Automação Predial
Nesse artigo, vamos ver como esses sistemas são aplicados numa área que está em franco crescimento no país: a automação predial.
USO TÍPICO DE SOFTWARES SUPERVISÓRIOS
Geralmente, a aplicação mais lembrada de softwares supervisórios é a automação de processos ou máquinas. Nessas áreas, um software trabalha em conexão direta com equipamentos de campo (PLC´s, controladores de temperatura e pressão, placas de aquisição de dados, entre outros).
A forma como é feita a comunicação entre o supervisório e o processo ou máquina varia conforme o processo e os equipamentos instalados na rede. O sistema de supervisão adota também influencia nessa comunicação. Hoje, existe uma tendência para o uso de drivers de rede proprietários ou softwares que trabalham via OPC - Ole Process Control.
CONTROLE EM UM PRÉDIO
Uma vez entendido o processo de comunicação desses softwares, é possível aplicá-los fora da área de fabricação de equipamentos industriais, como é o caso da área que o mercado denominou “Automação Predial” (ou como alguns preferem: building automation).
Nos últimos anos, diversos sistemas prediais foram desenvolvidos e possuem capacidade de se comunicar através de protocolos de comunicação específicos ou trazidos da automação industrial (como o Modbus, por exemplo). Em alguns casos, os PLC’s têm sido usados como concentradores de informações de diferentes sistemas.
Dentro da automação predial, um sistema de supervisão pode ser aplicado em diferentes equipamentos. Veja alguns exemplos:
Sistema de Ar-Condicionado
O controle de temperatura em certos tipos de ambientes é algo fundamental ao processo. Seja em plantas onde funcionam data-centers, seja em grandes escritórios automatizados, é possível controlar cada etapa do processo de condicionamento de ar.
Grandes sistemas de ar-condicionado permitem a atuação ou monitoramento em, pelo menos, três etapas:
1º) troca de calor: na central de água gelada onde é feita a troca de calor usando água ‘quente’ (já usada para resfriamento). O processo é feito em equipamentos chamados ‘chilers’, que também podem funcionar com ar frio, ao invés de água fria. A água pode ser utilizada novamente em resfriamento de ambientes por ventilação. Um sistema de supervisão pode monitorar o rendimento do processo ou dos equipamentos instalados, bem como a temperatura do fluido (água ou ar). É possível monitorar ainda o tempo de funcionamento das máquinas o que facilita a criação de rotinas de manutenção preventiva;
2º) controle de temperatura: o processo de resfriamento de ambientes em grandes áreas é feito normalmente por ventilação, através de equipamentos chamados de fan-coils ou splitters (para ambientes menores). Quando esses fan-coils têm recursos para controle remoto, é possível controlar a temperatura dos ambientes atendidos por eles, de modo a manter a temperatura constante. Em outros casos, o controle de temperatura é feito abrindo ou fechando a ventilação.
3º) Monitoramento de temperatura e umidade: Para garantir o conforto de usuários, além da temperatura, é necessário um rígido controle da umidade (assim como acontece em processos químicos e farmacêuticos). Na área industrial é importante ter o registro periódico de variáveis porque podem influenciar diretamente na qualidade do produto final.
Iluminação
Em geral, o controle de iluminação de grandes ambientes é feito em blocos através de PLCs de pequeno porte, os mesmos da automação industrial. Para essa tarefa podem ser utilizadas marcas como: Atos, Altus ou BCM (entre os nacionais) e os importados da GE-Fanuc (modelo 90-30) e Siemens S7-200.
No sistema de iluminação de um prédio, como o controle visa principalmente a economia de energia, é possível estabelecer programações horárias para cada ambiente. Alterações nessas programações são realizadas através de uma interface criada no supervisório.
Centrais de incêndio
Esse é um tipo específico de monitoramento, obrigatório por lei para grandes instalações e exige equipamento específico. As centrais de incêndio normalmente trazem interfaces de comunicação com sistemas supervisórios e recursos para operação independente.
Os periféricos utilizados num sistema de alarme de incêndio incluem detectores, acionadores manuais (aqueles módulos com mensagem “quebre o vidro em caso de incêndio”), sirenes e ainda repetidores de sinais, pois a distância entre a central e os dispositivos da rede pode ser grande.
Para os casos onde o software de supervisão não é desejado, ou para operar em um local onde não haja supervisão, os fabricantes de sistemas de incêndio disponibilizam também quadros sinóticos para monitoramento via leds. Esses sinóticos não apresentam recursos como registros de ocorrências, entre outros recursos encontrados nos supervisórios.
Controle de Demanda
Uma das principais preocupações em grandes condomínios automatizados é garantir que o custo da energia não vá ultrapassar os valores contratados junto à concessionária de energia.
A principal variável nesses contratos de fornecimento é a “demanda” de energia que significa o consumo em um intervalo de 15 minutos. A demanda é o valor de referência utilizado para controle de consumo. Quando o consumo ultrapassa o valor contratado paga-se multas e aumento na tarifa de energia. Informações sobre tipos de contrato de fornecimento podem ser conseguidas junto à concessionária local ou no site da Aneel (www.aneel.gov.br).
Para medir a energia e fazer a leitura dos valores de demanda, existem diversos modelos de medidores de energia de diferentes fabricantes. A maioria dos “controladores de demanda” comercializados no Brasil são de origem nacional, já que a legislação sobre esse tipo de leitura é brasileira. Entre os fabricantes nacionais podemos citar a ESB de São Paulo, a Nansen de Minas Gerais e a Elo do Rio Grande do Sul.
Para permitir a leitura dos dados de demanda “atual”, os medidores de energia que servem como controladores de demanda dispõe de uma saída serial conhecida como ‘saída de usuário’. Nessa serial, o medidor envia a cada segundo o valor da demanda atual e os segundos que faltam para o fim do período.
A leitura dos valores registrados de demanda durante um período maior, pode ser feita através de softwares específicos. Essa interface é feita através da porta ótica de medidores (padronizada pela ABNT) ou pela saída serial (esta última não está presente em todos os medidores). É com base nessa lista de valores que a concessionária efetua o faturamento da energia elétrica.
Alguns fabricantes oferecem sistemas para controle de demanda. Mas tendo o acesso à saída de usuário, qualquer sistema supervisório que tenha um driver para leitura dessa porta consegue realizar a tarefa de registro de demanda. Dependendo da implementação feita, o supervisório (atuando junto com PLCs ou módulos de saída digital) controla a demanda através de rejeição de carga ou programação de paradas periódicas de equipamentos secundários (quando alguma ultrapassagem da demanda for detectada ou estimada).
CONCLUSÃO
Mais uma vez é possível visualizar a integração de diferentes sistemas em uma única solução: os sistemas supervisórios. É óbvio que para cada integração descrita nesse artigo são necessários outros recursos. O foco desse artigo é mostrar importantes soluções de integração quando se sabe a capacidade do software que será instalado em um determinado projeto.
Eventualmente, outros módulos automatizados que normalmente são independentes (como sistemas de controle de acesso ou controle de estacionamentos), também podem ser incluídos em um projeto de automação predial. Enfim, o limite do seu projeto é a capacidade de comunicação que seus equipamentos possuem e a visualização de como integrar cada módulo.
Fonte: Matéria originalmente publicada na revista Mecatrônica Atual; Ano 4; N° 21; Abr / Mai - 2005
USO TÍPICO DE SOFTWARES SUPERVISÓRIOS
Geralmente, a aplicação mais lembrada de softwares supervisórios é a automação de processos ou máquinas. Nessas áreas, um software trabalha em conexão direta com equipamentos de campo (PLC´s, controladores de temperatura e pressão, placas de aquisição de dados, entre outros).
A forma como é feita a comunicação entre o supervisório e o processo ou máquina varia conforme o processo e os equipamentos instalados na rede. O sistema de supervisão adota também influencia nessa comunicação. Hoje, existe uma tendência para o uso de drivers de rede proprietários ou softwares que trabalham via OPC - Ole Process Control.
CONTROLE EM UM PRÉDIO
Uma vez entendido o processo de comunicação desses softwares, é possível aplicá-los fora da área de fabricação de equipamentos industriais, como é o caso da área que o mercado denominou “Automação Predial” (ou como alguns preferem: building automation).
Nos últimos anos, diversos sistemas prediais foram desenvolvidos e possuem capacidade de se comunicar através de protocolos de comunicação específicos ou trazidos da automação industrial (como o Modbus, por exemplo). Em alguns casos, os PLC’s têm sido usados como concentradores de informações de diferentes sistemas.
Dentro da automação predial, um sistema de supervisão pode ser aplicado em diferentes equipamentos. Veja alguns exemplos:
Sistema de Ar-Condicionado
O controle de temperatura em certos tipos de ambientes é algo fundamental ao processo. Seja em plantas onde funcionam data-centers, seja em grandes escritórios automatizados, é possível controlar cada etapa do processo de condicionamento de ar.
Grandes sistemas de ar-condicionado permitem a atuação ou monitoramento em, pelo menos, três etapas:
1º) troca de calor: na central de água gelada onde é feita a troca de calor usando água ‘quente’ (já usada para resfriamento). O processo é feito em equipamentos chamados ‘chilers’, que também podem funcionar com ar frio, ao invés de água fria. A água pode ser utilizada novamente em resfriamento de ambientes por ventilação. Um sistema de supervisão pode monitorar o rendimento do processo ou dos equipamentos instalados, bem como a temperatura do fluido (água ou ar). É possível monitorar ainda o tempo de funcionamento das máquinas o que facilita a criação de rotinas de manutenção preventiva;
2º) controle de temperatura: o processo de resfriamento de ambientes em grandes áreas é feito normalmente por ventilação, através de equipamentos chamados de fan-coils ou splitters (para ambientes menores). Quando esses fan-coils têm recursos para controle remoto, é possível controlar a temperatura dos ambientes atendidos por eles, de modo a manter a temperatura constante. Em outros casos, o controle de temperatura é feito abrindo ou fechando a ventilação.
3º) Monitoramento de temperatura e umidade: Para garantir o conforto de usuários, além da temperatura, é necessário um rígido controle da umidade (assim como acontece em processos químicos e farmacêuticos). Na área industrial é importante ter o registro periódico de variáveis porque podem influenciar diretamente na qualidade do produto final.
Iluminação
Em geral, o controle de iluminação de grandes ambientes é feito em blocos através de PLCs de pequeno porte, os mesmos da automação industrial. Para essa tarefa podem ser utilizadas marcas como: Atos, Altus ou BCM (entre os nacionais) e os importados da GE-Fanuc (modelo 90-30) e Siemens S7-200.
No sistema de iluminação de um prédio, como o controle visa principalmente a economia de energia, é possível estabelecer programações horárias para cada ambiente. Alterações nessas programações são realizadas através de uma interface criada no supervisório.
Centrais de incêndio
Esse é um tipo específico de monitoramento, obrigatório por lei para grandes instalações e exige equipamento específico. As centrais de incêndio normalmente trazem interfaces de comunicação com sistemas supervisórios e recursos para operação independente.
Os periféricos utilizados num sistema de alarme de incêndio incluem detectores, acionadores manuais (aqueles módulos com mensagem “quebre o vidro em caso de incêndio”), sirenes e ainda repetidores de sinais, pois a distância entre a central e os dispositivos da rede pode ser grande.
Para os casos onde o software de supervisão não é desejado, ou para operar em um local onde não haja supervisão, os fabricantes de sistemas de incêndio disponibilizam também quadros sinóticos para monitoramento via leds. Esses sinóticos não apresentam recursos como registros de ocorrências, entre outros recursos encontrados nos supervisórios.
Controle de Demanda
Uma das principais preocupações em grandes condomínios automatizados é garantir que o custo da energia não vá ultrapassar os valores contratados junto à concessionária de energia.
A principal variável nesses contratos de fornecimento é a “demanda” de energia que significa o consumo em um intervalo de 15 minutos. A demanda é o valor de referência utilizado para controle de consumo. Quando o consumo ultrapassa o valor contratado paga-se multas e aumento na tarifa de energia. Informações sobre tipos de contrato de fornecimento podem ser conseguidas junto à concessionária local ou no site da Aneel (www.aneel.gov.br).
Para medir a energia e fazer a leitura dos valores de demanda, existem diversos modelos de medidores de energia de diferentes fabricantes. A maioria dos “controladores de demanda” comercializados no Brasil são de origem nacional, já que a legislação sobre esse tipo de leitura é brasileira. Entre os fabricantes nacionais podemos citar a ESB de São Paulo, a Nansen de Minas Gerais e a Elo do Rio Grande do Sul.
Para permitir a leitura dos dados de demanda “atual”, os medidores de energia que servem como controladores de demanda dispõe de uma saída serial conhecida como ‘saída de usuário’. Nessa serial, o medidor envia a cada segundo o valor da demanda atual e os segundos que faltam para o fim do período.
A leitura dos valores registrados de demanda durante um período maior, pode ser feita através de softwares específicos. Essa interface é feita através da porta ótica de medidores (padronizada pela ABNT) ou pela saída serial (esta última não está presente em todos os medidores). É com base nessa lista de valores que a concessionária efetua o faturamento da energia elétrica.
Alguns fabricantes oferecem sistemas para controle de demanda. Mas tendo o acesso à saída de usuário, qualquer sistema supervisório que tenha um driver para leitura dessa porta consegue realizar a tarefa de registro de demanda. Dependendo da implementação feita, o supervisório (atuando junto com PLCs ou módulos de saída digital) controla a demanda através de rejeição de carga ou programação de paradas periódicas de equipamentos secundários (quando alguma ultrapassagem da demanda for detectada ou estimada).
CONCLUSÃO
Mais uma vez é possível visualizar a integração de diferentes sistemas em uma única solução: os sistemas supervisórios. É óbvio que para cada integração descrita nesse artigo são necessários outros recursos. O foco desse artigo é mostrar importantes soluções de integração quando se sabe a capacidade do software que será instalado em um determinado projeto.
Eventualmente, outros módulos automatizados que normalmente são independentes (como sistemas de controle de acesso ou controle de estacionamentos), também podem ser incluídos em um projeto de automação predial. Enfim, o limite do seu projeto é a capacidade de comunicação que seus equipamentos possuem e a visualização de como integrar cada módulo.
Fonte: Matéria originalmente publicada na revista Mecatrônica Atual; Ano 4; N° 21; Abr / Mai - 2005
