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  Inmótica en hoteles: Apartado de "edificio inteligente" I de II    

Estudio de instalaciones especiales. Sistema de Gestión  

El: 14/09/2002
Fuente: Domótica Viva

Consideramos como instalaciones especiales: el Sistema de Gestión, el Sistema de Detección de Incendios, el Sistema de Megafonía y el Sistema Cerrado de TV

El Sistema de gestión será el adecuado para supervisar las siguientes instalaciones:

• Producción de Calor

• Producción de Frío

• Circuitos de Alumbrado

• Fancoils a cuatro tubos

• Cajas de volumen variable

• Climatizadores

• Central de Cogeneración

• Bombas de fontanería

• Aljibe

• Depósito de Gasoil

• Centro de Transformación

La producción de calor se realiza mediante dos calderas situadas en el Sótano. El funcionamiento será por horario y por secuencia según la temperatura de inmersión.

La producción de frío se realiza mediante dos máquinas de frío situadas en la cubierta El funcionamiento será por horario y por secuencia según la temperatura de inmersión.

Los Climatizadores funcionarán basándose en la entalpía, para ello se disponen sondas de temperatura y humedad en impulsión y retorno de dichos climatizadores. Los climatizadores tienen  freecooling, es decir, el porcentaje de apertura será proporcional a la diferencia de entalpías entre el exterior y retorno.

Los fancoils están controlados de forma distribuida con SISTEMA DOMÓTICO, el funcionamiento se realiza teniendo en cuenta la consigna dispuesta por el usuario y la temperatura ambiente de las oficinas.

Las cajas de volumen variable se controlan en función de la temperatura.

La central de cogeneración consta de las bombas de circulación y el grupo de cogeneración.

Arquitectura del sistema

• Puesto Central

• Software de Supervisión

• Red de Comunicaciones

• Controladores

Red de Comunicaciones. La red del Sistema de Control local distribuida está formada por una red con topología de anillo a la que están conectados  los controladores del edificio que regulan la producción de frío, calor, los climatizadores, las cajas de volumen variable (VAV) y el control eléctrico. Para el control de las habitaciones se ha previsto el uso de los controladores IQL que funcionan en red.

Las características de la red del sistema seleccionado son las siguientes:

• La distancia máxima entre dos controladores es de 1000m, y no hay  limite de distancia en la  longitud de la red.

• La velocidad de comunicación es ajustable, con un máximo de  19200 Baudios.

• Lazo de corriente.

• La capacidad de la red es de 110 anillos con 117 controladores por anillo, resultando un total de 12.100 controladores.

• Solo utiliza un tipo de red para todos sus controladores. Es compatible con todos sus controladores antiguos o de nueva generación.

• Peer to peer.

• Integridad de la red.

• Flexibilidad de la red, que le permite ampliar  fácilmente el número de controladores.

• Inteligencia totalmente distribuida.

• Es una red segura y exenta de averías.

• Auto-control. Esta característica le permite la búsqueda automática de fallos.

Los Controladores se dimensionaran de acuerdo a las necesidades particulares de cada edificio y estarán comunicados mediante un anillo. Dada la amplia gama de controladores de que dispone Trend se instalará cada instalación remota según el número de señales de cada zona concreta a controlar, para luego unirlos mediante un cable apantallado de 4x0,5 mm2.

Características importantes a destacar:

• Todos los controladores son absolutamente autónomos.

• Disponen de reloj de tiempo real, Watch-dog.

• Comunicación de datos entre controladores (Peer to Peer).

• Programación libre modular.

• Todos los controladores disponen de memoria RAM disponible para almacenar datos de temperaturas, eventos, etc...

Un Módem comercial junto con una tarjeta AND de TREND ofrece las posibilidades de auto-llamada y auto-respuesta a las necesidades que se planteen desde el Centro de Control, con posibilidad de almacenar números de teléfonos, llamada reiterada hasta conseguir comunicación con el Centro caso de estar la línea ocupada, password de acceso, etc..

Controladores

En este punto se pretende dar a conocer las características y modelos de TREND. Dispone de una amplia gama de productos, que se diferencian básicamente en la capacidad de entradas y salidas.

Los controladores tienen las siguientes características:

• Reloj en tiempo real.

• Arranque y parada optimizado.

• Calendario y horarios.

• Almacenamiento de datos de sensores para curvas de tendencias.

• Control de alarmas.

• Ampliación de entradas digitales utilizando la tarjeta DIX de cuatro entradas digitales.

• Funcionamiento "Stand alone".

• Capacidad de comunicación con el exterior (anillo -RS232).

• Atributos de direccionamiento: Atributo de direccionamiento se define como la selección de un destino o número de destinos con un nombre o etiqueta dado, común. Cada destino podrá tener diferentes etiquetas y una sola dirección.

Los atributos permitirán conocer los valores mínimos, máximos, medios, suma de cualesquiera entradas analógicas, por ejemplo, el mínimo valor de temperatura ambiente del edificio o el valor máximo de apertura de todas las unidades de caudal variable, etc...

Características importantes a destacar:

• El destino por si mismo decidirá, mientras el mensaje sea o no ventajoso, si acepta o no acepta.

• No se requerirá ninguna Central de Datos para clasificar los destinos de los mensajes.

• Un cambio local de atributos en un destino se realizará inmediatamente, sin tener que modificar destinos del cambio.

• Cualquiera de los controladores conectados a la red de comunicaciones del edifico, será capaz de comunicar con los controladores directamente.

• La información compartida facilitará una auténtica interacción en el control que maximice las posibilidades de los equipos controlados.

Conviene insistir en que estos mensajes conteniendo información entre controladores circularán directamente sin requerir el condicionamiento de un procesador de datos, ni el computador supervisor.

• Posibilidad de instalar un display para mando y visualización local en controladores.

• Todos los controladores se comunican en una sola red de comunicaciones, no necesitan de Gateway.

Trend dispone de 15 controladores básicos:

ESQUEMA DEL ANILLO DEL SISTEMA DE GESTION

Comportamiento de los controladores.

• Pérdida de las comunicaciones

Archivo histórico: Estarán definidos en cada controlador unos registros de almacenamiento histórico que permitirán recuperar los valores recogidos por el controlador en los momentos de pérdida de comunicaciones.

Estos registro, permitirán el almacenamiento de señales físicas o lógicas con operaciones de valor medio, valor integral, porcentaje de actuación de señales digitales, contaje de señales de pulsos, etc... y su posterior volcado.

• Fallos de alimentación

En aquellos casos en los que los controladores no dispongan de alimentación ininterrumpida conservarán los datos y parámetros de trabajo así como la hora en curso, en caso de fallo de energía de alimentación exterior.

El controlador informará al S.C.C.,  cuando se recobre la alimentación, del fallo de tensión experimentado.

El controlador dispondrá de arranque automático.

• Mantenimiento y explotación

Cada uno de los controladores incorporará funciones de supervisión para garantizar y facilitar las funciones al usuario.

• Autochequeo y perro guardián (WATCH DOG) incorporado

• Ejecución sistemática de programas de supervisión de funcionamiento, memoria, etc.

• Ejecuciones periódicas de programas entre procesadores con controles cruzados, punto de encuentro, intercambio de comunicación, etc...

• Forzado de variables.

• Modificación de parámetros en memoria fija no volátil (límites de contadores (temporizadores, punto Consigna, límites alarma, etc..) en tiempo real sin parar el control de proceso.

Todas estas funciones de supervisión y prueba se realizarán en continuo y sin alterar el control de Proceso. Esto redundará en un mejor servicio y de importante ayuda al usuario del Sistema.

Programas a realizar por los controladores.

1. Regulación

          Podrán incorporar las siguientes funciones de control y procesado analógico:  

• Regulación con algoritmo P.I.D. con las siguientes características:

1. Número de bucles definibles

2. Algoritmo de Control P-PI-PD-PID

3. Tipo de control: Posición o velocidad

4. Modos de operación: Manual o automático

5. Eliminación del efecto sacudida (bump) en el cambio de modo.

6. Posibilidad de banda muerta de error (no-actuación para errores pequeños)

7. Algoritmo de aproximación con definición de los umbrales inferior para la   entrada, salida, consigna y error.

8. Selección del nivel de Histéresis de alarma configurable.

9. Filtrado paso-bajo con recortador picos para las variables analógicas de entrada.

10. Filtrado Elimina-banda para las medidas analógicas afectadas por frecuencias parásitas.

• Eliminador por pendiente: Se configurará hasta limitadores de pendiente para las distintas variables de proceso.  Mediante esta función se podrá conseguir que la consigna, la salida o la variable evolucionen de una forma predeterminada o con unas pendientes escalonadas a lo largo del tiempo.

• Integrador/totalizador: Dispondrán de funciones para asociar a cualquier variable o medida del proceso totalmente definibles y configurables, incluyendo las distintas unidades de ingeniería.

2. Cálculos

Permitirán la obtención de resultados parciales o totales de algoritmos lógicos o aritméticos, partiendo de los valores físicos directos o de los cálculos previos.

3. Ahorro de energía

Incorporarán como mínimo los programas automáticos siguientes:

• Cicleado automático de cargas compensado por temperatura.

• Horario y calendario semanal y anual de festivos.

• Arranque y parada optimizados, con precisión del momento de acción con experiencia acumulada en días anteriores, anulación de la regulación en los tiempos de recalentamiento y control del nivel de confort temperatura horaria y valores establecidos.

• Preenfriamiento matinal de verano por temperatura exterior.

• Protección nocturna en invierno.

• Regulación optimizada y reajuste de cargas.

• Cálculo de rendimientos y relaciones entre variables.

• Cálculo de potencia y energía calorífica.

• Cálculo de potencia y energía eléctrica.

• Control entálpico y “free-coling”.

• Doble compensación de la regulación por temperaturas exterior y ambiente función de las cargas externas e internas.

4. Lecturas analógicas

Todas las entradas incorporarán al menos:

• Dos alarmas por alta y por baja por comparación el valor medio con niveles establecidos.

• Archivo histórico de datos y alarmas.

• Anulación de alarmas por enclavamiento a su suceso.

5. Salidas analógicas

Con las salidas analógicas se podrán realizar:

• Acción proporcional, integral y derivativa (PID) sobre actuadores analógicos en función de entradas analógicas, cálculos aritméticos, eventos, etc..).

• Limitación de regulación (mínimo y máximo) en los extremos del ancho de banda.

• Lectura de la posición del actuador controlado.      

• Incorporación de alarmas de máxima y mínima posición.

6. Maniobras

Maniobra de arranque y parada por relé         

• Lectura del estado de funcionamiento por contacto digital.

• Alarma con temporización de fallo de arranque y de parada por no coincidencia entre el estado y la orden dad por el controlador, por avería o por acción manual desde el cuadro eléctrico.

• Actuación automática por horarios, calendario, evento exterior, resultados de cálculos lógicos o aritméticos.

• Anulación de alarmas analógicas asociadas por enclavamiento lógico.

• Contar horas de funcionamiento.

• Archivo de datos y alarmas.

7. Entradas digitales

Lectura del estado de funcionamiento

• Contar horas de estado de funcionamiento

• Contar número de veces de activación.

• Archivo histórico.

• Enclavamiento con otros procesos

8. Simulaciones

Todas las entradas o salidas podrán ser bloqueadas a valores o posiciones prefijados para análisis de comportamientos, etc ... (valores internos).

9. Funciones de conversión a magnitudes físicas

Las señales analógicas o digitales correspondientes a canales de 16 funciones lineales podrán ser convertidas a magnitudes físicas en unidades de ingeniería.    

Equipos a controlar

• Calderas

• Máquina de frío

• Bombas Gemelas Retorno

• Bombas Gemelas Primario Circuito Impulsión a Climatizadores

• Bombas Gemelas Primario Circuito Impulsión a Fancoils

• Bombas Gemelas Primario Impulsión Calderas

• Bombas Gemelas Impulsión a Intercambiador

• Bombas Gemelas Impulsión Colector Agua Caliente Alta Temperatura

• Bombas Gemelas Impulsión A Intercambiadores Sistema Cogeneración

• Bombas Gemelas Impulsión Máquina Cogeneración

• Bombas Gemelas a Máquina de Frío

• Bombas Impulsión Torres Refrigeración

• Bombas Gemelas Retorno

• Intercambiadores

• Temperaturas Circuitos Retorno e Impulsión Calefacción.

• Temperaturas Sistema Cogeneración

• Climatizadores Recepción, Cafetería, Salones, Piscina, Cubierta, Gimnasio

• Cajas VAV

• Las variables y parámetros más comunes a controlar serán:

• Alarma de cambio de estado no automático

• Temperatura ambiente

• Selección de temperatura

• Válvulas calor y frío

• Alarma de temperatura

• Temperatura

• Consigna de Temperatura

• Curvas de tendencia Apertura válvulas

• Alarma de cambio de estado no automático

• Curva tendencia funcionamiento compuerta

• Curva tendencia temperatura.

• Los controles más comunes a realizar:

• Control temperatura ambiente

• Arranque y parada optimizados

• Temporada invierno-verano

• Arranque y parada según ciclo requerido

• Arranque y parada directos.

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