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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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13. Clasificación de las tecnologías de los automatismos
CIDA (Automatismos)
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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.
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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.
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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.
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18. Sistemas de control – Esquema general
CIDA (Automatismos)
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19. Lazo abierto
Dispositivos de SISTEMA DE ACTUADORES
entrada CONTROL
CIDA (Automatismos)
Percepción que el usuario
tiene de la instalación
USUARIO
INSTALACIÓN
Entrada Salida
Sist.
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20. Lazo cerrado
INFORMACIÓN ÓRDENES DE
DE SALIDA ENTRADA
USUARIO
CIDA (Automatismos)
Percepción que el usuario
tiene de la instalación
SISTEMA
DE CONTROL
ACTUADORES SENSORES
INSTALACIÓN
Entrada Salida
Sist.
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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.
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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.
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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.
24V
0V
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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.
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25. GUÍA-BT-51
Domótica – 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.
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26. GUÍA-BT-51
Domótica – 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.
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27. GUÍA-BT-51
Domótica – 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.
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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.
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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.
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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
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32. GUÍA-BT-51
Terminología
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.
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33. GUÍA-BT-51
Ejemplo 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.
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34. GUÍA-BT-51
Terminología
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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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