Requisitos de BMS e SSCP

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Apostila sobre identificação de requisitos para elaboração de projeto e especificação de Automação Predial.

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Requisitos de BMS e SSCP

  1. 1. 2015 Eng. Carlos André Barbosa de Almeida IB Tecnologia e Sistemas Ltda 24/3/2015 Requisitos de Projetos BMS
  2. 2. Sumário 1. PÚBLICO:...........................................................................................................................2 2. Escopo dos sistemas:.........................................................................................................2 3. Objetivo:...........................................................................................................................2 4. Principais sistemas: ...........................................................................................................2 5. Medição de insumos .........................................................................................................2 5.1. Medição de água e gás: ..................................................................................................2 5.2. Medição de energia........................................................................................................3 6. sistemas hidráulicos ..........................................................................................................3 6.1. Sistema de bombas de drenagem (águas pluviais ou esgoto): ....................................3 6.2. Sistema de recalque de água potável:........................................................................3 6.3. Sistema de bombas de pressurização:........................................................................4 7. controle de energia por disciplina......................................................................................4 8. Sistemas de ventilação e exaustão ....................................................................................4 9. sistemas de iluminação .....................................................................................................5 10. Controle de demanda e consumo..................................................................................5 10.1. Prioridade:.............................................................................................................5 10.2. Restritivo:..............................................................................................................5 10.3. Prioridade com programação horária:....................................................................5 10.4. Controle Cíclico:.....................................................................................................5 10.5. Controle de gerador:..............................................................................................6 10.6. Controle residual: ..................................................................................................6 11. Supervisão do sistema ar condicionado .........................................................................6 12. Supervisão níveis de reservatórios.................................................................................6 13. Supervisão de sistema de combate a incêndio...............................................................7 14. Supervisão de portas e rotas de fuga e evacuação .........................................................7 15. Supervisão DA pressurização escada incêndio ...............................................................7 16. Supervisão de elevadoreS..............................................................................................7 17. Visualização da operação em telas sinóticaS..................................................................7 18. Alarmes e eventos.........................................................................................................8
  3. 3. 1. PÚBLICO: Construtoras e projetistas. 2. ESCOPO DOS SISTEMAS: Supervisão e Controle predial. Medição de Insumos. 3. OBJETIVO: Dotar os empreendimentos de sistemas que permitam a gestão de insumos, supervisão e controle de utilidades prediais e redução de custos operacionais e de manutenção. 4. PRINCIPAIS SISTEMAS: a. Medição de insumos como água fria, gás e energia; b. Supervisão e controle de sistemas hidráulicos (bombas e dispositivos manuais de controle como registros e válvulas); c. Supervisão e controle de energia por disciplina; d. Supervisão e controle de sistemas de ventilação e exaustão; e. Supervisão e controle de sistemas de iluminação; f. Controle de demanda e consumo; g. Supervisão do sistema de ar condicionado VRV via interface BACnet ou Modbus; h. Supervisão de níveis de reservatórios e cisternas; i. Supervisão do sistema de combate a incêndios; j. Supervisão de portas e rotas de evacuação; k. Supervisão do sistema de pressurização de escadas; l. Supervisão dos elevadores; m. Emissão de relatórios gerenciais de consumos; n. Visualização da operação dos sistemas em telas sinóticas; o. Identificação e geração de alarmes de eventos de picos de energia, picos de tensão, picos de corrente, picos de consumo, através de análise de tendências; 5. MEDIÇÃO DE INSUMOS Compreende a medição e coleta de dados junto aos equipamentos de medição adequados a cada tipo de insumo. As grandezas medidas serão coletas e enviadas para o sistema supervisório, encarregado de armazenar em banco de dados e gerar as informações através de gráficos e análise de dados por meio de algoritmos que detectem situações anormais como excesso de consumo, vazamentos, tentativas de violação ou sabotagem do sistema. 5.1. Medição de água e gás: A medição de insumos deverá empregar tecnologia de telemetria sem fio, com equipamento de medição acoplado diretamente ao hidrômetro ou gasômetro, com alarme de violação e armazenamento interno de dados para coleta remota a intervalos periódicos e configuráveis de tempo. A medição poderá ser individual ou coletiva, de acordo com a infraestrutura e tubulação disponibilizadas pelo cliente.
  4. 4. Cada tipo de insumo, como água fria e gás terão medidores especificamente dimensionados de acordo com a vazão e aplicação. 5.2. Medição de energia A medição consiste na utilização de multimedidores de grandezas elétricas instalados em pontos estratégicos da instalação elétrica de forma a permitir a coleta de dados que identifiquem o consumo individual de economias ou por disciplinas. A conexão poderá ser feita diretamente ao medidor da concessionária, no caso da entrada de energia, sendo nestes casos realizado por meio de interface óptica pulsada. Nos casos de multimedidores internos, a conexão será por meio de interface serial RS- 485 em protocolo MODBUS RTU. 6. SISTEMAS HIDRÁULICOS Os sistemas hidráulicos deverão ser supervisionados com a finalidade de identificar eventuais falhas nos equipamentos, permitir a alternância na operação das bombas, controlar o tempo de funcionamento de cada equipamento e acionar equipamentos reservas em caso de falhas dos principais de forma automática. 6.1. Sistema de bombas de drenagem (águas pluviais ou esgoto): Geralmente do tipo submersas, sempre são instaladas aos pares, sendo um o equipamento principal e o outro o secundário. O sistema deverá permitir a alternância no funcionamento das bombas de modo a balancear o tempo de operação entre elas para igualar o desgaste dos mesmos. O algoritmo de controle deve considerar a possibilidade de acionamento simultâneo de ambas as bombas caso o nível de água no poço alcance um nível considerado crítico. O controle do nível pode ser realizado por meio de sensores discretos, como chaves boia, ou controle linear contínuo como sensores de ultrassom. O tempo de operação de cada bomba deve ser medido em minutos e contabilizado em horas, com totalização diária, semanal, mensal e anual. O sistema deverá permitir inserir um intervalo máximo de verificação dos equipamentos em horas de operação, de forma a orientar a manutenção preventiva. Os itens de revisão devem estar listados para cada intervenção programada do equipamento. Uma margem de segurança deverá ser programável, em horas, visando flexibilizar os eventos de parada e manutenção dentro das especificações do fabricante do conjunto moto-bomba. A supervisão deverá possuir chave de fluxo na saída das bombas, sensores de corrente no quadro de comando da bomba e relés de falta de fase para detectar eventuais falhas na alimentação do quadro de comando dos motores. Sinalização de operação manual, remota ou desligado. 6.2. Sistema de recalque de água potável: Associado a um reservatório inferior ou cisterna, e um reservatório superior. As bombas de recalque devem operar de acordo com uma lógica de manutenção do reservatório superior no seu nível máximo, desde que a cisterna esteja com seu nível acima do mínimo.
  5. 5. O tempo de operação de cada bomba deve ser medido em minutos e contabilizado em horas, com totalização diária, semanal, mensal e anual. O sistema deverá permitir inserir um intervalo máximo de verificação dos equipamentos em horas de operação, de forma a orientar a manutenção preventiva. Os itens de revisão devem estar listados para cada intervenção programada do equipamento. Uma margem de segurança deverá ser programável, em horas, visando flexibilizar os eventos de parada e manutenção dentro das especificações do fabricante do conjunto moto-bomba. A supervisão deverá possuir chave de fluxo na saída das bombas, sensores de corrente no quadro de comando da bomba e relés de falta de fase para detectar eventuais falhas na alimentação do quadro de comando dos motores. Sinalização de operação manual, remota ou desligado. 6.3. Sistema de bombas de pressurização: Destinadas a manter uma pressão adequada de serviço nos sistemas hidráulicos, deverá possuir sensores de pressão máxima e mínima, controle de velocidade por malha fechada com algoritmo PID. Sistemas de bombas inteligentes com controladores e sensores de pressão integrados podem ser utilizados, neste caso a interface deverá ser serial em protocolo MODBUS ou BACNET. A supervisão deverá possuir chave de fluxo na saída das bombas, sensores de corrente no quadro de comando da bomba e relés de falta de fase para detectar eventuais falhas na alimentação do quadro de comando dos motores. Sinalização de operação manual, remota ou desligado. 7. CONTROLE DE ENERGIA POR DISCIPLINA Com o objetivo de evitar faltas ou falhas de energia em equipamentos essências do empreendimento, deverão ser instalados relés de falta de fase nos quadros de distribuição e nos alimentadores principais dos sistemas que possuem quadros de alimentação dedicados. Nos quadros de distribuição e alimentadores principais deverão ser instalados multimedidores de grandezas elétricas para medição individual por tipo de sistema ou disciplina. 8. SISTEMAS DE VENTILAÇÃO E EXAUSTÃO O controle da qualidade do ar nos ambientes deverá ser realizado por meio de sensores de monóxido de carbono (CO) e/ou de dióxido de carbono (CO2), que informam às controladoras o nível destes gases. As controladoras através de um algoritmo de cálculo de média entre os sensores ou de concentração pontual elevada acionam o sistema de ventilação forçada para renovação do ar e redução dos níveis dos gases. Filtros de ar adequados ao ambiente devem ser supervisionados em seu estado de uso e sujidade por meio de sensores de pressão diferencial. O sistema de ventilação deve ser supervisionado quanto ao funcionamento por meio de sensores de corrente, sensores de pressão do tipo pressostato e relés de falta de fase nos quadros de alimentação e comando dos ventiladores ou exaustores.
  6. 6. 9. SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO Os circuitos de iluminação das áreas comuns devem ser comandados por meio de contatoras comandadas por controladoras dotadas de algoritmos de controle configurável para as situações de uso de cada ambiente. Locais com circulação de pessoas deverão possuir sensores de movimento do tipo IVP (infravermelho passivo) que informação ao controlador a necessidade de ligar as luminárias no respectivo ambiente, temporizando o desligamento após um tempo definido em programação quando não mais detectada a presença no ambiente. O sistema deverá possuir a sinalização de quais circuitos de iluminação estão ligados e desligados, bem como permitir controle remoto por meio de cenários através da interface de operação do supervisório de automação. O sistema deverá ainda permitir o controle por agendamento de horários para ligar e desligar automaticamente circuitos específicos de iluminação decorativa, de segurança, etc. 10. CONTROLE DE DEMANDA E CONSUMO O controle de demanda compreende a capacidade de gerenciamento da demanda ou consumo dos diversos sistemas através de algoritmos de controle adequados. Os seguintes algoritmos de controle poderão ser utilizados: 10.1. Prioridade: Neste algoritmo, o usuário programa a prioridade do ponto a ser controlado, sendo o de maior prioridade o último a ser retirado, em uma eventual tendência de ultrapassagem de demanda, e o primeiro a ser religado quando a tendência normalizar. 10.2. Restritivo: Onde os pontos serão desligados/religados conforme programação de prioridades descrita anteriormente. Entretanto, este algoritmo permite a programação de um tempo máximo do ponto desligado que, quando cumprido, será religado e irá cumprir um novo tempo, denominado tempo de restabelecimento, quando o ponto estará ligado e fora do controle de demanda. Este tipo de algoritmo é muito utilizado em cargas térmicas, quando uma carga pode ser desligada por um determinado tempo sem perder calor e, quando religada, entra em restabelecimento. 10.3. Prioridade com programação horária: O qual segue as mesmas regras da prioridade, sendo que poderão ser desligados pontos que tenham sido ligados por programação horária, permitindo assim que um mesmo ponto acumule duas formas de atuação: programação horária e por demanda; 10.4. Controle Cíclico: Neste tipo de algoritmo normalmente é utilizado para atuações em pontos onde as cargas conectadas possuem o mesmo valor, em prioridade de funcionamento, em valor da carga em KW ou em ambos, caso em que estas cargas podem ser desligadas e religadas em forma de rodízio. No caso de combinações no uso dos algoritmos
  7. 7. prioridade e cíclico, em uma tendência de ultrapassagem de demanda serão desligados inicialmente os pontos programados como cíclico, para, só então e não havendo ocorrido a normalização da demanda, iniciar o desligamento dos pontos programados com prioridade. Também nos algoritmos cíclico e prioridades, é possível a programação não só do tempo entre desligamentos e religamentos de pontos, como o início de acionamento dos pontos na janela de 15 minutos. A programação destes tempos só será possível caso, como cálculo da demanda, tenha sido programada a forma de tendência ou janela deslizante. 10.5. Controle de gerador: Na hipótese de uma tendência de ultrapassagem de demanda, os pontos que tenham sido programados com este algoritmo serão acionados de maneira a ligar um gerador. Esse ponto permanecerá ligado por um tempo programado pelo usuário, independentemente do valor de demanda e, só será desligado ao final, quando houver sido cumprido o tempo, independente da normalização da demanda. 10.6. Controle residual: Cujo cálculo é baseado no valor da demanda quando todas as cargas controladas são retiradas. O número de cargas define os degraus de velocidade com que podemos aumentar ou diminuir. Por exemplo, se a demanda contratada é de 5 KW e a residual é de 1 KW e temos cinco cargas, os degraus serão de 1 KW. A curva da figura 1 ilustra como é o comportamento do algoritmo, onde DC é a Demanda Contratada e DR é a Demanda Residual. Ele permite que no início da integração de 15 minutos, ditada pela concessionária de energia elétrica a demanda média atinja valores maiores do que a contratada. À medida que o tempo vai chegando ao final do intervalo ele começa a retirar carga com a velocidade que for necessária para não ocorrer o estouro de demanda. Este algoritmo além de rápido diminui sensivelmente o número de chaveamentos. 11. SUPERVISÃO DO SISTEMA AR CONDICIONADO O sistema de ar condicionado do tipo VRV ou VRF deverá disponibilizar informações por meio de interface serial RS485 ou ethernet para comunicação com o sistema BMS através do protocolo BACnet ou MODBUS, para que sejam supervisionados os seguintes parâmetros do sistema:  Temperatura e umidade em cada ambiente;  Status dos equipamentos como fancoil, condensadoras, dampers;  Setpoints;  Status dos filtros de ar; A informações deverão ser visualizadas através de diagrama sinótico do sistema. 12. SUPERVISÃO NÍVEIS DE RESERVATÓRIOS Os níveis de todos os reservatórios deverão ser controlados por meio de sensores de nível linear ou discreto, de acordo com a aplicação desejada. Níveis com medição linear contínua serão os de cisterna e reservatório superior de água potável, de reuso, de
  8. 8. combate a incêndio. Níveis discretos serão para os poços de drenagem, de esgoto e águas cinzas. 13. SUPERVISÃO DE SISTEMA DE COMBATE A INCÊNDIO O sistema BMS deverá possuir informações sobre os seguintes equipamentos, sem no entanto, interferir na sua operação, apenas gerando alertas ou alarmes de acordo com uma lógica de supervisão adequada:  Status de registros e válvulas de governo;  Status dos pressostato;  Pressão na rede;  Status dos motores;  Status da alimentação do quadro de comando das bombas;  Nível dos reservatórios;  Status das chaves de fluxo; 14. SUPERVISÃO DE PORTAS E ROTAS DE FUGA E EVACUAÇÃO Todas as portas de emergência ou de rotas de fuga deverão possuir sensor de sinalização de status de fechada ou aberta, sendo este informado na tela do BMS, gerando alertas ou alarmes quando mantidas abertas por mais tempo que o permitido para eventuais circulações nos casos de escada internas ou quando abertas no caso de acessos externos. Caso existam fechos eletromagnéticos, deverão ser do tipo falha segura, no caso de falta de energia liberação da porta, com sinalização na central BMS. 15. SUPERVISÃO DA PRESSURIZAÇÃO ESCADA INCÊNDIO Os sistemas de pressurização das escadas de incêndio deverão ser comandados pelo sistema SDAI, com supervisão adicional pelo BMS, de modo a permitir realizar testes sem que haja necessidade de acionamento do alarme. A partir do BMS deverá ser possível as seguintes funções e informações:  Status dos ventiladores de pressurização;  Pressão na coluna de ventilação;  Status da alimentação do quadro de comando;  Alarmes dos inversores, quando houver;  Acionar o sistema por tempo determinado, sem no entanto, poder desligar. 16. SUPERVISÃO DE ELEVADORES Os elevadores poderão ser supervisionados em sua localização, capacidade de carga, alarmes em geral. 17. VISUALIZAÇÃO DA OPERAÇÃO EM TELAS SINÓTICAS Todos os sistemas deverão possuir telas gráficas sinóticas indicando o fluxo das informações ou do processo, interligações e localização no prédio. Deverão constar obrigatoriamente as seguintes informações:
  9. 9.  Localização de todos os equipamentos por meio de ícones com status codificados em cores;  Diagramas funcionais de cada sistema;  Diagrama elétrico dos sistemas;  Diagrama hidráulico dos sistemas;  Localização dos quadros de controladoras;  Localização dos quadros elétricos;  Plantas de todos os níveis;  Diagrama vertical do prédio para cada torre;  Quadro de cargas por meio de tabelas com demanda e consumo;  Gráficos de grandezas elétricas e medições de insumos;  Help on line com diagramas dos quadros e da rede;  Relatórios de eventos, de consumos, de gráficos, de configurações e parametrização das controladoras. 18. ALARMES E EVENTOS Todos os eventos deverão ser logados em base de dados relacional no padrão SQL, sendo analisados em tempo real através de lógicas de controle e algoritmos de tendências visando antecipar situações de risco ao sistema e ao empreendimento. (conforme projeto específico).

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