L'automatització d'edificis construïda a partir de l'experiència en el sector industrial

Els edificis, ja siguin centres comercials, habitatges o dedicats a oficines, són sistemes complexos que inclouen subsistemes crucials per al bon funcionament d'aquests: il·luminació, climatització, protecció contra incendis, etc. Moltes vegades, la qual cosa passa desapercebut és el complex i constantment actiu mecanisme de control per mantenir les condicions adequades d'habitabilitat, ocupació o emmagatzematge a cada àrea individual. Els processos són generalment els mateixos que en els sistemes de producció: gran quantitat de sensors es monitorizan constantment per obtenir la lectura del producte final (per exemple, la temperatura d'una habitació), que s'obté com a resultat del control de diferents equips en funció dels mesuraments presos.

Ja han quedat molt enrere els temps en els quals el control es limitava gairebé exclusivament a la calefacció i aire condicionat. Amb l'atenció posada en l'eficiència energètica, avui dia els sistemes tradicionals de ventilació i calefacció estan sent reemplaçats per col·lectors solars o bombes de calor. La calor dissipada en determinades zones amb sobretemperatura es recicla per mitjà de bescanviadors de calor. Sistemes fotovoltaics també ajuden a aconseguir la potència energètica requerida per l'edifici. Sofisticats sistemes monitorizados de distribució d'aire redueixen les necessitats de calefacció a l'hivern i de refredament a l'estiu. Fins i tot en alguns casos l'automatització va més enllà, controlant que el subministrament d'energia a elements tals com a ordinadors, màquines o il·luminació d'habitacions sigui subministrat només quan és necessari. La integració de dispositius d'emergència tals com a detectors de fum, circuits d'aigua o il·luminació d'emergència també és freqüent.

Fins i tot els equips que es controlen tenen similituds amb els oposats en la indústria: en la seva major part implica el control de servoaccionamientos per a l'operació de bombes, ventiladors, compressors, ‘flaps’ o actuadors diversos. L'única diferència: en automatització d'edificis les demandes de temps de reacció tant en llaç obert com a tancat són menys restrictives que en l'enginyeria de processos, on freqüentment es requereixen respostes de l'ordre de microsegons.

Què millor que utilitzar una tecnologia ja àmpliament reconeguda i que gràcies al seu nivell de rendiment compleix sobradamente amb els requeriments de l'automatització d'edificis? La solució integra tots els aspectes necessaris: des de la lectura individualitzada dels sensors al control intel·ligent de motors i servoaccionamientos, des de l'automatització de subsistemes (HVAC, il·luminació, etc.) a la visualització total del sistema. Tot això prové directament del mateix proveïdor, eliminant així interfícies entre productes de diferents proveïdors i utilitzant eines de programari adequades que permeten un desenvolupament ràpid i segur de la solució completa.

Aquest tipus de solució completa és la que subministra B&R, especialista en el subministrament de sistemes d'automatització de màquines i sistemes. Cobreix el procés íntegrament: des de la gestió amb el sistema de control de processos B&R Aprol fins a la configuració de la CPU de l'autòmat, des de l'interface de comunicació dels autòmats de la família X20 fins al control dels servoaccionamientos intel·ligents de les famílies Acopos i Acoposmulti.

Els diferents elements que formen part del sistema interactuen entre ells per mitjà del bus d'alta velocitat Powelink, que està basat en Ethernet i que garanteix una alta densitat de dades en un només cable amb temps de resposta de mil·lisegons. Aquesta alta densitat no només permet disposar de gran quantitat d'informació dels sensors (i amb això un control més precís) sinó que també permet disposar en la mateixa trama d'informació de diagnòstic, millorant així el manteniment preventiu i el diagnòstic dels diferents components.

El control dels motors per mitjà de variadors de freqüència i servoaccionamientos també s'integra utilitzant aquest bus d'alta velocitat, reduint-se així la necessitat de cablejat d'entrades/sortides. La connectivitat a dispositius domóticos tals com les unitats de control per a habitacions, control d'accessos, flaps de ventilació o vàlvules s'estableix utilitzant passarel·les a xarxes més habituals en aquest àmbit com Modbus, LonWorks o MP Bus.

A més de ser més robust que les tecnologies convencionals en automatització d'edificis, el sistema de control X20 es caracteritza per un alt rendiment gràcies a que està concebut per a aplicacions industrials. Això permet que a una sola CPU se li puguin afegir altres tasques de control de l'edifici, tals com HVAC o il·luminació. Aquesta família de producte explica a més amb mòduls dedicats que poden ser aprofitats per implementar una determinada funcionalitat d'una forma senzilla, com en el cas del mòdul especial de mesura i gestió d'energia.

Gràcies a la seva grandària compacta, les CPU de X20 i el seu extens catàleg de mòduls de perifèria i de comunicacions permeten l'estalvi d'espai a les sales de control. Els mòduls de la família X20 estan disponibles en la mateixa grandària també en la seva versió certificada per a seguretat integrada de nivell 3 (Sil3), per ser utilitzats en àrees crítiques com a monitoratge de sistemes d'extinció d'incendis, detectors de fum o sistemes d'extracció de calor. El disseny pot implementar-se d'una forma centralitzada o descentralitzada utilitzant com a bus de camp Powerlink, a través del com s'integra la gestió de seguretat i per tant, minimitzant cablejat.

A més existeix un avantatge particularment important per a la fase d'engegada, servei i manteniment: gràcies a la modularidad i als terminals extraïbles, els mòduls poden ser substituïts sense utilitzar eines i sense llevar els cables, fins i tot mentre el sistema està funcionant. La possibilitat de precableado i preensamblaje dels mòduls permet estalviar temps en la fase d'engegada. A més, com estan concebuts per treballar en l'ambient industrial, admeten unes temperatures de treball de fins a 60°C i tenen una vida útil més llarga. En el cas de les comunicacions, la possibilitat de ‘cross-communication’ de Powerlink permet la transferència d'informació entre nodes sense haver de passar per un mestre, i amb ella la distribució de les diferents tasques segons necessitats en els diferents sistemes, contribuint a un bon balanç de la càrrega de tota la instal·lació i permetent futures expansions.

La robustesa dels sistemes industrials (molt fiables enfront d'errors) és requerida també en activitats de monitoratge i control de processos executades sobre PC. En el cas dels PC industrials, disponibles en una àmplia gamma de microprocessadors i opcions de configuració, permeten garantir una llarga vida útil i sense manteniment gràcies a que no usen ventiladors interns ni discos durs (elements amb parts mecàniques mòbils), beneficiant-se a més de dissenys molt compactes. La família de PanelPCs, a més de tots aquests avantatges, permet integrar les tasques de visualització i control en un mateix sistema, que també es poden desenvolupar amb els panells d'operador compactes Panelware de B&R. L'ús tan estès d'aquests productes en l'àmbit industrial fa que la relació qualitat/preu sigui un paràmetre a tenir en compte en el moment de la decisió de la compra. D'altra banda, encara que en aquest àmbit no és molt habitual, donada la llarga vida útil de les instal·lacions és de gran importància el poder garantir la disponibilitat de dispositius iguals o equivalents per un llarg període de temps de més de deu anys.

A nivell de procés, la integració del programari de desenvolupament és una dels avantatges del sistema de control de processos de B&R Aprol. Un sistema de programació gràfic orientat a objectes fa possible crear de forma modular el codi, simular-ho i testear el projecte complet basant-se en una orientació funcional. En comptes de combinar diferents programes usant llistats de rutines, aquest mètode distribueix la totalitat del programa sobre el maquinari existent independentment de la topologia física de connexions.

El propi desenvolupament de programari i el seu manteniment queden simplificats amb l'ús de llibreries tant per a perifèrics estàndard com para típics elements d'automatització d'edificis, tals com el control de calefacció, chillers, aire condicionat, controls individuals de clima, etc. Això no només redueix l'esforç de la programació i els riscos d'errors, sinó que també redueix el manteniment i la programació en el cas de futures ampliacions.

La capacitat de poder distribuir tot el programari permet que la tecnologia de control estigui disponible des de qualsevol punt del sistema, sent fins i tot accessible des de PC d'oficina del mateix edifici o per accés remot des d'un centre de control extern. L'accés múltiple a la mateixa informació també és possible sense que hi hagi col·lisions. A més inclou un sistema intuïtiu de solució de problemes; així, un simple clic en una alarma ens portarà directament a la zona afectada en el sinòptic de la instal·lació.

“Amb la combinació del sistema de control de processos Aprol, la família de controladors X20 i la tecnologia de servoaccionamientos Acopos, som capaces d'oferir un nou sistema d'excel·lents prestacions que soluciona d'una forma uniforme tasques de gestió a l'àrea d'automatització d'edificis”, diu Gerald Kalliwoda, responsable de Building Automation en B&R. “L'excel·lent rendiment s'aconsegueix gràcies a la utilització de funcions específiques per a aquestes àrees d'aplicació, la seguretat necessària està garantida gràcies a l'experiència provada a l'àrea industrial i una destacable relació preu/ rendiment és possible gràcies a la consolidada posició d'aquests productes en l'ús industrial”.