2. ARQUITECTURA DEL SISTEMA DOMÓTICO

El controlador que se utiliza en este proyecto es un autómata programable sencillo y de reducido tamaño, Simatic S7-200 (CPU 216) de Siemens.

El controlador se ha programado utilizando el software SIMATICA V2.0 [2], una aplicación
software desarrollada por GENIA, y que se presenta en un apartado posterior. Esta herramienta facilita enormemente las tareas de diseño, desarrollo y programación, permitiendo a cualquier instalador hacer una implantación sencilla y eficiente.

El manejo de todo el sistema domótico una vez instalado, se hace a través de un sencillo panel de operador, TD-200. Es posible incorporar otros elementos de explotación del sistema más completos, incluso en modo gráfico y con pantalla táctil. Otros dos modos de manejo incluidos en el sistema son un mando a distancia para encendido/apagado de diversas luces (cargas, etc.), y el teléfono, para activar/desactivar las funciones que se hayan predefinido en la configuración.

Si el usuario lo requiere, también están disponibles aplicaciones software en ordenador personal con posibilidades de control y supervisión de la vivienda, que pueden incluir imágenes de vídeo del estado de la misma, y se puede consultar en modo local o remoto.

3. PROGRAMA DE CONTROL: SIMATICA

SIMATICA V2.0 es la actualización del software del mismo nombre propiedad de Siemens y desarrollado íntegramente por el Grupo GENIA. El software SIMATICA permite diseñar y desarrollar proyectos domóticos, que incluyan control de la iluminación, alarmas técnicas, control de la calefacción, riego de jardín, etc.

Basta seleccionar las funciones que se desea controlar, y sin necesidad de programación, se genera automáticamente el programa de control para un autómata Simatic S7-200 y el visualizador de textos TD-200.

La configuración del sistema de control y de las conexiones del sistema de entradas y salidas se puede realizar de forma centralizada o descentralizada, a través del bus estándar AS-i (Actuador-Sensor Interface). La ventaja de la arquitectura en bus, reside principalmente en la sencillez de la instalación y en el ahorro del cableado y la mano de obra.

Además SIMATICA ofrece la posibilidad de obtener, un conjunto de informes muy útiles de cara a la generación de ofertas, diseño del proyecto domótico y su posterior instalación y manejo. Estos informes son:

• Datos del proyecto. Nombre del proyecto, título, ubicación, etc. Datos del cliente.

• Datos de la vivienda. Información sobre cada planta de la vivienda en la que aparecerá las estancias y el nombre dado para cada una de ellas.

• Datos de automatización. Presenta un informe por cada función de control seleccionada en el proyecto.

• Mapa de entradas y salidas. Contiene todas las entradas y salidas utilizadas con sus direcciones físicas, tipo de señal, etc.

• Esquema de conexiones. Representa los esquema eléctricos orientativos de la instalación del sistema.

• Guía del TD-200. Es una guía rápida y simplificada del manejo del TD-200, que incluye sólo las opciones de parametrización eleccionadas en el proyecto.

• Programa de control. Listado del programa de control AWL (en lenguaje de lista de instrucciones) generado por SIMATICA para Simatic S7-200.

• Módulo de datos. Listado del bloque de datos generado por SIMATICA para el autómata programable Simatic S7-200.

• Presupuesto. Presupuesto detallado para elproyecto generado previamente por SIMATICA.

4. SIMULACIÓN DEL SISTEMA:VISIR

Como paso previo a la implantación real del sistema se utiliza un software de Simulación de Instalaciones Domóticas denominado VISIR [1], desarrollado igualmente por el Grupo GENIA de la Universidad de Oviedo y actualmente comercializado por SIEMENS, S.A.

VISIR es una aplicación software de simulación cuyo objetivo es proporcionar el entorno necesario para el diseño y prueba de sistemas de control de viviendas basados en autómatas programables.

VISIR puede representar con fiabilidad el comportamiento de la vivienda, y permite detectar fácilmente los errores de programación del automatismo, disminuyendo así el tiempo de desarrollo de las aplicaciones. Asimismo, proporciona independencia del sistema real, tanto para la simulación de la puesta en marcha como para la modificación de las condiciones de funcionamiento, sin necesidad de disponer de la vivienda real.

Esta aplicación consta de dos componentes principales: el Editor de Instalaciones y el Simulador.

Ambos se ejecutan bajo entorno Windows. El Editor es un conjunto de herramientas CAD, que permite configurar los elementos dinámicos dentro de la instalación, así como sus conexiones.

Dispone además de un Editor de Fondo (Programa de Dibujo), que consiste en un programa auxiliar para la realización de los elementos de instalación estáticos, la colocación de etiquetas, etc.

En el Simulador se simula el sistema diseñado y construido con el Editor, proporcionando un interfaz gráfico al operador para el seguimiento del control. Los objetos incluidos en la instalación generan internamente la salida adecuada en función de los valores de las entradas y sus parámetros internos de evolución predefinidos en la etapa de edición.

5. DETALLES DE REALIZACIÓN DE “VILLA DOMOTICA”

Una vez definidos los elementos a automatizar, y en paralelo con la construcción de la maqueta, se realizó una simulación de la misma con VISIR para comprobar el funcionamiento del programa de control generado por SIMATICA. La casa consta de 7 habitaciones, que de izquierda a derecha y de abajo arriba son las siguientes: Salón, Cocina, Baño, Distribuidor, Habitación Principal, Habitación Niños y Estudio, así como una zona ajardinada en el exterior.

El sistema dispone de 20 entradas:

• 7 pulsadores para encender/apagar las luces de la casa.

• 1 pulsador para encender/apagar las luces del exterior.

• 1 pulsador de acuse de alarmas.

• 2 pulsadores para subir/bajar la persiana.

• 1 termostato para control de la calefacción.

• 3 detectores de incendios (1 canal de entrada).

• 1 detector de fuga de agua.

• 3 detectores de presencia interiores.

• 1 detector de fuga de gas.

• 1 detector de luminosidad.

• 1 detector de ventana abierta/cerrada.

• 1 mando a distancia con dos canales. Dispone de 25 salidas para el control de:

• 8 luces.

• 1 persiana.

• 2 aspersores para el riego.

• 1 válvula de suministro de agua.

• 1 válvula de suministro de gas.

• 1 calefactor eléctrico.

• 7 cargas (equipo de música, lámpara salón, lavadora, cafetera, lámpara estudio, enchufe habitación niños y un ventilador).

• 1 señalización interior de alarmas.

• 1 señalización exterior de alarmas (sirena, flash).

El driver de comunicaciones incluido en el programa de Simulación de VISIR se encarga de efectuar directamente la creación del módulo necesario en el autómata para establecer la comunicación y su posterior transferencia al PLC. De este modo se pudo comprobar que los programas de control de los distintos componentes, creados y transferidos al PLC con SIMATICA, funcionaban correctamente.

6. CONCLUSIONES

La construcción de “Villa Domótica” ha cubierto con creces los objetivos planteados, siendo en su conjunto una muy satisfactoria experiencia para este Grupo de Investigación.

En términos generales se pueden resumir los logros en los siguientes:

1. La teoría se ha podido llevar a la práctica y además se dispone de una instalación a imagen y semejanza de la realidad, que será de utilidad en otros proyectos y trabajos en las fases de depuración y presentación de resultados.

2. Los alumnos podrán apreciar en vivo y en directo los efectos de la automatización aplicada a las viviendas. No es futuro, es una realidad tangible que aquí se materializa.

3. La resonancia que este proyecto ha tenido en el ámbito de nuestra comunidad nos ha dado a conocer a todos los niveles. La Universidad ha salido a la calle y con ello el fruto de nuestro trabajo, no siempre recompensado por la sociedad en general.

4. Tanto el software SIMATICA como VISIR han prestado una labor de apoyo al diseño y desarrollo del trabajo que ha sido plenamente satisfactoria, permitiendo garantizar el uso de estas herramientas en proyecto reales.

5. “Villa Domótica” se construyó en un mes, en el cual los trabajos se han repartido en :

Diseño y acopio de materiales 15%
Bricolaje: madera, pintura, varios... 40%

Instalación eléctrica 20%
Simulación 5%
Programa de control 5%
Puesta en marcha 10%
Otros 5%
 

Agradecimientos

Los autores de esta comunicación, queremos igualmente agradecer muy sinceramente la participación en este intenso trabajo, a muchas personas y algunas entidades y empresas, entre las cuales están las que se citan a continuación:

Mario Menéndez Mateos, Luis David Villa Casal y Daniel Rodríguez Sanjurjo: Estudiantes de Enseñanza Secundaria del Ciclo de Grado Superior en Diseño y Desarrollo de Productos Electrónicos que se encargaron de gran parte de las labores de bricolaje y colaboraron en las tareas relacionadas con la instalación eléctrica.

Francisco J. González González y Miguel A. Muñiz Colinas de la empresa (ITRESA, S.L., Ingeniería Asturiana de Informática Industrial) encargados de la realización de los programas de comunicaciones vía telefónica con el autómata programable que posteriormente fueron implementados en SIMATICA y la asistencia a las pruebas de puesta en marcha del sistema.

Victor M. Suárez González, Josá María Enguita González y Antonio M. López Rodríguez autores del software VISIR por su colaboración en el desarrollo de la aplicación de simulación de la vivienda.

Al Colegio Oficial de Ingenieros Superiores Industriales de Asturias y León que permitió la presentación de este proyecto en el stand ubicado dentro del marco de la Feria de la Construcción del Noroeste Ibérico (FICNI´2000) celebrada en Gijón durante los días 27 de Junio a 1 de Julio de 2000.

A la empresa Juguetes y Hobby´s MANSO de Gijón por prestar todo el material de decoración de “Villa Domótica” durante varias semanas y alentar nuestro trabajo.

A la empresa SIEMENS, S.A. sin cuyo respaldo técnico y económico no hubieran sido posibles los pequeños pasos que desde hace años este Grupo de Investigación está dando en el campo de la Domótica en particular y de la Automatización en general.

A muchos de los medios de comunicación relevantes de nuestra comunidad en prensa (La Nueva España, La Voz de Asturias), radio (Radio Vetusta), y televisión (TVE, Tele-5) por haber prestado atención al proyecto y permitir que los resultados de nuestro trabajo pueda ser difundido.

Referencias

[1] Mateos, F; González, V.M.; Enguita, J.M. y López, A.M. (1998). Visir V1.6. Simulador de Instalaciones Domóticas. © GENIA.
[2] SIEMENS, S.A., (2.000). Simatica V2.0: Una Aplicación de Simatic S7-200 para la
Automatización de Vviviendas.
[3] SIEMENS, S.A. (1997). Tips and Tricks. Ejemplos de programación con Simatic S7-200.
[4] Tavernier, Christian (1995). Montajes Domóticos. Editorial Paraninfo.