Automatización Sectores de la industria

Sistemas BAS y BACNet

Día a día, crece la instalación de equipos de automatización que integran sistemas en edificaciones comerciales, industriales y residenciales. Esto ha provocado que su demanda y exigencia incrementen, lo cual ha dado origen a una diversa gama de productos que se debe conocer a fin de potenciar su utilidad

Redacción

El aumento en los costos de energía ha sido el principal impulsor del crecimiento de los Sistemas de Automatización de Edificios (BAS), apoyado por los beneficios que otorga contar con un ambiente confortable y seguro en los edificios comerciales y de oficinas, los cuales se reflejan en significativas reducciones de los costos de operación, mayor seguridad y rendimiento de los usuarios.

En la actualidad, es habitual encontrarse con una gran cantidad de edificios equipados con controles independientes para los subsistemas de iluminación, seguridad, calefacción, ventilación, aire acondicionado, CCTV, entre otros; sin embargo, también es cada vez mayor el interés para incorporar sistemas de automatización, dada la creciente necesidad de la reducción de consumo de energía, el aumento de la seguridad y el confort, así como la mejora del bienestar de los ocupantes de un edificio.

Esta situación representa no sólo un gran desafío, también una oportunidad para ingenieros en automatización y empresas proveedoras de soluciones, que deberán ofrecer servicios y productos capaces de integrar adecuadamente dichos subsistemas.

Los ocupantes de un edificio, sea institucional, un centro comercial o un hospital, requieren de un entorno seguro y de un cómodo ambiente de trabajo. Asimismo, requieren una adecuada iluminación, un correcto control de acceso a las distintas dependencias, vigilancia de sectores, registro y medición de energía, control de cargas, información de fallas y alarmas oportunas.

Por otra parte, la preocupación constante de cada dueño o arrendatario de edificios radica en controlar y disminuir los costos operacionales. Los edificios de oficinas comerciales consumen más energía que cualquier otro tipo de edificio comercial, debido a que dos tercios de la energía total consumida corresponden a electricidad, donde la iluminación, los equipos de oficina y HVAC representan el 90 por ciento del gasto total.

De antemano, se sabe que el enfriamiento y la ventilación dependen de las dimensiones, del número de empleados y de la cantidad de equipos de oficina. Una alternativa para ahorrar energía, sin afectar los requerimientos tanto de ocupantes como de administradores, es la incorporación de tecnologías BAS a cada uno de los sistemas que componen un edificio.

Esta tecnología consiste en incorporar al inmueble controladores inteligentes distribuidos, que operen de forma independiente, pero que sean supervisados y gestionados por un software central.

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Mejoras. Incorporar controladores distribuidos pero gestionados por un software central ofrece la mezcla adecuada entre solidez y fexibilidad operativa

Con la incorporación de software BAS, será visible una serie de beneficios:

Continuidad en la operación de los subsistemas. Esto se logra, gracias a que los controladores pueden compartir información entre ellos, al tiempo que se mantienen comunicados con el software centralizado de información y gestión. Esta arquitectura permite que, ante un fallo de la red de comunicaciones, cada subsistema se mantenga en función independiente hasta que se restablezca la red

Ahorro en el consumo de energía mediante una mejor gestión. Los requerimientos de aire acondicionado y ventilación normalmente se dimensionan para la condición más crítica, lo que muchas veces implica mantener ventiladores e impulsores de aire funcionando al ciento por ciento, cuando en realidad el requerimiento se modifica durante el día.

El control inteligente del aire acondicionado y la calefacción permiten mantener las condiciones de temperatura y humedad óptimas, incluso cuando la demanda varía bastante, como en el caso de los centros comerciales, donde es posible lograr grandes ahorros energéticos al incorporar manejadoras de aire de volumen variable, que contienen variadores de frecuencia para los motores de impulsión de aire

Ahorro de mano de obra. Al requerir menor cantidad de personas para la operación y manutención, se obtiene mayor productividad

Mayor seguridad. Al incorporar el control de acceso y la vigilancia a través de cámaras y grabadores de video, se pueden obtener reportes claros, precisos y oportunos para una eficiente gestión.

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Ventajas. La compatibilidad entre diversos componentes de un sistema de automatización espera disminuir la mano de obra necesaria para operar los equipos

Al integrar, por ejemplo, el control de acceso con el control de iluminación y el sistema de detección de incendios, se podría aumentar la seguridad de un edificio, gracias a que en caso de detectar una alarma de incendio en un sector del inmueble, se pueden apuntar automáticamente las cámaras de vigilancia hacia ese sector con el fin de registrar lo que está ocurriendo; de esta manera, es posible encender la iluminación y desbloquear los accesos para una rápida evacuación de las personas.

También podrían administrarse las cargas tales como iluminación, aire acondicionado y ventilación, según criterios de horario y ocupación de los edificios, aspecto que permite al administrador una mejor gestión de la energía en horas punta, consiguiendo ahorros significativos a través de la negociación de contratos más convenientes con las compañías eléctricas. De igual modo, la integración también implica una menor necesidad de entrenamiento del personal a cargo.

Uno de los aspectos que representa un enorme desafío es la interoperabilidad, pues muy pocos usuarios cuentan con la opción de actualizar sus sistemas de gestión, de modo que garanticen la comunicación entre cada subsistema.

Para superar dicho obstáculo, la industria utiliza sistemas con protocolos abiertos y controladores que permiten que las tecnologías para el control y la gestión de los edificios sean capaces de soportar y administrar diferentes redes de comunicaciones desde una única estación de trabajo.

La compatibilidad entre los diversos componentes de un sistema de automatización, cabe resaltar, espera disminuir la cantidad de mano de obra necesaria para instalar, configurar, comisionar, programar y poner en marcha los nuevos equipos, lo que, a su vez, permitirá una mayor rentabilidad para los dueños de los edificios y los usuarios finales por la disminución de la inversión inicial y los costos operacionales.

La Building Automation and Control Network (BACnet) es el nombre que se utiliza para referirse al estándar ISO-16484-5:2007, aprobado y apoyado por el Instituto Nacional Estadunidense de Estándares (ANSI, por sus siglas en inglés) y la Sociedad Americana de Ingenieros en Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE, por sus siglas en inglés).

Se trata de un protocolo de comunicación abierto, no propietario, diseñado específicamente para la comunicación entre aplicaciones, como sistemas de calefacción, ventilación y control de aire acondicionado; control de iluminación, control de acceso, y sistemas de detección de incendios, junto con sus equipos asociados.

Por su parte, Clipsal Bus (C-Bus) es un protocolo cerrado para la automatización del hogar y de edificios. En éste, uno de los principales obstáculos relacionados con el uso generalizado de cable C-Bus es que éste no funciona sobre el cableado existente. Un nuevo sistema de cableado para el bus debe ser instalado, lo que significa que normalmente se utiliza sólo para las nuevas construcciones. El C-Bus inalámbrico (RF) puede ser, a pesar de ello, una opción para pequeños proyectos de retrofit, donde se utiliza la existente red de cableado.

El estándar KNX (EN 50090, ISO / IEC 14543) es el sucesor y la convergencia de tres normas anteriores: European Home Systems Protocol (EHS), BatiBUS y el European Installation Bus (EIB). Se utiliza comúnmente para el control de iluminación, calefacción, persianas, audio y video, en aplicaciones de domótica e inmótica, con capacidad para manejar hasta 14 mil puntos de control. KNX se integra a otras redes a través de pasarelas (gateways) y usa varios medios de comunicación:

  • Cableado de par trenzado (heredado de las normas BatiBUS y el BEI Instabus)
  • Red eléctrica (heredado del BEI y EHS, similar a la utilizada por el X10)
  • Radio
  • Infrarrojos
  • Ethernet (también conocido como EIBnet / IP o KNXnet / IP)
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Opciones. Instalar equipos con comunicación inalámbrica es una solución adecuada en edificios antiguos, ya que evita el tendido de nuevos cables

Asimismo, está diseñado para ser independiente de cualquier plataforma hardware, característica que incentiva el desarrollo de hardware en muchas empresas. La forma más común de instalarlo es por par trenzado.

Una plataforma más es LonWorks, la cual se basa en un protocolo desarrollado por Echelon Corporation para la creación de redes sobre los dispositivos de los medios de comunicación, como par trenzado, red eléctrica, fibra óptica y RF. Es popular para la automatización de diversas funciones dentro de edificios, iluminación y climatización, por mencionar algunas.

A0MH0077094Para edificios antiguos, donde resulta complicado el tendido de nuevos cables de comunicaciones, una alternativa adecuada implica utilizar equipos con capacidad para comunicarse inalámbricamente, debido a que así se evita la canalización del bus. En este caso, el uso de protocolos inalámbricos mejora la relación costo/beneficio.

Los protocolos que compiten por transformarse en el estándar para automatización de edificios son variados y día a día crece su oferta. Cuando se analice un proyecto de automatización de edificios deben tomarse en consideración diversos aspectos para elegir el más adecuado para cada proyecto:

a) Cantidad de subsistemas que se requiere integrar y los protocolos de comunicación que cada uno utiliza
b) Ubicación de los equipos, distancias y complejidad para la canalización del bus de comunicación
c) Verificar si el protocolo de comunicación elegido debe pagar un fee o royalty al fabricante
d) Constatar si el protocolo que integrará todos los subsistemas es estándar o abierto. De esta forma, se puede garantizar la mayor disponibilidad de hardware y no depender de un solo fabricante
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Con información de RGM Control Systems

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