 cinco empresas del sector eléctrico alemán crearon de forma conjunta un
sistema llamado Instabus para la gestión técnica de edificios. El sistema Instabus
evolucionó hasta convertirse en el actual Bus Europeo de Instalación (EIB) creándose en
1.990 la asociación EIBA, cuyo objetivo es la homologación y difusión del sistema EIB en
Europa.
La Asociación del Bus de Instalación Europeo (EIBA), que la componen más de
110 fabricantes de aparellaje y mecanismos, regula y define la normativa de
funcionamiento y compatibilidad de sistemas como el descrito. Esto quiere decir para el
usuario, que una vez adoptado el sistema , podrá ampliar o modificar su instalación con
equipos de cualquiera de los diferentes fabricantes homologados. Inicialmente, la
disponibilidad de equipos EIB era reducido, pero en la actualidad ya están disponibles más
de 4.000 productos distintos, que incluyen elementos para controlar la iluminación,
ventanas,
climatización,
calefacción,
seguridad,
programaciones
horarias,
electrodomésticos, etc.
En Chile el mayor referente de este sistema es SIEMENS.
El campo de aplicación del instabus EIB se extiende a cualquier tipo y tamaño de
edificio, desde un gran edificio administrativo hasta el sector de la vivienda, pasando por
centros de producción, etc. Debido a su configuración modular y descentralizada de
elementos individuales inteligentes conectados entre sí, puede adaptarse a cualquier tipo de
edificación, bien sea de nueva construcción o remodelaciones. El Bus de Instalación
Europeo
(EIB)
es
apropiado
para:
Oficinas,
Hoteles,
Colegios,
etc.
Efectúa la comunicación directa, gobierna todas las funciones a través de la única
línea de Bus existente, es decir sin precisar de una central.
El bus de instalación EIB utiliza un solo cable para la comunicación entre elementos.
Todo el sistema es capaz de intercambiar datos e información a través de un único par de
cables.
Este sistema es el elegido por las principales empresas de Europa, ya que queda
garantizada la conexión a otros sistemas. En la actualidad más de 130 empresas fabricantes
asociadas a EIBA garantizan la compatibilidad de elementos Instabus EIB.
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Características generales:
Instabus consiste en una línea de dos hilos a los que se conectan una serie de
aparatos llamados elementos de bus que utilizan una tensión de seguridad. La alimentación
es de 24 V (+6V/-4). Con una tensión inferior a 20 V se desconectan los elementos del bus.
La velocidad de transmisión de los datos es de 9,6 kBit/s.
Los elementos de bus se dividen en tres categorías: sensores, actuadores y
componentes del sistema.
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Los sensores registran las informaciones y sucesos del entorno y las envían por el
bus en forma de telegramas de datos. Son sensores, por ejemplo, pulsadores,
detectores de movimiento, receptores IR o entradas binarias, etc. Los detectores de
moviento pueden tener una visión de 180 o 360 grados. El alcance ronda entre los 8
y 10 metros. De 5 a 1000 lux.
Los actuadores reciben estos telegramas y los convierten en maniobras, por ej, de
conmutación (relays) o regulación.
Los elementos y componentes del sistema son necesarios para el funcionamiento de
la instalación. Consisten en elementos modulares para la alimentación del bus,
acopladores de línea o área para conectar los distintos niveles del bus y una interfase
para conectar los sistemas de programación o de monitorización (conexión de un PC
al bus).
Se cuenta con displays de mensajes, sus dimensiones son reducidas y pueden ser
colocados tantos como se quiera, los que por ejemplo, pueden comunicar la temperatura
ambiente o el estado de cualquier otro sensor.
Como el sistema no requiere una central inteligente, el PC puede usarse solo para
programar el sistema y retirarla o puede dejarse conectada al sistema para obtener un
constante monitoreo del sistema y sirve como interface entre el usuario y el Instabus.
Características de Instalación:
Como el sistema trabaja de forma descentralizada, puede tener estructura lineal,
estrellada o ramificada. La estructura del cableado del bus dentro de una misma línea,
puede ser en línea, en estrella o en árbol. También puede ser una combinación de estas.
El cable instabus es TIPO telefónico (4 hilos) y cada conductor es un alambre, que
facilita la rápida conexión del mismo con los dispositivos de campo, sin necesidad de
elementos adicionales (terminales, estañado de extremos de los mismos, etc.). Posee cuatro
cables de los que se usan dos para el bus y quedan reservados dos para un futuro.
Cada dispositivo tiene distintos softwares para ser programado. Estos softwares son
entregados por la empresa o bajados desde Internet y en los dos casos son gratuitos. Esto
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reduce la programación de los mismos( para cada tipo de acción que se requiera, existirá un
software).
La distancia máxima entre dos dispositivos es de 700m. El largo total de cable
instabus es de máximo 1000m. En cada área ,con un acoplador, se pueden conectar 12
lineas de bus con 64 dispositivos por cada una, pero pudiéndose direccionar hasta 256 por
linea.
El máximo de áreas es de 15 utilizando acopladores, lo que da un máxima aprox. de
12.000 dispositivos.
Topología básica:
A través de la línea de dos hilos(el bus) se transmiten las informaciones que los
elementos envían y reciben. Los sensores normalmente necesitan sólo la conexión al bus.
Los actuadores (por ej: relays) normalmente requieren conexión a la red de alimentación de
220 V para gestionar la carga. La tensión de red y del bus están separadas.
Con Instabus es posible comandar motores, válvulas, cortinas, circuitos de
iluminación, en forma directa sin ningún elemento auxiliar. El sistema permite la
programación de políticas de consumo, programación de conexión con una USB cuando
falla la red eléctrica y la optimización del uso de esta energía en las tareas más importantes.
Visualización en pantalla:
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Se puede pasar de una vista general a un piso o habitación específica haciendo un
doble click en un plano o gráfico. La cantidad de habitaciones o pisos es indefinida.
Por ejemplo para medir la temperatura aparece u reloj con aguja o en forma de barra
vertical.
Tiene un Histórico que puede ser impreso.
Se pueden crear bases de datos para ser leídas por ejemplo con el Microsoft Excel
El programa también realiza gráficos estadísticos con la base de datos.
Puede personalizarse todo lo que se visualiza en pantalla
Para las distintas aplicaciones existen funciones suplementarias del programa.
Cada empresa desarrolla su propio programa de visualización.
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C-Bus
C-Bus es fabricado y diseñado en Australia por Gerard Industry Pty Ltd. con
CLIPSAL. Ofrece un completo control de iluminación y de todos los servicios eléctricos,
audio y video.
Para asegurar rapidez y una confiable operación, cada unidad tiene su propio
microprocesador que puede ser programado individualmente para integrarse con las otras
unidades C-Bus y. permitiéndole operar independientemente con inteligencia distribuida.
Esta inteligencia distribuida permite una alta velocidad de comunicación y asegura que un
incorrecto funcionamiento de una unidad no afecte a otra.
C-Bus es un sistema de comunicación de dos caminos con capacidad de sistema de
control cerrado, así que cada unidad puede comunicarse directamente con cualquier otra en
la red, o mismo suministrar información sobre su propio estado.
La comunicación en ambas direcciones, se refiere a que la información es
establecida entre unidades sin un punto central, esencia de la arquitectura de inteligencia
distribuida. Esto también asegura que el sistema sea integrador y confiable.
El PC no es necesario para un funcionamiento normal del C-Bus y el software
puede correr en Windows, Mac OS, Unix y Linux. Esto provee una flexibilidad adicional
para los edificios inteligentes y hogares que utilizan estos sistemas junto con otros
programas de control del usuario.
El software de control y monitoreo abarca todo aspecto del sistema C-Bus, siendo
un programa realmente fácil de manejar y con una interface basada en iconos. Esta
interface gráfica puede ser personalizada por el programador en base a los requerimientos
del usuario. Esto asegura que cada sistema C-Bus será diferente de otro. La capacidad de
pantallas de control es indefinida, al igual que los botones e iconos. Los iconos también son
personalizados por el usuario. También se pueden cargar planos de la edificación o
cualquier gráfico que se desee.
La red (network) C-Bus:
La red C-Bus se comunica con un cable par trenzado tipo UTP 5. A través de la red
no sólo circula la información entre las unidades, sino que también la tensión de
alimentación de 36Vcc necesaria para el funcionamiento de las mismas. Las fuentes aislan
a la red C-Bus del suministro de 220V.
La topología es de estructura libre. Unidades de entrada y salida son conectadas a
cualquier punto de la red mediante el UTP5, el cual transporta todas las comunicaciones
mediante las unidades. Esta flexibilidad en la estructura de cableado posibilita el agregado
de nuevas unidades en cualquier momento sin tener que re-configurar el sistema. Los
finales de línea no son necesarios con el sistema C-Bus, haciéndolo muy fácil de instalar y
proyectar.
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Las unidades pueden ser programadas antes de ser instaladas físicamente y cada
unidad es programada para responder a ciertos comandos, cuyo número de comandos es
casi ilimitado.
Las unidades se dividen en tres clases: Unidades de entrada, salida y elementos de sistema.
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Las unidades de salida pueden ser dimmers o relays. Están disponibles en formato
de montaje en riel DIN, que permite la conmutación de altas cargas eléctricas
ocupando un pequeño espacio físico y en formato Serie Profesional que está
diseñada para ser montada en paneles y es usada para conmutar y dimmerizar cargas
de alta potencia. Los dimmers de alta potencia incorporan algoritmos inteligentes
para compensar automáticamente las fluctuaciones en la línea de tensión y
frecuencia.
Las unidades de entrada: sensores de movimiento, temperatura, humedad. Celdas de
luz, interruptores, controles a distancia y entradas auxiliares de contacto seco,
disponibles para montaje riel DIN y en panel.
Los elementos de sistema: Fuentes de alimentación (cada una puede alimentar hasta
17 unidades), interfaces a PC y puentes de red.
Otros elementos de sistema:
C-Master le permite comandar los escenarios de iluminación desde una habitación o
área, haciéndolo ideal para propósitos múltiples como dormitorios, comedor, sala de video,
etc.
Las escenas son fáciles de alterar en cualquier momento. C-Master puede funcionar
con un control remoto infrarrojo.
Minder: es la central inteligente de C-Bus. No es necesaria para que el S.I. funcione
normalmente, pero permite programar una gran cantidad escenarios y el monitoreo del CBus. A ella van conectados los keypads. Cuando la programación se torna muy compleja, la
mejor opción es utilizar un Minder. También se pueden instalar varios Minder e
interconectarlos.
HomeMinder Keypad: es un teclado alfanumérico que permite un completo control del
sistema. Posee un display de cuarzo líquido donde se visualiza la información del sistema.
Pueden instalarse varios keypads en el S.I. y en cualquier zona que se desee.
Crestron Touch Screen: es una pantalla sensible al tacto y no sólo permite comandar el S.I.
sino que también le da acceso a Internet y provee instantáneo acceso a las noticias, el clima,
etc. Permite operar los reproductores de CD o DVD, etc.
Acceso telefónico: su celular o cualquier teléfono de línea, puede ser usado para acceder al
S.I. Con una simple llamada a su casa o edificio y con un código especial una voz lo guiará
dentro del menú de comando que será manejado con los botones del telefóno.
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Algunas ventajas:
El sistema permite un ilimitado numero de configuraciones de comando. Dos, tres, o
de hecho cualquier numero de unidades puede controlar cualquier unida de salida C-Bus.
No hay necesidad de una conexión principal directa de voltaje entre las unidades de
entrada y salida. Solo un cable C-Bus para unir las unidades. Cualquier entrada puede
controlar a cualquier salida y pueden ser re-direccionadas en cualquier momento.
C-Bus puede ser integrado de manera completa mediante interfaces a cualquier
central administradora de la edificación, iluminación de emergencia o cualquier otro
sistema.
Un PC no es requisito para un normal funcionamiento del C-Bus, pero puede ser
usado para agregar prestaciones como monitoreo y un control central.
El software del usuario es totalmente flexible y fácil de ser manejado, realizado para
ser personalizado por cada usuario y hacerlo distinto de los demás. También soporta
conexiones del tipo TCP/IP, lo que significa que el C-Bus puede ser controlado a través de
local Intranet o Internet.
Cualquier dispositivo que no sea de C-Bus puede ser incorporado al sistema
mediante una interface.
Porqué usar C-Bus

C-Bus es un sistema comprobado en proyectos de toda Europa, incluyendo
Australia, Malasia, Japón, Reino Unido, Sur de África y China.

El protocolo de C-Bus se basa en la internacional ISO, modelo 7 layer
comunicación, asegurando que la comunicación C-Bus sea extremadamente robusta
y confiable.

El C-Bus ha sido diseñado para satisfacer a los standards de seguridad.

C-Bus es simple de incorporar en el diseño de proyectos. Conmutadores y
controladores de circuitos no necesitan estar definidos completamente a la hora
diseñar y los cambios pueden ser hechos con posterioridad, sin alterar los esquemas,
mediante la programación.

Una sola conexión del cable C-Bus puede controlar un ilimitado numero de
dispositivos. Por ejemplo, el tablero principal en una edificación típica podría
20
contener 200 interruptores y 100 dimmers (o más todavía), ahora solo un cable par
trenzado C-Bus podría ser cableado al tablero principal ahorrando todo el cableado
convencional.

En los conmutadores y controladores, sus funciones pueden ser cambiadas, redireccionadas, removidos, desplazados o re-programados en cualquier momento o a
cualquier posición sin ninguna dificultad de cableado.

Unidades adicionales pueden ser agregadas en cualquier momento y el único
requerimiento sería conectarlas al suministro eléctrico y a la red C-Bus.

C-Bus es simple de instalar y comandar.

C-Bus no requiere de una central inteligente. Una PC podría ser agregada para
monitorear y demás funciones, si es requerido.
Por todo lo expuesto y más, C-Bus provee ventajas considerables en costo y flexibilidad
sobre otros sistemas.
Lonworks
Es un sistema distribuido que utiliza par trenzado. Escasamente enfocado a
vivienda. Orientado a aplicaciones industriales o de tamaño desmesurado.
Echelon presentó la tecnología LonWorks en el año 1992, desde entonces multitud
de empresas viene usando esta tecnología para implementar redes de control distribuidas y
automatización. Aunque está diseñada para cubrir los requisitos de la mayoría de las
aplicaciones de control, sólo ha tenido éxito de implantación en edificios de oficinas,
hoteles o industrias. Pero, debido a su coste, los dispositivos Lonworks no han tenido una
implantación masiva en los hogares, sobretodo porque existían otras tecnologías de
prestaciones similares mucho más baratas.
El éxito que ha tenido en instalaciones profesionales, en las que importa mucho más
la fiabilidad y robustez que el precio, se debe a que desde su origen ofrece una solución con
arquitectura descentralizada, extremo-a-extremo, que permite distribuir la inteligencia entre
los sensores y los actuadores instalados en el edificio.
Según Echelon, su arquitectura es un sistema abierto a cualquier fabricante que
quiera usar esta tecnología sin depender de sistemas propietarios, que permite reducir los
costes y aumentar la flexibilidad de la aplicación de control distribuida.
21
Conceptos Básicos sobre Lonworks:
Cualquier dispositivo Lonworks, o nodo, está basado en un microcontrolador
especial llamado Neuron Chip.
Del Neuron Chip podemos destacar:



Tiene un identificador Neuron ID, que permite direccionar cualquier nodo de forma
unívoca dentro de una red de control.
Tiene un modelo de comunicaciones que es independiente del medio físico sobre el
que funciona, esto es, los datos pueden transmitirse sobre cables de par trenzado,
ondas portadoras, fibra óptica, radiofrecuencia y cable coaxial, entre otros.
Está incluido un sistema operativo que ejecuta y planifica la aplicación distribuida y
que maneja las estructuras de datos que se intercambian los nodos.
Estos circuitos se comunican entre sí enviándose telegramas que contienen la
dirección de destino, información para el routing(ruteador), datos de control así como los
datos de la aplicación del usuario y un checksum como código detector de errores. Todos
los intercambios de datos se inician en un Neuron Chip y se supervisan en el resto de los
circuitos de la red.
Hoy existen cuatro importantes fabricantes de los microchips LonWorks: Toshiba,
Motorola, Cisco y Cypress, y más de 2.000 fabricantes e integradores de nodos LonWorks,
tales como Schneider Automation, Philips, Mitsubishi, Honeywell, ABB, etc.
El diseño del Neuron Chip permanece secreto y supuestamente, ningún otro
fabricante, puede fabricar dicho producto. Por estos motivos, al no existir competencia real
y estar la producción controlada por Echelon, los precios no se han reducido tanto como
para permitir que los nodos Lonworks puedan tener un precio realmente competitivo en
aplicaciones residenciales.
22
EL ESCENARIO EN CHILE
La complejidad tecnológica de estos inmuebles explica que generen costos de
mantención distintos y más elevados que el resto de las edificaciones, lo que incluso ha
gatillado la aparición de empresas ya no sólo expertas en la ingeniería e instalación de estos
sistemas, sino que también en la mantención de los mismos. Según Uve Rohrborn, gerente
de administración de propiedades de Richard Ellis, consultora chilena experta en la
implementación de latas tecnologías en la construcción de inmuebles, un edificio
inteligente puede generar gastos comunes del orden de los $ 15 millones mensuales. Y si se
suman los gastos internos de cada oficina, se puede llegar nada menos que a unos US$ 35
millones
anuales.
Claro que el experto explica que la envergadura de algunos edificios - incluso desde
los 10.000 metros cuadrados- hace imposible pensar en algún otro sistema, pues a la larga
se dispararían los costos de electricidad o de dotación de aire acondicionado para cada
oficina.
En este sentido, Joaquín Reyes, ingeniero de Cintec - empresa consultora de ingeniería
en climatización y control automático digital- ,explica que la sobreinversión que estos
edificios implican en su construcción se recupera al cabo de 2 años de funcionamiento. Esto
básicamente
en
ahorro
energético.
Evidentemente, los precios de arriendos también son superiores. Según el experto de la
consultora Mackenzie Hill, Enrique Chirgwin, estos valores pueden fluctuar entre las 0,45 y
0,75 UF el metro cuadrado. Si bien se estima que los edificios de oficina nacionales no
manifiestan gran distancia respecto de los sistemas que se utilizan en otros países, en el
sector
habitacional
es
donde
en
Chile
se
observa
mayor
brecha.
Los altos costos y la escasa penetración de internet en el hogar - estimada sólo en torno
al 6%- aún no han permitido la aparición de alta tecnología doméstica, de sistemas de
calefacción o electrodomésticos manejados a través de la web.
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AHORRO DE ENERGÍA
Uno de los principales objetivos de implementar los S.I , es el concepto del ahorro
de energía, ya que la inversión producida por el costo de fabricación e implementación de
un S.I en un edificio se recupera por este concepto.
Para optimizar el ahorro de la energía efectúan las siguientes acciones:
1) Control de ocupación.
2) Disminución de ingreso de aire exterior con el sistema economizador
3) Optimiza arranque y parada de equipos.
4) Ciclado y rotación de cargas.
5) Control de calidad del aire.
6) Secuenciamiento de equipos.
7) Control de demandas
Algunos ejemplos de ahorro de energía:
A diferencia de un edificio convencional, en donde los usos peak de energía se
realizan en un solo “golpe” con un requerimiento de energía muy grande, en el edificio
inteligente el encendido es gradual.
En Chile, cuando se contrata con la empresa distribuidora de electricidad, se
establece un valor peak para la potencia máxima suministrada, y de acuerdo a el, se cobra el
total de consumo utilizado. A mayor valor peak de potencia, mayor es la tarifa que se cobra
por la cantidad consumida. Así, en los edificios no inteligentes se debe contratar con un
peak mayor debido a que no hay un regulamiento interno de energía. Por su parte, en un
edificio inteligente, cuando hay un peak de consumo, el controlador general empieza a
descargar el sistema, apagando las luces que no se están usando, por ejemplo el 50% de las
luces de los subsuelos, cortando los sistemas de extracción en sectores que no son
necesarios, en síntesis, comienza a compensar cargas generando un equilibrio interno. En el
caso de que no puedan realizarse estas descargas porque realmente todos los servicios se
están usando, la central inteligente enciende automáticamente el grupo electrógeno y
transfiere a esa fuente de generación aquellos circuitos que va a abastecer sin comprometer
24
el promedio de ingreso de energía de la calle. También se pueden establecer criterios de
prioridad, y también planificar el consumo. Todo esto significa más confort, seguridad,
ahorro de energía, mayor vida útil de las lámparas, y menor costo de mantenimiento.
Una de las herramientas que ayuda al ahorro de energía es el sistema de control de
acceso, ya que cuando una persona ingresa al edificio, éste registra su llegada y enciende la
luz y el aire acondicionado en el piso al cual pertenece. Este proceso ocurre si es el primero
en llegar de un determinado sector. El procedimiento inverso se produce si es el último en
retirarse, todo se apaga.
Se estima que el ahorro es del 35%.
- Los edificios deben minimizar las pérdidas térmicas de la envolvente, poseer entrepisos
técnicos y un cableado estructurado para la mayor velocidad del transporte de los datos..
ECONOMÍA
En las oficinas, salas de reuniones, presentaciones o conferencias, la automatización
juega un papel muy importante, puesto que a las ventajas mencionadas: confort, seguridad,
ahorro de energía, etc., se suma la buena impresión que logra, la cual es de vital
importancia para las Empresas, pues de mas está decir que una buena imagen es sinónimo
de confianza.
Las salas inteligentes no sólo permiten presentar un nuevo producto, dar una
conferencia, tener una reunión de negocios, etc, con agilidad y eficiencia, sino que pueden
mostrar al mismo tiempo una Empresa con tecnología de punta, comprometida con su
crecimiento.
Por otro lado, los mayores costos de estos edificios pueden ser de 5 a 10% y se
amortizan entre 3 y 5 años, con los siguientes beneficios:
1)
2)
3)
4)
Menores costos operativos
Mayor seguridad
Mayor confort
Menor impacto ambiental.
Como no podemos señalar los costos reales de una implementación de un edificio
inteligente, ya que según lo señalado por una de las constructoras especializadas en este
tipo de trabajo, éste depende del tamaño del edificio, de la amplitud de los servicios que se
requieran , la calidad de los dispositivos y si es que el edificio está construido o no (si es
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que se está construyendo, la implementación resulta mas económica debido a la facilidad
para instalarla), podemos mencionar algunos precios de mercado de estos dispositivos:
-La infraestructura contra incendio y fuga de gas:
o
o
o
o
o
1 Sensor de fuego Térmico = $62500
1 Sensor de gas (gas natural, propano, butano...)= $625000
1 Central de incendio de dos zonas= $145600
2 Baterías = $24500
Cableado, tubulado a las habitaciones, e instalación= $105000
-La infraestructura contra intrusión:
o
o
o
o
1 Sensor de presencia infrarrojo = $62500
1 Central de Robo de 6 zonas con teclado= $140000
1 Batería = $ 24500
Cableado, tubulado a las habitaciones, e instalación = $105000
-La infraestructura de detección de emergencias sanitarias:
o
o
o
1 Emisor (mando a distancia) tipo llavero = $13650
1 Receptor vía radio para señales mando = $73500
Cableado, conexión a central de intrusión, e instalación = $35000
Nota: Estos valores los encontramos en internet, realizando el tipo de cambio de pesetas a
pesos chilenos. Incluimos estos productos, ya que éstos se pueden comercializar por
internet, a través de la página seleccionada señalada en la bibliografía.
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CONCLUSIONES
Los edificios inteligentes están entrando fuertemente en la infraestructura de las
grandes ciudades de todo el mundo, debido a las grandes ventajas que estas proporcionan a
los diferentes usuarios.
El edificio inteligente consta de un sistema inteligente el cual controla los servicios
de iluminación, aclimatación, bombas, alarmas, etc. Las diferentes unidades que controla
el edificio inteligente pueden ser programadas, para así optimizar el manejo de energía en
cualquier momento del día.
El sistema inteligente que opera en edificio es instalado y programado de acuerdo a
los requerimientos de los usuarios. Estos pueden pedir distintos tipos de servicios, de
acuerdo al tipo de edificio donde se quiera instalar el sistema. La gran ventaja es que la
instalación se puede expandir a muy bajo costo, agregando una gama de dispositivos, ya sea
inteligentes o no inteligentes, al sistema, garantizando el funcionamiento ante el cambio
realizado. El manejo de estos sistemas no requiere de un personal altamente capacitado, ya
que se usan programas de un nivel bajo, cumpliendo el objetivo de no ser tan complicado
su manejo. Por lo tanto, cualquier usuario sin previo entrenamiento puede estar o controlar
el sistema.
Esta comprobado que en los edificios inteligentes hay una mayor seguridad, mejora
el confort y lo mas importante lleva a un ahorro de energía que va por encima del 30%,
dando así la posibilidad de recuperar la inversión al cabo de un par de años.
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BIBLIOGRAFIA
www.sodinsa.com
www.sistemasinteligentes.8m.com
www.domotica.net
www.cmetmedia.com
www.conleac.com/conleac/edificios.htm
www.masterdigital.com.ar
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