CONTROL AUTOMÁTICO DE EDIFICIOS

CONTROL AUTOMÁTICO DE EDIFICIOS

El ahorro energético en los edificios está íntimamente ligado a la existencia de un control automático que nos permita interactuar con los elementos que integran las instalaciones, obtener mediciones reales de consumos, fijar condiciones de funcionamiento, y en definitiva, adaptar nuestro edificio a las necesidades en cada instante. En este artículo, se define qué es un sistema de control automático en un edificio, cómo funciona, sobre qué elementos actúa y cuáles son los protocolos de comunicación más habituales.

¿Qué es un Sistema de Control Automático de los Edificios?

En un edificio de tipo terciario, como ya conocemos, se dispone de un sistema de instalaciones más o menos complejo, cuya función principal es aportar las condiciones de bienestar, confort y seguridad necesarias. Por lo tanto, dependiendo del uso y necesidades de ese edificio, dispondremos de instalación eléctrica, abastecimiento de agua, climatización, calefacción, iluminación, detección y extinción de incendios, controles de acceso, cctv etc.

Un control automático, por lo tanto, nos ofrece la posibilidad de monitorizar y controlar de forma integrada desde uno o varios puestos centralizados, todas o parte de las instalaciones de un edificio.

La configuración de los controles automáticos actuales suele ser muy similar, aunque cada fabricante ofrece soluciones especifícas. En general, y sin entrar en muchas disquisiciones técnicas, un sistema de gestión centralizado está constituido por:

1. Elementos de campo de un control automático

Para realizar mediciones y actuaciones, necesitamos disponer de equipos que registren, midan y actúen sobre  los elementos que necesitamos controlar. Como ejemplos de elementos de campo, podríamos citar los siguientes:

  • Instalaciones de Climatización: Sondas de Temperatura, Humedad, Presión, Calidad del Aire. Actuadores de Válvulas Automáticas. Variadores de Frecuencia. Contadores de Energía Calorífica y Frigorífica, Contadores de Agua, Bombas etc.
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Sonda de temperatura

  • Instalaciones de Electricidad de Media Tensión: Analizadores de redes, Protecciones
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Analizador de redes

  • Instalaciones de Electricidad de Baja Tensión y Alumbrado: Analizadores de Redes, Protecciones, Sondas de Luminosidad, Luminarias Regulables, Contactores, etc.


2. Controladores y Módulos de un Control Automático

Para establecer la comunicación con los elementos de campo, necesitamos equipos que recojan y transmitan las señales correspondientes. Estos equipos, se denominan controladores, o plc´s y en definitiva, para entenderlo de forma sencilla, son autómatas programables (pequeñas cpu`s), que mediante software le indicamos lo que deben hacer.

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Controladores y Módulos

Así mismo, se dispone de módulos con conexiones de entradas y salidas que enlazaremos con los elementos de campo y los controladores principales.

3. Cableado de un Control Automático

Para realizar la transmisión de señales, necesitamos una conexión física entre los elementos de campo y los controladores y módulos, que se realiza a través de cableado. Generalmente, y dependiendo de la complejidad de la instalación, el control automático requiere de una gran cantidad de cable de pequeña sección (generalmente entre 0,5 y 1 mm2), para integrar todos los elementos. Es importante ser muy ordenado en la ejecución de este tipo de instalación.

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4. Scada de un Control Automático

SCADA es el acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de Datos).

Un SCADA es un sistema basado en pc´s que permite supervisar y controlar a distancia una instalación de cualquier tipo. Son software´s que se utilizan tanto para controlar instalaciones industriales como instalaciones de edificios.

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Control automático de edificios

 

¿Con Qué Tipo de Señales Trabajamos en un Sistema de Control Automático?

En general, dividiremos las señales en dos grandes grupos:

  • Señales Analógicas
  • Señales Digitales

Con unos ejemplos, quedará más claro cuando se utilizan unas y otras:

Señales Analógicas

Ejemplo 1:

Señal analógica para regulación de la iluminación

Imaginemos un circuito de alumbrado con luminarias regulables (reactancias electrónicas). Para regular la emisión de luz en función de la luz exterior, necesitamos una señal que varíe entre 0 y 10V, correspondiendo el 0V al mínimo de iluminación (0%) y el 10V al máximo de iluminación (100%). Este sería un sistema de control eficiente de la iluminación.

Ejemplo 2:

Señal analógica para regulación de variadores de frecuencia

Un recuperador de calor con dos ventiladores comandados por variadores de frecuencia y sonda de calidad de aire. Con ocupación completa del local (mala calidad del aire), necesitaremos el máximo aporte de caudal de ventilación. Para ello, los variadores de frecuencia deben estar al 100% (50 Hz). Está señal corresponderá a 10 Voltios. Con ocupación más baja (mejor calidad del aire), los variadores deberán bajar la frecuencia. Esta señal correspondería por ejemplo a 0 V (mínimo al que se haya configurado el variador).

Ejemplo 3:

Señal analógica para sonda de temperatura

Sonda para medir temperatura en conducto de climatización. Señal analógica de 0 a 10V. El 0 corresponde a 0ºC y el 10 a 100ºC

Señales Digitales

Ejemplo 1:

Señal digital orden bomba

Bomba de circulación de instalación de calor. Mediante el sistema de control se activa y desactiva su funcionamiento mediante horario. La activación/desactivación se realiza mediante una señal digital. El “0” corresponde a orden de apagado. El “1” corresponde a orden de encendio

Ejemplo 2:

Señal digital estado interruptor automático

En un cuadro eléctrico necesitamos conocer el estado del interruptor general automático, es decir, si está abierto o cerrado. La señal digital 0 correspondería a interruptor abierto, y el 1 a interruptor cerrado

Ejemplo 3:

Señal digital orden telerruptor

Circuitos de alumbrado de un edificio comandados a distancia por telerruptores. Señal digital 0 para apagado y 1 para accionamiento, según orden horaria.

Como vemos, las señales pueden ser de muy diversos tipos. Con ellas y un buen software, se pueden gestionar de manera muy eficiente las instalaciones de un edificio. En un próximo artículo, nos extenderemos en la aplicación de una gestión automatizada en un edificio.

¿Qué es un Protocolo de Comunicación en un Sistema de Control Automático de Edificios?

Como ya hemos comentado en este artículo, debe haber una comunicación de señales entre los elementos de campo, los módulos y los convertidores, para finalmente transmitir toda la información al software de control automático. Para ello, existen protocolos de comunicación estandarizados, que permiten integrar los dispositivos electrónicos de los diferentes fabricantes en el control automático de las instalaciones de un edificio. A continuación, se citan los más importantes:

lonmark

 

knxmodbus

  mbusDALIbacnet

 



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