domingo, 28 de fevereiro de 2010

SISTEMAS DE SUPERVISÃO E CONTROLE PREDIAL

 
Configuração hierárquica dos Sistemas de Supervisão e Controle Predial


O Sistema de Supervisão e Controle Predial é a parte dos Edifícios Inteligentes que se preocupa com o Gerenciamento do Sistema de Utilidades, ou seja, ar condicionado, de ventilação e exaustão, instalações elétricas (incluindo controle de demanda) e hidráulicas, iluminação, elevadores, escadas rolantes, etc.

O Sistema de Supervisão e Controle Predial tem entre seus objetivos:
· a centralização das informações referentes ao funcionamento dos diversos sistemas vitais às operações do edifício;
· a execução de lógicas de intertravamento necessárias ao controle automático dos equipamentos;
· a redução dos custos operacionais e a economia de energia, através da utilização racional dos recursos disponibilizados;
· a comunicação do estado dos sistemas através de interface homem-máquina, visando antecipar os problemas e facilitar a tomada de decisões;
· fornecer subsídios para a programação da manutenção preventiva dos diversos equipamentos;
· o aumento da segurança da instalação, através da imediata detecção de situações anormais e agilização das providências.

Dos vários controles que podem ser aplicados em um edifício, merece destaque o controle do sistema do ar condicionado, da energia e iluminação.

Controle do sistema de ar condicionado: representa a maior parte do SSCP na maioria dos empreendimentos e deve entre outras funções:

- otimizar o funcionamento de todo o sistema de ar condicionado;
- regular as condições ambientais em resposta às variações de condições internas e externas;
- manter as condições gerais de conforto nas áreas de escritório;
- prover limites rígidos de temperatura e umidade em áreas produtivas, onde necessário para fabricação de produtos;
- ajustar temperaturas e pressão automaticamente para reduzir demanda quando as áreas não estão ocupadas;
- regular refrigeração e aquecimento para prover condições confortáveis mesmo em regime de limite de energia.

Controle de energia: o objetivo principal é reduzir energia e/ou custos de eletricidade, mantendo o conforto e segurança aos ocupantes do edifício. Algumas das estratégias para o controle e supervisão de energia incluem:

- a programação horária;
- o controle de demanda;
- monitoração constante de consumo e demais grandezas elétricas;
- ligamento e desligamento otimizado de equipamentos.

Controle de iluminação: pode representar um papel significante na redução dos custos de energia. Os algoritmos de controle de iluminação podem ser baseados em ocupação, horário, nível de iluminação externa, liga/desliga ou até compensação pelo desgaste natural de lâmpadas fluorescentes.

Tecnologias existentes

As tecnologias existentes para controle predial são basicamente as mesmas encontradas nos sistemas direcionados às indústrias. Aparentemente, a grande diferença entre o controle predial e o industrial é meramente comportamental. Entretanto, nota-se que a aplicação direta dos conceitos industriais no âmbito predial resulta em insucessos, e não existe uma resposta simples capaz de deixar claros os motivos. Parte é devida às especificidades dos processos em si, já que foram desenvolvidos vários algoritmos otimizados de controle bastante específicos e dedicados para o setor predial.

No âmbito predial existem três tipos básicos de sistemas de controle eletrônico:

1. Controle local: onde não existe integração alguma entre o processo e o restante do edifício. O caso mais conhecido é o de controle de temperatura em quartos de hotéis, onde o hóspede determina o grau de conforto interno.

2. Controle regional: onde um único controlador é responsável por um conjunto de equipamentos, ainda sem nenhuma inter-relação com os demais subsistemas, como no caso de algumas centrais de água gelada.

3. Controle distribuído: onde todos os subsistemas são individualmente controlados e interligados por uma rede de comunicação, onde trocam informações entre si, reportando à central do sistema o estado de cada um dos subsistemas.

No último caso, a técnica utilizada é a de sistema digital de controle distribuído (DCS - Distributed Control System), a mais conhecida no mercado, com soluções de diversos fabricantes, utilizando as mais variadas alternativas de equipamentos, desde proprietários até de série de outros fabricantes.

Atualmente, os equipamentos estão mais inteligentes, ou seja, disponibilizam mais recursos no mesmo hardware, inclusive conexão direta com Internet. Um dos pontos de desenvolvimento que merece destaque é o instrumento de medição ou controle capaz de ser conectado diretamente na rede, sem a necessidade de hardware intermediário.

Outro dispositivo que, partindo da área de produção industrial, está começando a invadir o setor predial é o CLP (Controlador Lógico Programável). Com aplicação tradicionalmente industrial, está sendo bem aceito para equacionamento de casos específicos e localizados na área predial como, por exemplo, para o controle de subestações. Inclusive alguns fabricantes ou integradores estão utilizando uma solução de DCS, adotando CLPs interconectados em rede.

As arquiteturas de rede do SSCP estão organizadas em configurações hierárquicas com vários níveis de controladores e processadores e são categorizados como (ver figura 1):

· Processadores de gerenciamento
· Controladores de sistema
· Controladores de campo



Protocolos


Os protocolos de comunicação são uma miríade à parte, pois variam de padrões de mercado baseados em standards internacionais a soluções totalmente proprietárias. Felizmente, estas últimas estão sendo gradativamente banidas do mercado.

O protocolo de comunicação é um elemento essencial na configuração do SSCP, devido ao volume de dados transferidos de um ponto a outro e da possibilidade de os controladores distribuídos terem informações interdependentes. Os links de comunicação podem usar o protocolo de polling ou de peer-to-peer. Sistemas mais antigos utilizavam quase que na totalidade os protocolos de polling, já que a inteligência do sistema e o processamento dos dados residiam no equipamento central. Atualmente, a maioria dos SSCP usa protocolos peer-to-peer em nível de gerenciamento e divide o link de comunicação de forma equânime entre todos os controladores.

Nos últimos anos, a indústria de SSCP, usuários, diversos órgãos governamentais e de normalização tentaram estabelecer um protocolo comum de comunicação que encorajasse um padrão de sistemas abertos e o desenvolvimento de produtos interoperacionais. Alguns dos protocolos mais usados são:

· Building Automation and Control Network (BACnet): é um padrão ANSI desenvolvido pela ASHRAE, também conhecido como ANSI/ASHRAE 135-1995

 
· European Installation Bus (EIB): é um padrão industrial originalmente desenvolvido pela Siemens e atualmente é suportado por 85 companhias conhecidas como a EIB Association (EIBA)

 
· Consumer Electronics Bus (CEBus): foi desenvolvido sob a égide da EIA (Electronic Industries Alliance) por um grupo de engenheiros de companhias representando redes de automação residencial, que compõe atualmente o CEBus Industry Council (CIC)

 
· LonTalk: é um protocolo desenvolvido pela Echelon Corporation para redes interoperáveis de controle usando a tecnologia LonWorks.

Considerações finais

A tendência de aplicar controle em edifícios é cada vez mais presente, independentemente de seu coeficiente de inteligência, pois o que varia é o grau de sofisticação do controle.

Está também cada vez mais estreita a integração entre o Sistema de Supervisão e Controle Predial (Gerenciamento de Utilidades) e os demais subsistemas dos edifícios, tais como: Detecção e Alarme de Incêndio, Circuito Fechado de Televisão, Controle de Acesso, etc.

Essa integração permite a ampliação substancial do raio de ação do SSCP, trazendo benefícios diretos aos usuários e à administração do edifício.

Outro elemento fundamental em edifícios modernos é o Sistema de Cabeamento Estruturado, que, além de oferecer serviços de dados, voz e imagem, fornece o meio físico para a integração acima citada.

Além das vantagens mencionadas, como conseqüência da utilização do SSCP surgem outros benefícios reais, apesar de mais difíceis de serem quantificados, por se relacionarem com a segurança, o conforto, a diminuição de riscos e a disponibilidade de ferramenta gerencial, que permitam o desenvolvimento de novas soluções para otimização da operação das instalações. Entre esses benefícios, estão o aumento da confiabilidade dos sistemas, a valorização imobiliária, a maior agilidade operacional e a maior disciplina na operação das instalações.

Fonte: Portal da automação  - Roberto Luigi Bettoni 

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