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  1. 1. Unidad Didáctica 1Automatización y domótica, generalidades CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 1
  2. 2. Sistemas automáticos - automatismos Es un sistema que hace que una máquina CIDA (Automatismos) funcione de manera autónoma, realizando ciclos completos de operaciones que se pueden repetir, con el objeto de liberar al hombre, física y mentalmente, en la ejecución del proceso. www.secciona2.tk (2012) 2
  3. 3. Automatismos - tecnologías Mecánicos: Construidos a base de ruedas CIDA (Automatismos) dentadas, poleas, levas, cremalleras, poleas, etc. Neumáticos: cilindros, válvulas. Hidráulicos: cilindros, válvulas. Eléctricos: relés, contactores. Electrónicos: procesadores, autómatas www.secciona2.tk (2012) 3
  4. 4. Automatismos - tecnologías CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 4
  5. 5. Automatismos - tecnologías CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 5
  6. 6. Automatismos - tecnologías CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 6
  7. 7. Automatismos - tecnologías CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 7
  8. 8. Automatismos - tecnologías CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 8
  9. 9. Etapas de la automatización PREHISTORIA: invención de herramientas para la CIDA (Automatismos) caza, la confección, la construcción, la agricultura, etc. EDAD MEDIA: invención de máquinas simples. REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: División del trabajo en tareas simples. www.secciona2.tk (2012) 9
  10. 10. Objetivos de la automatización Reducir la mano de obra: la automatización reduce la mano de obra poco cualificada al eliminar del proceso productivo las tareas más sencillas y repetitivas. CIDA (Automatismos) Simplificar el trabajo: realiza también tareas que necesitan de un alto grado de precisión simplificando el proceso desde el punto de vista del operario. Mayor eficiencia: al conseguir reducir los tiempos de producción y encadenar tareas de manera óptima. Disminución de piezas defectuosas: aumentando la productividad. Integración de sistemas empresariales: permitiendo la telegestión y seguimiento remoto y en tiempo real de los procesos productivos, consecuencia de la conexión de los equipos a redes de comunicación. www.secciona2.tk (2012) 10
  11. 11. Automatización - terminología Automatismo: Máquina o sistema capaz de cumplir funciones de mando, regulación y control sin que medien agentes externos. Dispositivo mediante el cual un aparato o sistema adquiere CIDA (Automatismos) carácter automático. Automático: Que obra o se regula por sí mismo. Automatizar: Usar máquinas o aparatos automáticos en una industria. Someter a automatización un proceso industrial o una serie de operaciones administrativas o de investigación, un mecanismo o un conjunto de máquinas. Automatización industrial: Utilización de técnicas y equipos para el gobierno de un proceso industrial, de tal forma que funcione autónomamente, con poca o ninguna intervención humana. Planta: Máquina, instalación o conjunto de máquinas que son objeto de la automatización. Control: Manipulación indirecta de las magnitudes de un sistema denominado planta a través de otro sistema denominado control. www.secciona2.tk (2012) 11
  12. 12. Niveles de automatización Manual, elemental o nivel de máquina: La instalación no está automatizada. El operador a través de los dispositivos CIDA (Automatismos) de entrada (pulsadores, interruptores, teclado, etc) va ordenado las diferentes operaciones a realizar en la planta. Semiautomático o automatización parcial: Parte de las operaciones de la planta se realizan de forma automática y otras las realiza el operador. Automático, automatización total o nivel de proceso: La planta funciona sin intervención del operador que tiene por regla general la función de supervisión. Integración total o nivel de gestión integrada: Todas las máquinas están interconectadas y trabajan cooperativamente. La intervención humana es requerida a nivel gestión y planeación estratégica. www.secciona2.tk (2012) 12
  13. 13. Clasificación de las tecnologías de los automatismos CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 13
  14. 14. Sistemas cableados y sistemas procesados CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 14
  15. 15. Sistemas cableados y sistemas procesados La tecnología cableada se realiza a base de las uniones físicas de cada uno de los componentes que forman el sistema. En la tecnología eléctrica, los elementos básicos CIDA (Automatismos) son el relé y el contactor. Inconvenientes:  Poca flexibilidad frente a las modificaciones.  La identificación y reparación de las averías son complejas.  Las funciones de control complejas son difíciles de implementar.  El espacio ocupado es grande. En los sistemas programados el control se realiza mediante programa almacenado en la memoria de los equipos. Ventajas:  Menor tiempo en la elaboración de proyectos nuevos y en su puesta en funcionamiento.  Posibilidad de realizar modificaciones de forma sencilla.  El espacio ocupado es el mínimo.  El coste de la mano de obra en la ejecución y el mantenimiento de la instalación disminuye considerablemente. www.secciona2.tk (2012) 15
  16. 16. Lazo abierto – Lazo cerrado Un sistema de control en lazo abierto ejecuta las CIDA (Automatismos) órdenes de salida en función de las consignas de entrada sin tener en cuenta la evolución de la salida . En un sistema de control en lazo cerrado el controlador se encarga de recibir las consignas del entorno y ejecutarlas. Compara el valor de entrada con la salida, para corregir ésta si se desvía del valor deseado. www.secciona2.tk (2012) 16
  17. 17. Sistemas de control Planta: instalación, máquina o proceso a controlar. CIDA (Automatismos) Unidad de control: decide las operaciones a realizar - uno, o más, dispositivos programables - puede ser un determinado circuito eléctrico o electrónico- señales eléctricas que le proporcionan otras partes del sistema. Accionamientos: encargados de gobernar la planta - transforman en señales Transductores (sensor + interfaz): convierten las magnitudes físicas de la planta (velocidad, aceleración, temperatura, etc) en magnitudes eléctricas. www.secciona2.tk (2012) 17
  18. 18. Sistemas de control – Esquema general CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 18
  19. 19. Lazo abiertoDispositivos de SISTEMA DE ACTUADORES entrada CONTROL CIDA (Automatismos) Percepción que el usuario tiene de la instalación USUARIO INSTALACIÓN Entrada Salida Sist. www.secciona2.tk (2012) 19
  20. 20. Lazo cerrado INFORMACIÓN ÓRDENES DE DE SALIDA ENTRADA USUARIO CIDA (Automatismos) Percepción que el usuario tiene de la instalación SISTEMA DE CONTROLACTUADORES SENSORES INSTALACIÓN Entrada Salida Sist. www.secciona2.tk (2012) 20
  21. 21. Lazo abierto - Lazo cerrado La instalación de la calefacción de una sala de reuniones está programada para mantener una temperatura ambiente CIDA (Automatismos) de 20°C. En una reunión se concentran numerosas personas. En un control en lazo abierto (calefactor con termostato) la temperatura de salida del calefactor sería de 20 ºC, pero la afluencia de personas podría aumentar la temperatura otros 5° creando un ambiente más caluroso. En un sistema de control en lazo cerrado, el aumento de temperatura debido al calor humano se recogería por un sensor de temperatura que sería procesado por el controlador y desconectaría el calefactor, manteniendo la temperatura previamente programada de 20 °C. www.secciona2.tk (2012) 21
  22. 22. Tipos de señales Las señales digitales son aquellas señales que CIDA (Automatismos) sólo pueden tomar un número determinado de valores. La señal digital por excelencia es la señal binaria, que puede tener dos valores determinados, asociados a los valores lógicos "1" y "0". Las señales analógicas son aquellas señales continuas que pueden tomar cualquier valor entre un margen determinado de funcionamiento. www.secciona2.tk (2012) 22
  23. 23. Señales digitales 24  Ej.: En uno de los bornes de una salida binaria de CIDA (Automatismos) un PLC, con salida a transistor, tenemos una señal digital que puede tomar dos valores posibles: 0V o 24V.24V0V www.secciona2.tk (2012) 23
  24. 24. Señales analógicas Ej.: Algunos balastos electrónicos para fluorescencia permiten la regulación del nivel de iluminación mediante una entrada analógica de 1-10V. El encencido de los CIDA (Automatismos) fluorescentes es proporcional a la tensión proporcionada en esta entrada. www.secciona2.tk (2012) 24
  25. 25. GUÍA-BT-51Domótica – Inmótica – Automatización En general designamos por domótica las CIDA (Automatismos) instalaciones automatizadas en viviendas y edificios. Siendo más estrictos utilizamos el término domótica cuando nos referimos a pisos o a viviendas unifamiliares, y el término inmótica cuando nos referimos a edificaciones singulares o comerciales. www.secciona2.tk (2012) 25
  26. 26. GUÍA-BT-51Domótica – Inmótica - Automatización A este tipo de instalaciones se refiere la IT 51 de RBT , y su correspondiente guía de aplicación. CIDA (Automatismos) Se refiere concretamente a sistemas de automatización, gestión técnica y seguridad para viviendas y edificios: Son aquellos sistemas centralizados o descentralizados, capaces de recoger información proveniente de unas entradas (sensores o mandos), procesarla y emitir órdenes a unos actuadores o salidas, con el objeto de conseguir confort, gestión de la energía o la protección de personas animales o bienes. Estos sistemas pueden tener la posibilidad de accesos a redes exteriores de comunicación, información o servicios, como por ejemplo, red telefónica conmutada, servicios de internet, etc. www.secciona2.tk (2012) 26
  27. 27. GUÍA-BT-51Domótica – Inmótica - Automatización Exclusiones: CIDA (Automatismos)  Sistemas independientes, p.e. portones, toldos, climatización, considerados como aparatos.  Redes privadas independientes para la transmisión de datos.  Instalaciones contempladas por el RICT.  Sistemas de seguridad y contraincendios reglamentados por NBE-CPI y el RIPCI. www.secciona2.tk (2012) 27
  28. 28. CIDA (Automatismos)www.secciona2.tk (2012) 28
  29. 29. Características generales de un sistema domótico Flexibilidad. Un sistema para la gestión técnica de los edificios debe posibilitar la adaptación de la instalación a las necesidades futuras. CIDA (Automatismos) Modularidad. Para evitar que el mal funcionamiento de una parte de la instalación afecte a toda ella, es necesario una concepción del sistema modular. Facilidad de utilización. El sistema debe estar adaptado a cada usuario. ¡¡ MUY IMPORTANTE !! Debe ser Integral. Un sistema de gestión debe ser capaz de implicar a diferentes componentes o equipos pertenecientes a diferentes áreas de la gestión del edificio, permitiendo el intercambio de información entre ellos y con el exterior. www.secciona2.tk (2012) 29
  30. 30. GUÍA-BT-51 CIDA (Automatismos) En una instalación pueden convivir distinta redes. La instalación interior eléctrica (línea roja continua) y la red de control del sistema domótico (línea verde discontinua) están reguladas por el REBT. www.secciona2.tk (2012) 30
  31. 31. Marco normativo  NORMATIVA:  Es de ámbito voluntario  Sirve para Serie normas certificar Serie normas Serie Normas Serie normas Serie normas Serie Normas instalaciones y EN 50090 EN/ISO 16484 prEN14908 EN 50090 EN/ISO 16484 prEN14908 productos. Home and Home and Building Building Opendata Opendata PROYECTO  Garantiza la Building Automation and Communication PROYECTO conformidad Building Automation and Communication SMART HOUSE Electronic Control in Building SMART HOUSE Europea. CIDA (Automatismos) Electronic Control in Building systems Systems Atomation systems Systems Atomation  Aporta valor (HBES) (BACS) (HBES) (BACS) añadido Guía de aplicación Guía de aplicación LEGISLACIÓN : ITC-BT 51 ITC-BT 51 Ámbito OBLIGATORIO DIRECTIVAS DIRECTIVAS REGLAMENTOS REGLAMENTOS - Directivas, Reglamentos EUROPEAS NACIONALES EUROPEAS NACIONALES - La Comisión Europea ICT elabora las Directivas y BT 73/23/CEE ICT BT 73/23/CEE Baja Tensión: REBT los países las trasponen Baja Tensión: REBT -seguridad eléctrica -ITC-BT 51 a legislación nacional -seguridad eléctrica -ITC-BT 51 “Instalaciones de - Legislación nacional “Instalaciones de sistemas de CEM 89/336/CEE CEM 89/336/CEE sistemas de propia. Compatibilidad automatización, Compatibilidad automatización, - Marcado CE Electromagnética: gestión técnica de la Electromagnética: gestión técnica de la -perturbaciones energía y seguridad -perturbaciones energía y seguridad electromagnéticas para viviendas y electromagnéticas para viviendas y edificios edificios www.secciona2.tk (2012) 31
  32. 32. GUÍA-BT-51Terminología Nodo: cada una de las unidades del sistema CIDA (Automatismos) capaces de recibir y procesar información. Actuador: Dispositivo encargado de realizar el control de algún elemento del Sistema (salidas). Dispositivo de entrada: Sensor, mando a distancia, teclado u otro dispositivo que envía información al nodo. www.secciona2.tk (2012) 32
  33. 33. GUÍA-BT-51Ejemplo 1 - Terminología Sistema que controla la climatización, la apertura de persianas, la iluminación del local y el riego del jardín, que tiene en cuenta las condiciones meteorológicas presentes o CIDA (Automatismos) sus previsiones, mediante una determinada lógica. NODO: Ordenador o autómata que reciba las señales de sensores Temperatura , humedad , luz y las procesa para dar órdenes a los sistemas que actúan sobre la climatización, la iluminación, las Persianas o el sistema de riego. Podría estar conectado a una RTI. ACTUADOR: serían el contactor que alimenta los motores de las Persianas, la electroválvula del riego o un regulador de intensidad de luz. DISPOSITIVOS DE ENTRADA: serían los medidores de temperatura o humedad, las células fotoeléctricas, etc. que envían información al Nodo. www.secciona2.tk (2012) 33
  34. 34. GUÍA-BT-51Terminología BUS (Binary Unit System): Línea de intercambio de datos a la que se pueden conectar gran cantidad de componentes, permitiendo la comunicación entre éstos. CIDA (Automatismos) Pasarela residencial (Residential Gateway): Elemento de conexión entre diferentes redes, adaptando y traduciendo diferentes protocolos. Punto de acceso de usuario (PAU): elemento en el que comienza la red interior de telecomunicación del domicilio del usuario. Protocolo: lenguaje de comunicación entre periféricos con objeto de establecer la transmisión de daors con un sistema central o entre sí, de forma ordenada. Radiofrecuencia (RF): Transmisión de señal sin requerir de un medio físico, ni de alineación libre de obstáculos entre ele emisor y el receptor, general de frecuencia comprendida entre 3KHz y 3GHz. Topología: término utilizado para definir la estructura de la red y la configuración del sistema. www.secciona2.tk (2012) 34
  35. 35. CIDA (Automatismos)www.secciona2.tk (2012) 35
  36. 36. Sistemas de gestión de energía Desconexión selectiva de cargas en caso de superar la potencia máxima contratada, estableciendo preferencias CIDA (Automatismos) previamente seleccionadas y desconectando aquellos equipos menos prioritarios. Puesta en marcha de los diferentes equipos para el aprovechamiento de la tarifa nocturna. Zonificación de las zonas de calefacción: puesta en marcha en función horaria, temperatura, detección de presencia o cualquier otro criterio previamente programado. Activación/desactivación de luces exteriores y/o interiores en función del grado de luminosidad, detección de presencia, etc. www.secciona2.tk (2012) 36
  37. 37. Sistemas de gestión de la seguridad Sistemas antiintrusión. CIDA (Automatismos) Detectores de fuego y de humo. Detectores de fugas de gas y agua, que se encargarán de cerrar las válvulas de paso en caso de activación → ALARMAS TÉCNICAS Alarma de salud. www.secciona2.tk (2012) 37
  38. 38. Sistemas de gestión del confort Accionamiento automático de persianas y toldos. CIDA (Automatismos) Sistemas de riego. Control automático de la iluminación interior y exterior. Escenas de iluminación. www.secciona2.tk (2012) 38
  39. 39. Sistemas de gestión de las comunicaciones Uso de centralitas de telefonía: intercomunicación CIDA (Automatismos) con el portero electrónico, interconexión con los diferentes teléfonos del edificio o la vivienda, etc. Control remoto de los sistemas del edificio desde el interior (apertura de la puerta principal desde el teléfono, etc.) y desde el exterior (a través de la línea telefónica, etc.). La funcionalidad en comunicaciones depende del sistema utilizado, existiendo grandes diferencias. www.secciona2.tk (2012) 39
  40. 40. Topologías de red El principal inconveniente de los sistemas de CIDA (Automatismos) automatización de edificios es el alto grado de cableado necesario para la instalación de la red de datos para tareas de control y vigilancia, debido sobretodo al cableado independiente de sensores y actuadores, hacia los módulos de control y regulación. www.secciona2.tk (2012) 40
  41. 41. Topologías de red: ESTRELLA En un sistema en estrella todos los equipos que forman el sistema están unidos entre sí a un controlador principal, que CIDA (Automatismos) es el que realiza las funciones de control y supervisión. Las principales ventajas al utilizar una topología en estrella son:  Es muy fácil añadir nuevos elementos a la red, ya que sólo hay que conectarlos al controlador principal.  Un fallo en un elemento de la instalación no afecta al resto (excepto si falla el controlador principal). Y los inconvenientes son:  Un fallo en el controlador principal provoca un fallo general en toda la instalación.  El cableado de la instalación es muy extenso, ya que todos los elementos se unen al controlador principal. www.secciona2.tk (2012) 41
  42. 42. Topologías de red: BUS En un sistema que utiliza una topología en bus , la línea de comunicación es compartida por todos los componentes del sistema. Para poder identificarse, cada componente debe tener una dirección asociada para saber en cada momento si la información presente en el bus va dirigida a CIDA (Automatismos) él. Las principales ventajas de la topología en bus son:  Es muy fácil la instalación y reconfiguración de un sistema de bus, es decir, es muy fácil insertar y eliminar componentes.  No es necesario (aunque algunos sistemas lo tienen) un sistema que controle el bus (controlador de bus), ya que perfectamente puede realizar el control cada uno de los componentes que forman el sistema.  El funcionamiento defectuoso de un componente no afecta al resto del sistema.  La velocidad de transmisión es elevada.  La longitud del cable a instalar se minimiza. Pero presenta las siguientes desventajas:  Es necesario que los nodos tengan cierto grado de inteligencia.  Es necesario asegurar mecanismos de control para evitar que dos elementos intenten acceder en el mismo instante a la red. www.secciona2.tk (2012) 42
  43. 43. Topologías de red: ANILLO En un sistema configurado en anillo todos los componentes del sistema se interconectan formando un anillo,.Este sistema es el menos utilizado en sistemas de automatización de edificios, ya que CIDA (Automatismos) su principal inconveniente es el mal funcionamiento de toda la instalación en el momento en que un componente del sistema deja de funcionar. La línea de transmisión es unidireccional, ya que los datos que se transmiten a la red van viajando de nodo a nodo en un único sentido. Esta topología presenta la ventaja de que el control del sistema es sencillo. Pero presenta los siguientes inconvenientes:  Es una topología muy vulnerable a fallos.  Es necesaria la utilización de un cable de longitud mayor que la topología de bus.  Añadir nodos es más complicado y hay que interrumpir el funcionamiento de la red. www.secciona2.tk (2012) 43
  44. 44. Topologías de red: ÁRBOL La topología en árbol se puede considerar como CIDA (Automatismos) una topología híbrida de la topología de bus y la de estrella. Por lo tanto, las ventajas y desventajas dependen de la configuración final establecida. www.secciona2.tk (2012) 44
  45. 45. Sistema modular centralizado CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 45
  46. 46. Sistema en Bus descentralizado CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 46
  47. 47. Sistema en Bus centralizado CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 47
  48. 48. GUÍA-BT-51Grado de automatización básico CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 48
  49. 49. GUÍA-BT-51Grado de automatización normal CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 49
  50. 50. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.36, Ejemplo de instalación en vestíbulo (Figura 11 - guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 50
  51. 51. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.37, Ejemplo de instalación en pasillo (Figura 12 - guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 51
  52. 52. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.38, Ejemplo de instalación en cocina (Figura 13 – guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 52
  53. 53. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.39, Ejemplo de instalación en baño-aseo (Figura 14 – guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 53
  54. 54. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.40, Ejemplo de instalación en salón – comedor (Figura 15 – guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 54
  55. 55. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.41, Ejemplo de instalación en dormitorio (Figura 16 – guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 55
  56. 56. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.42, Ejemplo de instalación en terraza (Figura 17 – guía BT 51) CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 56
  57. 57. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalaciónFigura 1.43, Ejemplo de instalación en garaje (Figura 18 – guía BT 51 CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 57
  58. 58. GUÍA-BT-51Ejemplos de instalación: Leyenda CIDA (Automatismos) www.secciona2.tk (2012) 58

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