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Departament d’Educació

GESTIÓN TÉCNICA DE EDIFICIOS Iniciación al bus EIB Electricitat/Electrònica

GESTIÓN TÉCNICA DE EDIFICIOS

Realizado por:

Antoni Moreno Rey

IES SEP LA GARROTXA

Fecha: 18/01/2007

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PRÓLOGO

Esta documentación forma parte de una serie de manuales que un grupo de profesores de tres institutos de educación secundaria de Catalunya, como son: IES-SEP Comte de Rius de Tarragona IES Palau Ausit de Ripollet (Barcelona) IES-SEP La Garrotxa de Olot (Girona) han estado experimentando con diferentes materiales incluidos dentro de la temática de la automatización, el control y las comunicaciones industriales. Este equipo de profesores, formaron un grupo de trabajo, llamado EDCAI (Experimentación y Documentación en Control y Automatización Industrial), reconocido tanto por el Departament d’Educació de la Generalitat de Catalunya como por la empresa Siemens, con unos objetivos tan sencillos como claros y que se basaban en la realización de documentación realizada por profesores/as para profesores/as, y que además, pudiese servir como manual para los alumnos, esto quiere decir que se ha intentado realizar una documentación que sea fácil de seguir con unas explicaciones paso a paso de los diferentes procesos a realizar, para de esta manera poder alcanzar el objetivo propuesto en cada ejercicio. Este grupo de trabajo continúa trabajando en cada uno de los temas para poder ir actualizando día a día esta documentación, es por ello, que nos podéis enviar vuestras sugerencias a través de la información que encontrareis en la web dedicada a este grupo de trabajo y que desde aquí os invitamos a participar. www.iespalauausit.com/edcai/edcai.php Esperamos que el esfuerzo y dedicación que hemos realizado pueda ayudar a mejorar vuestra labor educativa.

Los profesores del grupo de trabajo EDCAI

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INDICE PÁGINA

1.

INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................................4

2.

EL ESTANDARD EIB.....................................................................................................................................6

2.1. Características del sistema EIB ............................................................................................................8 2.2. Topología de EIB ..............................................................................................................................10 2.3. ARQUITECTURA DEL CABLEADO EIB. ...............................................................................................12 2.4. DIRECCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES EIB .............................................................................13 3. ELEMENTOS EIB........................................................................................................................................14 4.

EJEMPLOS DE CONEXIONADO ...................................................................................................................14

4.1. Salida binaria ...................................................................................................................................14 4.2. Doble interruptor de persiana............................................................................................................15 4.3. Regulador universal ..........................................................................................................................15 4.4. Sensor de luz ..................................................................................................................................16 4.5. Aplicación calefacción sectorizada......................................................................................................16 5. PROGRAMACIÓN DE APLICACIONES ..........................................................................................................17 6.

5.1. FASES DE DISEÑO............................................................................................................................17 PRÁCTICA TUTORIAL:ENCENDIDO Y APAGADO DE LAS LUCES DE UN AULA ESCOLAR CON DISPOSITIVOS

EIB

19

6.1. INTRODUCCIÓ .................................................................................................................................19 6.2. DESCRIPCIÓ DE LA INSTALACIÓN.....................................................................................................19 6.3. COMPONENTES DEL SISTEMA...........................................................................................................21 6.4. CABLEADO DEL CIRCUITO ................................................................................................................22 6.5. PROGRAMACIÓN DE LA INSTALACIÓN ..............................................................................................25 6.5.1. Creación del proyecto ..............................................................................................................25 6.5.2 Definición de la estructura del edificio.......................................................................................28 6.5.3. Inserción de aparatos y configuración.......................................................................................31 6.5.4. Asignación y conexión de las direcciones de grupo ...................................................................38 6.5.5. Programación (transferencia) de direcciones físicas y aplicaciones ..............................................45 7. EJERCICIOS DE AMPLIACIÓN..........................................................................................................................52 7. EJERCICIOS DE AMPLIACIÓN..........................................................................................................................52 7.1. ENCENDIDO y APAGADO GENERAL ...................................................................................................52 7.2. ENCENDIDO y APAGADO POR PRESENCIA .........................................................................................53 7. TRABAJO DE SÍNTESIS EIB........................................................................................................................54 8.

GUIÓN ORIENTACIÓN DEL TRABAJO .........................................................................................................57

8.1. Diagrama de bloques del circuito.......................................................................................................57 8.2. Programación...................................................................................................................................58 9. NORMATIVA APLICABLE ............................................................................................................................71 10.

FUNDAMENTOS SOBRE REGULACIÓN DE TEMPERATURA CON EIB. .............................................................76

10.1 Fundamentos Teóricos de regulación .................................................................................................76 10.1.1 CONTROL ...............................................................................................................................76 10.1.2 REGULACIÓN ..........................................................................................................................77 10.1.3 COMPORTAMIENTO DINÁMICO................................................................................................78 10.1.4 LA REGULACIÓN PROPORCIONAL ............................................................................................80 10.2 Sistema EIB de regulación de temperatura mediante regulador ( termostato) y vàlvula proporcional. ....82 10.2.1 VALVULAS PROPORCIONALES ..................................................................................................83 10.2.2 ALGORITMO DE REGULACIÓN..................................................................................................85

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1.

INTRODUCCIÓN

La demanda de una flexibilidad más grande, más seguridad, una utilización eficiente de la energía consumida así como de un aumento

del

confort

en

los

espacios

destinados a la ocupación por personas, ha llevado a desarrollar nuevas tecnologías destinadas a la gestión técnica de edificios . Siguiendo

la

tendencia

simplificar el hardware las posibilidades

actual

de

aprovechando

que nos dan

las

comunicaciones informáticas, se puede hacer que con un simple par trenzado se controle la mayoría de dispositivos instalados en un edificio, substituyendo el cableado múltiple que caracteriza las instalaciones tradicionales, por una circulación de información que tiene lugar con el soporte de los hilos de comunicación instalados

para este propósito.

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En un sistema TIA (Totally Integrated Automation) existen, tal como muestra el se gráfico, múltiples posibilidades de control mediante bus de comunicaciones . La utilización de una u otra tecnología depende del nivel de comunicación que utilicemos así como de la aplicación de la instalación. Así por ejemplo, es habitual en instalaciones industriales el uso de PROFIBUS y bus ASI. En edificios residenciales y para a otras aplicaciones, es más habitual un bus pensado para este tipo de aplicación como X10, EIB, LONWORKS, etc.

EIB (Bus de instalación Europeo) es un bus estándar europeo, dedicado específicamente a la gestión técnica de edificios, por lo que actualmente existen numerosas firmas del sector que fabrican aparellaje eléctrico y material auxiliar por a las instalaciones.

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2.

EL ESTANDARD EIB

Las ideas iniciales de EIB nacieron en el año 1984, con el denominado INSTABUS, dando lugar posteriormente a un convenio entre diversos fabricantes europeos por el que

pasaría a

denominarse Bus de Instalación Europeo conocido por las siglas EIB. En el año 1.990 se creó la asociación EIBA, con sede en Bruselas, siendo el objetivo de esta

la homologación y difusión del

sistema EIB a Europa, la cual cosa es ya hoy una realidad.

Una instalación de EIB se diseña con un programa informático llamado

ETS (EIB Tool Sotware) o

Software herramienta del sistema EIB. Este programa lo desarrolla EIBA ( www.eiba.com) y es el mismo para a todos los fabricantes. Todos los aparatos son compatibles, lo que permite mezclar productos de distintas firmas. La última versión es la ETS3 y funciona en PCs con entorno Windows. Es muy intuitiva y fácil de usar, pudiéndose aprender su utilización en pocas horas de aprendizaje. El programa viene preparado para que cada fabricante pueda añadir sus propios productos mediante una base de datos específica. Existen "bases de datos " con los productos utilizables por EIB que pueden conseguirse gratuitamente solicitándolos las diferentes firmas, o vía Internet. Siemens dispone de la página:

http://www.ad.siemens.de/et/html_76/search/search_instabus_eib.htm

donde se pueden descargar incluso los drivers más actuales de sus dispositivos, así como la documentación complementaria en formato pdf con infromación técnica y instrucciones de funcionamiento de los mismos. Realizado por:

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2.1.

Características del sistema EIB

EIB consiste en una línea de dos hilos a los cuales se conectan una serie de aparatos denominados elementos de bus.

Los elementos de bus se dividen en tres categorías: sensores, actuadores y componentes del sistema. •

Los sensores registran las informaciones y sucesos del entorno y las envían por el bus en forma de telegramas de datos. Son sensores, por ejemplo, los pulsadores, detectores de presencia, receptores IR (infrarrojos), entradas binarias, etc.

•

Los actuadores reciben estos telegramas y los convierten en maniobras, por ejemplo, de conmutación o regulación.

•

Los elementos y componentes del sistema son necesarios para el funcionamiento de la instalación. Consisten en elementos modulares tales como los necesarios para la alimentación del bus (fuentes de alimentación) , acopladores

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de línea o área para

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conectar los distintos niveles del bus , elementos "interfase" para conectar los sistemas de programación o de monitorización (conexión de un PC al bus), etc.

A través de la línea de dos hilos, denominada bus, se transmiten las informaciones que los elementos envían y reciben. El bus llega a cada elemento de bus. Los sensores normalmente necesitan solo la conexión al bus. Los actuadores normalmente requieren conexión a la red de alimentación de 220 V para gestionar la carga, aunque existen algunos actuadores como son algunas electro válvulas destinadas a circuitos de calefacción que toman la alimentación de directamente del bus.

La tensión de red y del bus están separadas. Los sensores y los actuadores se eligen dependiendo de la aplicación específica que deben de

realizar. Se componen de un

acoplador de bus y de un modulo de aplicación con el correspondiente programa de aplicación. Los programas de aplicación son parte del banco de datos subministrados por el fabricante.

Estos programas se cargan en los elementos de bus, a través del interfase serie RS-232 (puerto serie), además de USB o ethernet a partir de la versión ETS3, que actúan de enlace entre el ordenador y el propio bus. Para ello, se utiliza el programa ETS, que sirve para realizar el diseño y puesta en funcionamiento de la instalación.

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EIB es un sistema descentralizado. Cada elemento EIB incorpora su propio microcontrolador. Los aparatos, sin necesidad de un elemento de control central, pueden intercambiar informaciones directamente a través del bus. Todos los aparatos son elementos del bus con los mismos derechos (funcionamiento multi-maestro). Para evitar colisiones y errores en las transmisiones de datos

se utiliza el protocolo

CSMA/CA.

EIB utiliza una tensión de seguridad. La alimentación es de 24 V (+6V/-4). Con una tensión inferior a 20 V se desconectan los elementos del bus.

La velocidad de transmisión de los datos es de 9,6 kBit/s (9600 bauds) y no se requiere resistencia de terminación en el bus.

2.2.

Topología de EIB

EIB esta dividido en secciones, que están jerárquicamente estructuradas. La entidad más pequeña es la Línea.

A cada línea pueden conectarse un máximo de 64 elementos (o más según especificaciones), además de una fuente de alimentación con un filtro.

Cada línea se puede conectar

a otra principal

mediante un acoplador de línea, pudiéndose conectar de esta forma hasta doce líneas a la línea principal.

Esto

constituye

un

Área.

En

instalaciones grandes pueden conectarse hasta 15 áreas a una línea de área, utilizando para esto acopladores de área.

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Cada línea principal y la línea de área requieren una fuente de alimentación y un filtro. En total pueden conectarse más de once mil elementos de bus.

El número total de aparatos se calcula:

Número total de aparatos = 15 áreas * 12 líneas / área * 64 aparatos/línea = 11520

Se utiliza un acoplador y una fuente para unir diversas áreas ( campos ) a la línea de área.

Cada linea necesita una fuente de alimentación y un acoplador de linea

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2.3.

ARQUITECTURA DEL CABLEADO EIB.

Como hemos dicho, la red EIB se estructura de forma jerárquica. La unidad más pequeña se denomina línea, a la cual se pueden conectar hasta un máximo de 64 dispositivos1.

La estructura del cableado del bus dentro de una misma línea es libre, es a decir, puede ser en línea, en estrella o en árbol. También puede ser una combinación de estas.

En el momento de de implementar físicamente el circuito se ha de respetar:

‰

que haya al menos una fuente de alimentación.

‰

que la longitud total no supere los 1000 m.

‰

que la distancia máxima entre la fuente de alimentación y un dispositivo sea menor de 350 m.

‰

que la distancia máxima entre dispositivos no supere los 700 m.

‰

que mínima la distancia entre dos fuentes de alimentación dentro de una misma línea sea mayor de 200 m.

Cada dispositivo tiene una dirección física de 16 bits asociada que le identifica unívocamente. La dirección de un dispositivo además define la localización de este en la red. Cada dirección se divide en área, línea dentro del área, y nombre de dispositivo.

1

Es posible instalar más elementos por linea hasta a un máximo de 256 si añadimos un acoplador de linea por cada 64 elementos Realizado por: Fecha: 18/01/2007 Página: 12/ 86 IES SEP LA GARROTXA Antoni Moreno Rey

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2.4.

DIRECCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES EIB

En el direccionamiento de los elementos dentro de la topología de EIB tenemos dos conceptos: las direcciones físicas y direcciones de grupo.

La dirección física equivale al "DNI" del elemento de bus y es única. Se escribe en el formato "Área. Línea. Elemento"

2.3.1

Ejemplo: El elemento programado con la dirección física 2.3.32 corresponde al elemento 32 de la linea 3 que pertenece al área 2

2.3.32

2.3.63

La dirección de grupo establece la ordenación de las relaciones entre los elementos de bus. Así por ejemplo, si un interruptor EIB ha de activar una salida binaria EIB, estos dos elementos tendrán la misma dirección de aunque necesariamente deben de tener direcciones físicas diferentes. Los elementos de bus son llamados siempre por su(s) direcciones de grupo, tanto en el caso de servicio como durante la programación. Las direcciones de grupo se componen de hasta 15 direcciones principales, con 2048 subgrupos cada una. Estas direcciones se asignan de la forma: "Grupo principal/Subgrupo"

Por ejemplo el elemento 2/53 es el subgrupo 53 del grupo 2.

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3.

ELEMENTOS EIB

Los elementos de EIB pueden ser de carril DIN, de encastar o de superficie. Básicamente existen tres tipos de elementos:

Elementos del Sistema - Fuente de alimentación, acopladores de bus y otros elementos de conexión Sensores - Pulsadores, termostatos, relojes, detectores de movimiento, sensores de luz, etc. Actuadores - Salidas binarias, reguladores, pantallas o paneles indicativos

El acoplador de bus es el componente principal de cada elemento de bus. Dotado de inteligencia, hace que cada elemento sea independiente y no haya un control central en el sistema, lo que le confiere más seguridad y autonomía ante t fallos o funciones críticas.

4.

EJEMPLOS DE CONEXIONADO 4.1.

Salida binaria

A partir de una orden recibida por el bus, cierra un contacto que hace de interruptor de subministro eléctrico de una lámpara.

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4.2.

Doble interruptor de persiana

Controla dos motores de persiana a partir de las órdenes recibidas por el bus.

4.3.

Regulador universal

Regula de forma analógica la tensión de una lámpara de incandescencia a partir de las órdenes recibidas por el bus. Puede estar asociado a un pulsador externo destinado a subir y bajar la luz.

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4.4.

Sensor de luz

Da al bus información sobre el nivel de luz donde está instalado. Esta información puede ser utilizada para activar o desactivar puntos de luz. Se alimenta de la tensión del bus.

4.5.

Aplicación calefacción sectorizada

A partir de un interruptor horario EIB y un termostato EIB, accionamos una válvula proporcional EIB asociada al radiador del local. Un contacto magnético permite parar la calefacción en caso de apertura de la ventana. En este ejemplo, todos los elementos son alimentados por la tensión de bus.

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5.

PROGRAMACIÓN DE APLICACIONES

EL PROGRAMA ETS (EIB Tool Software) permite programar y parametrizar los aparatos de bus del Bus de Instalación Europeo EIB, el cual permite el control de gran parte de las funciones de control en un edificio o vivienda.

El software ETS es una herramienta común y abierta

(es

independiente del fabricante del aparato) para el desarrollo de un proyecto EIB desde su fase de diseño hasta la fase de puesta en marcha y diagnosis.

El programa funciona de una forma muy sencilla y estructurada. Al iniciar el proyecto podemos elaborar una estructura de diversos edificios, dentro de los cuales podremos diferenciar zonas , en las que finalmente encontraremos las habitaciones. Dentro de cada habitación podremos seleccionar cada uno de los elementos que queremos incorporar. A cada elemento se le asigna una dirección que nos servirá para a acceder a un elemento en concreto. Para cada nueva instalación crearemos un nuevo proyecto.

5.1.

FASES DE DISEÑO

Los principales pasos a seguir en el diseño de una nueva instalación son:

1. Creación del proyecto. Se crea y documenta el proyecto a realizar.

2. Definición de la estructura del edificio. En este paso, se hace una división jerárquica de la estructura del edificio donde se ubica la instalación.

3. Inserción de aparatos y configuración. Se introducen los aparatos concretos a instalar en cada una de las partes del edificio. Antes de hacer este paso, es posible que sea necesario añadir la base de datos del fabricante concreto del material instalado. Realizado por:

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4. Asignación y conexión de las direcciones de grupo . En este punto, se generan los vínculos que relacionan los diversos componentes. Esta parte se podría considerar como la programación de la instalación.

5. Programación (transferencia) de direcciones físicas y aplicaciones. En este paso se programa la dirección física asignada al componente a instalar, y se envía el programa de aplicación a cada uno de los elementos del sistema.

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6.

PRÁCTICA TUTORIAL: ENCENDIDO Y APAGADO DE LAS LUCES DE UN AULA ESCOLAR CON DISPOSITIVOS EIB

6.1.

INTRODUCCIÓ

El objeto principal de esta práctica es el de iniciarnos en el campo de las instalaciones domóticas con EIB, ayudándonos a familiarizar con los conceptos de dirección física, grupos, elementos EIB, programas asociados, transferencia de aplicaciones, etc.

Por tanto, en este ejercicio

aprenderemos a utilizar algunos componentes y herramientas informáticas que forman parte del Bus de Instalaciones Europeo, aprendiendo a configurar y programar una instalación domótica básica.

Para relacionar este pequeño ejercicio en un entorno real, ubicaremos la instalación en una de las aulas de un centro educativo.

6.2.

DESCRIPCIÓ DE LA INSTALACIÓN

Se trata de diseñar la instalación de control de iluminación de un aula que dispone de dos líneas de fluorescentes distribuidas a lo largo de esta, de tal forma que sea posible mediante

dos

pulsadores

el

control

individual de cada una de las líneas según sea necesario.

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Este control sectorizado de la iluminación del aula se justifica teniendo en cuenta que la línea más próxima a las ventanas, solo se utilizará cuando la luz proveniente del exterior sea escasa, ya que durante el dia, la luz natural suele ser suficiente.

línea 1

línea 2 Ventanas

Cada una de las líneas de fluorescentes irá controlada por una salida binaria EIB que se activará o desactivará en función de dos pulsadores de doble posición que harán encender o apagar las luces en función de si pulsamos arriba o abajo respectivamente.

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6.3.

COMPONENTES DEL SISTEMA

Con objeto de realizar esta práctica configuraremos el entrenador de domótica con la siguiente estructura:

Interfase RS232

Fuente de alimentación

Doble Salida Binaria Doble pulsador

Lámparas

El sistema está formado por : •

1 Fuente de alimentación de 640 ma Es el elemento que proporciona subministro eléctrico al bus. Se alimenta de 220 V y da 2 salidas de corriente continua de 24 V (+6V/-4V): una

filtrada y una otra sin filtrar.

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•

1 Acoplador RS232 a EIB

Sirve para interconectar el ordenador de programación o de monitorización al bus EIB. La velocidad RS-232 es fija a 9600 bauds.

•

1 Pulsador doble de 2 posiciones Este pulsador consta de 2 botones. Cada botón se puede pulsar por su parte superior o bien por su parte inferior, consiguiendo funciones diferentes según la parametrización que programemos posteriormente. Por defecto, pulsar “arriba”

conecta y pulsar “abajo” desconecta. Este pulsador va montado sobre el correspondiente acoplador de bus (BCU).

•

1 Salida binaria de dos canales Estas salidas son en principio independientes, y consisten en un relé normalmente abierto que se cierra cuando recibe la orden por el bus.

Además, utilizaremos 2 Lámparas de incandescencia comunes, cable de de bus, cable de potencia, etc.

6.4.

CABLEADO DEL CIRCUITO

En primer lugar debemos conectar la alimentación de 220 V al módulo de alimentación así como del cable de comunicaciones al adaptador RS-232 por un lado, y a uno de los puertos serie libres del ordenador de programación por el otro extremo.

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A continuación efectuaremos el cableado del bus EIB (2 hilos) el cual, incorpora tanto la comunicación de datos

como una tensión

de alimentación continua, por lo que será

imprescindible respetar la polaridad en el momento de de realizar la conexión . Para esta función utilizaremos los hilos que incorporan una banana de 2mm, eligiendo los rojos para el terminal (+) del bus, y los negros para el terminal (-).

Seguidamente, utilizando los hilos con banana de 4mm, realizaremos las conexiones de potencia (220 V). El módulo que contiene la fuente de alimentación nos subministra varias salidas de 220 V, diferenciando entre la fase (terminal negro) y el neutro (terminal azul). Con objeto de seguir la normativa aplicable de baja tensión, cablearemos las conexiones de forma que el relé de la salida binaria (unipolar) corte el terminal de fase (en negro), llegando el neutro (azul) directamente a la bombilla.

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Una vez realizadas las conexiones de las dos salidas obtendremos un circuito similar al mostrado a continuación. Finalizado el cableado, ya estaríamos en condiciones de iniciar el proceso de programación.

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6.5.

PROGRAMACIÓN DE LA INSTALACIÓN

Tal y como se ha explicado en la partte teórica prévia, los principales pasos a seguir en el diseño de una nueva instalación son:

1. Creación del proyecto 2. Definición de la estructura del edificio. 3. Inserción de aparatos y configuración. 4. Asignación y conexión de las direcciones de grupo. 5. Programación (transferencia) de direcciones físicas y aplicaciones.

6.5.1. Creación del proyecto

Utilizaremos el software de programación ETS (EIB Tool Software) válido por a cualquier elemento EIB que utilicemos, siempre y cuando dispongamos previamente de la “base de datos” del fabricante del dispositivo.

Entremos clicando sobre el icono

Nos aparecerá una primera pantalla desde donde poder ir a las diversas funcionalidades del programa.

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Haciendo clic sobre diseño de proyecto nos aparecerá un menú que nos permitirá editar el proyecto de la instalación. Crearemos un nuevo proyecto clicando en nuevo

Nos aparecerá un formulario con diversas fichas de las cuales solo llenaremos en esta primera práctica las que son estrictamente necesarias tal como el nombre de proyecto, al cual denominaremos “Tutorial EIB” y la fecha de inicio que aparece de forma automática, pero con posibilitad de ser editada.

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Haremos clic en aceptar y se nos abrirá una hoja en blanco donde iremos configurando el proyecto de la instalación.

Aparecen dos ventanas. En la Ventana de la izquierda, podremos ir viendo la estructura y jerarquía de la instalación, y en la ventana de la derecha, veremos los componentes instalados y características asociadas a estos.

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6.5.2 Definición de la estructura del edificio

En este paso, crearemos la estructura del edificio donde está ubicada la instalación, es decir, definiremos el edificio, la parte del edificio (p.e. planta), y habitación o armario donde ubicar los componentes en este mismo orden, es decir , de forma jerárquica descendiente.

Haciendo clic en el botón derecho del mouse sobre la carpeta “Tutorial EIB” seleccionaremos la opción Nuevo edificio.

Nos aparecerá un formulario destinado a describir las características de este edificio.

Denominaremos al edificio “Escola” y editaremos un pequeño comentario descriptivo del edificio insertado. A continuación haremos Aceptar

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Observamos que dentro de la carpeta “Tutorial EIB” nos habrá aparecido el icono y nombre del edificio creado.

Haciendo clic con el botón derecho del mouse sobre el icono del edificio creado, seleccionaremos la opción Nueva parte de edificio, con objeto de ubicar la planta donde está situada el aula.

En el formulario que aparecerá, llenaremos el campo

Nombre con “primera planta”, y

editaremos un pequeño comentario descriptivo del edificio. Realizado por:

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En la ventana izquierda podremos observar que aparece el icono de planta ubicado dentro del edificio “Escola”.

Haciendo clic en el botón derecho de este icono, podremos insertar el aula donde haremos la instalación seleccionando Nueva habitación.

La denominaremos “Aula de electrónica” rellenando el campo Nombre del formulario que nos habrá aparecido en pantalla. En este formulario seleccionaremos la opción Habitación para indicar de qué se trata de un local y no de un armario. Realizado por:

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Haciendo Clic en Aceptar podremos finalmente visualizar la estructura creada durante este proceso de configuración.

6.5.3. Inserción de aparatos y configuración

Una vez definida la estructura, procederemos a insertar los elementos que componen la instalación. Solo es necesario insertar los elementos que deberán de ser programados. Por tanto, aunque la fuente de alimentación y el adaptador RS-232 a EIB son elementos del sistema, al funcionar de forma autónoma no será necesario insertarlos.

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Haremos clic en el botón derecho del mouse sobre el icono del aula, en la estructura del edificio y seleccionaremos Insertar aparato.

Nos aparecerá un formulario que permite filtrar la base de datos que contiene los diversos productos y elegir el deseado. Un mismo producto, como podria ser un pulsador, puede tener más de un programa de control diferente, que seleccionaremos según la función que deba de realizar. Así pues, es posible hacer que el pulsador encienda y apague una luz de forma alternativa (conmutador), o bien que pulsando, nos encienda una luz durante un tiempo (temporizador). Seleccionaremos el fabricante: “Siemens”, Familia de productos: “Pulsadores”, Tipos de producto: “Pulsadores, dobles”

Pulsando a continuación el botón Encontrar del formulario. Realizado por:

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Esto hará que el filtro de la base de datos de los productos, nos muestre todos los que cumplen estas características.

Nos hemos de asegurar en este paso de que el dispositivo seleccionado corresponde realmente al que físicamente disponemos

para esta instalación, ya que probablemente haya productos

similares que no se correspondan con el nuestro.

Comprobaremos que en la parte posterior del pulsador, su número de pedido de producto coincida con el que seleccionamos de la base de datos. En este caso , vemos que se trata del modelo “5WG1 211-2AB11” de Siemens.

Observamos en la base de datos que existen diversos programas aptos para este elemento, de los cuales seleccionaremos el que tiene por nombre “10 S2 Apa/Enc 220202” que es un programa que utiliza cada uno de los pulsadores para generar “telegramas” de encendido y apagado de grupos. Realizado por:

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La función que hace cada uno de estos drivers es una información que deberemos de de conseguir del fabricante de material.

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En el campo medio físico seleccionaremos “Twisted Pair” que indica que es un dispositivo que se conecta físicamente al bus de dos hilos. Existe también la modalidad “Power Line” que utilita corrientes portadoras para transmitir los telegramas por la red eléctrica existente, así como un sistema de transmisión de telegramas por Radiofrecuencia.

Una vez seleccionado el driver, haremos clic sobre el botón insertar, pudiendo observar después de esta acción que nos aparece en la ventana de componentes el símbolo del elemento seleccionado con una

Serie de información del producto , siendo los campos más relevantes la dirección física propuesta ( que posteriormente se puede editar) y que en este caso es la “1.1.1” ,así como el programa de aplicación que se le transmitirá , que es el “10 S2 Apa/Enc 220202 “.

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Repetiremos la operación con la salida binaria doble que tiene como número de pedido de producto el “5WG1 562-1AB01” con el programa de aplicación “11A2Binar 520501” que utiliza el dispositivo como dos salidas binarias independientes. Observamos el número de dirección física que ha tomado de forma automática el elemento es la “1.1.2”, que corresponde a un incremento automático en la dirección del anterior aparato seleccionado

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Selecciona Grabar del menú proyecto para grabar el proyecto .Como en cualquier trabajo con ordenador, es conveniente que efectuemos de forma periódica esta acción para evitar pérdidas de información.

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6.5.4. Asignación y conexión de las direcciones de grupo

En esta fase, configuraremos los elementos para interrelacionarlos entre sí, es decir, vincularemos cada uno de los pulsadores (generadores de “telegramas”) con los actuadores (salidas binarias) que se activan en función de los telegramas recibidos. En este caso haremos dos grupos: uno para cada conjunto de fluorescentes.

Grupo 0/0/1 El pulsador izquierdo, controlará el encendido y apagado del grupo de fluorescentes 1,asociado al canal A de la salida binaria. Grupo 0/0/2 El pulsador derecho, controlará el encendido

y apagado del grupo de

fluorescentes 2,asociado al canal B de la salida binaria. En resumen, la configuración de la instalación vendría reflejada por la siguiente tabla: Aparato

Dirección

OBJECTOS

GRUPO

PARAMETROS

DOBLE

1.1.1

1.1.2 DOBLE

BINARIA

SALIDA

PULSADOR

Física PULSADOR

Arriba

0/0/1

Activa grupo

ESQUERRE

Abajo

0/0/1

Desactiva grupo

PULSADOR

Arriba

0/0/2 Activa grupo

DERECHO

Abajo

0/0/2 Desactiva grupo

SALIDA

Canal A

Activo o no

0/0/1

BINARIA

según grupo Canal B

0/0/2 Activo o no según grupo

Para poder visualizar los objetos de cada uno de los componentes, seleccionaremos la casilla Mostrar objetos en la ventana derecha de la vista de edificio.

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Los objetos visualizados son los elementos que deberemos de relacionar entre si mediante los grupos.

Una acción que en ocasiones es necesario hacer de forma previa a la conexión de los grupos es la parametrización de los componentes, es decir, definir la configuración concreta de funcionamiento de los aparatos. Esta parametrización puede variar las características de los objetos del aparato, razón por la cual este ha de ser anterior a la conexión de los grupos.

En esta práctica, no modificaremos los valores que por defecto, incorporan los elementos utilizados. De todas formas, para comprobar esta parametrización en el pulsador doble, clicaremos con el botón derecho sobre el aparato de dirección “1.1.1” y seleccionaremos la opción Parámetros. Realizado por:

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En el formulario de configuración emergente, podremos consultar los valores que por defecto tiene cada uno de los botones del pulsador, así como la de los leds de monitorización asociados.

Aceptaremos los valores que hay por defecto. Para conectar el objeto “pulsador izquierdo arriba”, clicaremos con el botón derecho del mouse sobre este objeto y seleccionaremos la opción conectar con grupo

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En la ventana de conexión, indicaremos el número de grupo, así como del nombre que le asignamos para una documentación más comprensible. En la casilla Dirección ha de figurar “0/0/1” y en la casilla Nombre “iluminación aula electrónica fila 1”

Haz lo mismo con los otros objetos conectados al grupo 0/0/1.

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Para finalizar las conexiones de los grupos, haz lo mismo con los elementos del grupo 0/0/2. El nombre de este grupo será “iluminación aula electrónica fila 2” Después de conectar el primer elemento de cada grupo y definir el nombre, no es necesario volver a rellenar la casilla Nombre.

Les relaciones de grupo una vez finalizado el proceso serian:

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Si queremos ver la estructura de relaciones de grupos creada, lo podemos hacer de una forma más gráfica haciendo clic sobre el botón Grupos situado en la barra superior de menús.

Para una mejor documentación, modifica el nombre de los diversos grupos y subgrupos con objeto de obtener algo similar a lo que muestra la figura. Puedes modificar el nombre haciendo clic con el botón derecho del mouse sobre el grupo que quieres modificar. Realizado por:

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Aquí finaliza la fase de asignación y conexión de direcciones de grupo. Para poder transferir el programa a la instalación es preciso previamente salir de la pantalla Diseño de proyecto. Haz clic sobre el botón Salir de la barra de menú.

Antes de salir, el programa nos pide un comentario para poder elaborar el historial del proyecto en curso. Introduce el comentario. La fecha y hora, quedan registradas de forma automática.

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6.5.5. Programación (transferencia) de direcciones físicas y aplicaciones

Una vez elaborado el programa, deberemos transferirlo a la instalación. Para entrar en la pantalla de programación, pulsa :

Nos aseguraremos de que el cable de comunicaciones este conectado.

Para asegurarnos que las comunicaciones del programa están configuradas de forma correcta, iremos a opciones Æ configuración

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Aquí, comprobaremos que

el puerto COM seleccionado corresponde con el que estamos

utilizando en el ordenador. En caso contrario, deberemos de hacer la selección correcta.

Un vez comprobada la configuración, pulsaremos

aceptar. A continuación, abriremos el

proyecto que queremos transferir. Para hacer esto, iremos a proyecto Æ abrir, y seleccionaremos el proyecto que hemos editado en este ejercicio.

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Obtendremos una vista similar a la de diseño de proyecto, pero con menús relacionados con transferencia de la programación, test de la instalación, etc.

Haz un clic sobre el icono “Aula de electrónica” de forma que quede seleccionada ( sobre iluminada) Pulsando el botón

se nos abrirá un formulario destinado a transferir las

direcciones físicas y los programes de aplicación.

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Existe la posibilidad de programar por separado la aplicación y la dirección física. Esto es útil cuando los elementos ya tienen dirección física programada y solo queremos cambiar el programa de aplicación, o bien en el caso que solo queramos programar la dirección física previamente a su instalación, para enviar el programa posteriormente.

En esta práctica, programaremos de forma simultánea la dirección física y la aplicación de cada elemento. Pulsa Dirección física+Aplicación.

Aparecerá una ventana de ayuda que nos pide que pulsemos el botón de programación de dirección del elemento “1.1.1”

El programa queda parado y en espera de que pulsemos el botón de programación del interruptor doble.

Desmonta el mecanismo del interruptor doble de la BCU donde está conectado.

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y pulsa el botón de programación tal y como muestra la figura. Al hacerlo, se ilumina el led de monitorización.

Observaremos que el led se apaga (significa que ya ha sido programado con la dirección enviada) y que se inicia la transferencia de la aplicación, la cual cosa dura unos segundos.

Finalizada esta, el programa nos pide que pulsemos el botón de programación del segundo elemento. Pulsa el botón de la misma forma que el caso anterior. En este caso, el botón es accesible exteriormente.

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Una vez se apaga el led, se transfiere el programa y finaliza el proceso de programación.

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La instalación ya está lista para funcionar.

Para comprobar el funcionamiento, pulsando el botón izquierdo del doble pulsador se ha de encender y apagar una de las bombillas, y pulsando el derecho ha de hacer la misma función la segunda lámpara.

COMPROBADO

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FUNCIONAMENTO

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OBSERVACIONES

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7. EJERCICIOS DE AMPLIACIÓN 7.1. ENCENDIDO y APAGADO GENERAL Una ampliación útil de la ejercicio, seria la de poder tener un “pulsador master” que nos permitiera encender y apagar las luces de forma general.

Amplía la instalación con un tercer pulsador ( puedes utilizar el pulsador cuádruple) de forma que siempre que pulsemos “arriba” , se enciendan todas las luces apagadas del aula, y siempre que lo pulsamos en sentido contrario, se apaguen todas las encendidas.

Como a orientación, se puede comentar que seria necesario crear un tercer grupo, vinculado al nuevo pulsador, que también estuviese conectado a los dos canales de la salida binaria. •

Haz el diseño del circuito.

•

Programa la aplicación y comprueba su funcionamiento.

•

Haz una pequeña memoria que incluya como a mínimo: o Esquema de bloques ( croquis de la instalación) o Método de programación y explicación del programa o Material utilizado y presupuesto ( solo aparatos utilizados )

COMPROBADO

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FUNCIONAMENTO

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MEMÒRIA

OBSERVACIONES

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7.2. ENCENDIDO y APAGADO POR PRESENCIA Otra versión útil del ejercicio de iluminación del aula, seria la de poder tener un “control de presencia” que nos permitiera encender y apagar las luces de forma automática en función de que entrase alguna persona dentro del local o no.

Haz una instalación que substituya los pulsadores de control por un sensor de presencia EIB de forma que siempre que se enciendan las luces cuando haya alguien dentro del aula, y se apaguen en caso contrario. Configura el circuito de forma que presente la máxima utilidad posible.

•

Haz el diseño del circuito.

•

Programa la aplicación y comprueba su funcionamiento.

•

Propón y comprueba una ampliación de este ejercicio con objeto de hacerlo más practico a su implementación real (puedes incluir pulsadores, etc.)

•

Haz una pequeña memoria que incluya como mínimo: o Esquema de bloques o Método de programación y explicación del programa o Material utilizado y presupuesto (solo aparatos utilizados) o Documentación de la ampliación

COMPROBADO FUNCIONAMENTO AMPLIACIÓN MEMÒRIA OBSERVACIONES

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7.

TRABAJO DE SÍNTESIS EIB

PARTE BÀSICA Se trata de realizar una instalación domótica muy básica de la iluminación y calefacción de las aulas denominadas 11, 12 y 13 de de un instituto.

Se controlará: •

Luz de cada una de las aulas. Con tres pulsadores de dos posiciones, P11, P12 y P13 podremos encender y parar cada una de las salidas binarias que activan las luces

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respectivas de las aulas. Tendremos un cuarto pulsador Pg , también de dos posiciones, destinado a poner en marcha o parar todos los elementos. •

También incorporará un termostato UP252 que se deberá de configurar como regulador PI con salida PWM destinado a poner en marcha o parar una electroválvula comandada mediante una salida binaria. La electroválvula se simulará con una bombilla instalada de forma próxima al termostato. Este se preselecionará a 24 grados.

AMPLIACIÓN •

Un Sistema SCADA que utilitce OPC EIB que permita:

o Visualizar luces o Poner en marcha y parar luces de forma individual. o Poner en marcha y parar luces de forma global o Visualizar temperatura y estado de la electroválvula. o cambiar referencia de la temperatura

Este trabajo constará de los siguientes apartados:

PARTE BÀSICA 1. Instalación eléctrica en FUNCIONAMIENTO 2. Memoria del trabajo de instalación ( MÍNIMO 10 HOJAS excluidos los anexos)

2.1

Esquema de bloques

2.2

Método de programación y explicación del programa

2.3

Materiales utilizados y presupuesto ( solo aparatos utilizados )

2.4

Normativa del REBT aplicable ( ITC 51)

2.5

Manual de usuario de la instalación

2.6

Anexos : Aparatos utilizados

2.7

Presentación en PowerPoint

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AMPLIACIÓN

3. SCADA en FUNCIONAMIENTO 4. Manual del SCADA 5. Presentación en PowerPoint

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8. GUIÓN ORIENTACIÓN DEL TRABAJO 8.1. Diagrama de bloques del circuito Un dibujo esquemático que explicaría el ejercicio que queremos realizar seria:

En cuanto a la configuración del cableado tendríamos: Maqueta

Salida binaria aula

Salida binaria aula

Salida binaria aula i calefacció

Lamparas aula

Lampara aula i calefacción

Pulsador cuádruple

TermostatoEIB

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8.2. Programación

El EIB Tool Software es el programa que haremos servir para programar la aplicación de instalación domótica de este trabajo de síntesis.

La siguiente aplicación trata de realizar una instalación domótica de control de en luces y calefacción a las aulas 11, 12 y 13 del edificio principal de la escuela IES - SEP La Garrotxa.

Consta de cuatro pulsadores de dos posiciones, una para conexión y otra para desconexión. Los tres primeros corresponden a los pulsadores de control individual de cada aula, y el cuarto para realizar un control simultáneo de todas las aulas.

También consta de un termostato UP252, configurado como regulador PI, que tiene como a función poner en marcha y parar una electroválvula, que la simularemos con una bombilla

situada bajo el termostato, de forma que

por efecto de la radiación del calor varíe la

temperatura medida por el sensor del termostato. Abrimos el programa y clicamos sobre el boton “Diseño Proyecto”. Realizado por:

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Creamos un nuevo proyecto

Damos nombre al proyecto

Clicamos sobre el proyecto que hemos creado con el botón derecho del Mouse y seleccionamos: ”Nuevo edificio”

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Ponemos nombre y comentarios al edificio nuevo.

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Un vez insertado el edificio, clicaremos sobre el icono de este con el botón derecho de la rata y insertaremos tres habitaciones seleccionando nueva habitación. Seguidamente asignaremos nombre y comentario.

Una vez insertadas las aulas tendríamos algo parecido a:

Una vez configurada la estructura y jerarquía del edificio, insertaremos en las aulas (habitaciones) los aparatos que necesitemos para el control domótico de cada habitación. Realizado por:

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Para insertar los aparatos clicaremos sobre el aula deseada con el botón derecho de la rata, y seleccionaremos Insertar aparato.

Es importante recordar que sabremos que dispositivos hemos de elegir consultando la referencia del módulo físico, impresa en algún lugar de este.

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Para insertar las salidas binarias deberemos de seleccionar : Fabricante: Siemens. La familia de producto: salidas El tipo de producto: 2 salidas binarias

Seguidamente clicaremos en Encontrar y nos aparecerán todos los programas de aplicación destinados a módulos de salida binaria duales. Escogeremos que tiene la misma referencia del módulo físico con el programa adecuado. Repetiremos este paso para cada módulo que queramos insertar, ya sean salidas binarias, pulsadores, termostatos etc. En una instalación real, seria conveniente configurar la dirección de cada elemento instalado con la dirección del elemento físico de forma previa a su instalación, anotándola en cada elemento. Realizados los pasos anteriores, antes de elaborar el programa, y para simular una situación real, configuraremos las direcciones de cada uno de los aparatos, realizando posteriormente el cableado del circuito.

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Para ello, pulsaremos el botón Salir y en el menú principal iremos a Puesta en marcha, seleccionaremos los elementos cuyas direcciones deseemos programar y pulsaremos la tecla roja de Programar.

Clicar sobre: Programar dirección física

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Recordemos que emergerá una ventana en la pantalla donde se nos pedirá que pulsemos sobre el botón de programación del elemento físico. Pulsaremos sobre este, encendiéndose el led de monitorización, y una vez apagado este de forma automática, el elemento físico quedará configurado con la dirección transferida. Este paso se repetirá para cada elemento.

El paso siguiente será el de elaborar el programa del circuito (conexión de grupos). En primer lugar, podríamos programar los pulsadores. Por ejemplo le podemos dar la dirección 0/0/1 al primer pulsador, que será el que nos activará la iluminación del aula 11.

Al siguiente pulsador le podemos dar la dirección 0/0/2, y así sucesivamente hasta tener un grupo asignado a cada uno. Una vez configurado los pulsadores, configuraremos las salidas binarias instaladas en las aulas.

Para el aula 11, clicaremos el “Channel A” (Canal 1) con el botón derecho de la rata y le diremos conectar a grupo, asignándole el grupo 0/0/1. (el mismo que el del pulsador del aula 11)

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Después iremos al aula 12, clicaremos sobre el “Channel A” (Canal 1) con el botón derecho de la rata, le diremos conectar a grupo y el conectaremos al grupo 0/0/2, y con la aula 13 repetiremos el proceso. Solo nos hará falta asignar el cuarto pulsador que es el de control general de iluminación de todas las aulas con grupo 0/0/4. Este mismo grupo lo conectaremos a los pulsadores de control individual de cada una de las aulas. Para hacerlo, iremos aula 11 y donde habíamos asignado el grupo del primer pulsador (0/0/1) le diremos nuevamente conectar a grupo y le asignaremos el 0/0/4. Así esta salida binaria que nos activa la en luz del aula 11 estará asignada a dos grupos pudiendo por tanto realizar el control con cualquier de los dos pulsadores.

Asignación de dos grupos. 0/0/1 corresponde al primer pulsador, que activa y desactiva la iluminación del aula de forma independendiente.

0/0/4 corresponde al cuarto pulsador que activa y desactiva la iluminación de todas las aulas de forma simultánea. Realizado por:

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Hay que hacer lo mismo con las otras aulas para que todas puedan estar controladas desde el pulsador general Pg. Por último nos quedará por configurar el termostato con el grupo 0/0/5 sobre el “Channel B” (Canal 2) que corresponde a la segunda salida binaria del módulo de 2 canales utilizado para la iluminación del aula 13. Supondremos un control central de las tres aulas desde este “termostato”, que en realidad es un completo regulador, que asociaremos al grupo 0/0/5.

Una vez programada toda la aplicación volcaremos el programa en la instalación.

Para volcar el programa guardaremos el proyecto, saldremos de la pantalla Diseño Proyecto y clicaremos sobre la pantalla Puesta en marcha.

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Deberíamos de visualizar una pantalla similar a esta:

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Aquí, volveremos a ir de nuevo al icono

programar, seleccionando esta vez la opción

programar aplicación (recordemos que las direcciones ya las habíamos programado

previamente)

Una vez hecho esto la instalación ya está programada y lista para su funcionamiento.

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Para a una correcta simulación del sistema de calefacción, hemos de situar la bombilla controlada por la salida binaria de calefacción bajo del termostato. Con esto conseguiremos que este reciba el calor de la bombilla y varíe la medida de temperatura registrada por el sensor de este.

Recordemos también que los parámetros del termostato han de ser los adecuados para hacer que este trabaje como un regulador PI con salida por modulación de amplitud de pulsos (PWM).

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9. NORMATIVA APLICABLE ITC-BT-51 MINISTERIO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA INSTALACIONES DE SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN, GESTION TÉCNICA DE LA ENERGÍA Y SEGURIDAD PARA VIVIENDAS Y EDIFICIOOS

1. OBJETO Y campo O DE APLICACIÓN Esta Instrucción establece los requisitos específicos de la instalación de los sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad para viviendas y edificios, también conocidos como sistemas domóticos. El campo o de aplicación comprende las instalaciones de aquellos sistemas que realizan una función de automatización para diversos fines, como gestión de la energía, control y accionamiento de receptores de forma centralizada o remota, sistemas de emergencia y seguridad en edificios, entre otros, con excepción de aquellos sistemas independientes e instalados como tales, que puedan ser considerados en su conjunto como aparatos, por ejemplo, los sistemas automáticos de elevación de puertas, persianas, toldos, cierres comerciales, sistemas de regulación de climatización, redes privadas independientes para transmisión de datos exclusivamente y otros aparatos, que tienen requisitos específicos recogidos en las Directivas europeas aplicables conforme a lo establecido en el artículo 6 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión n. Quedan excluidas también las instalaciones de redes comunes de telecomunicaciones en el interior de los edificios y la instalación de equipos y sistemas de telecomunicaciones a los que se refiere el Reglamento de Infraestructura Común de Telecomunicaciones (I.C.T.), aprobado por el R.D. 279/1999. Igualmente están excluidos los sistemas de seguridad reglamentados por el Ministerio del Interior y Sistemas de Protección contra Incendios, reglamentados por el Ministerio de Fomento (NBE-CPI) y el Ministerio de Industria y Energía (RIPCI). No obstante, a las instalaciones excluidas anteriormente, cuando formen parte de un sistema más complejo de automatización, gestión de la energía o seguridad de viviendas o edificios, se las aplicarán los requisitos de la presente Instrucción además los requisitos específicos reglamentarios correspondientes. Realizado por:

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2. TERMINOLOGÍA Sistemas de Automatización, Gestión de la Energía 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 y bienes. Estos sistemas pueden tener la posibilidad de accesos a redes exteriores de comunicación, información o servicios, como por ejemplo, red telefónica conmutada, servicios INTERNET, etc.

Nodo: Cada una de las unidades del sistema capaces de recibir y procesar información comunicando, cuando proceda con otras unidades o nodos, dentro del mismo sistema.

Actuados: Es el dispositivo encargado de realizar el control de algún elemento del Sistema, como por ejemplo, electro válvulas (suministro de agua, gas, etc.), motores (persianas, puertas, etc.), sirenas de alarma, reguladores de luz, etc. Dispositivo de entrada:

Sensor, mando a distancia, teclado u otro dispositivo que envía información al nodo. Los elementos definidos anteriormente pueden ser independientes o estar combinados en una o varias unidades distribuidas. Sistemas centralizados:

Sistema en el cual todos los componentes se unen a un nodo central que dispone de funciones de control y mando.

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Sistema descentralizado: Sistema en que todos sus componentes comparten la misma línea de comunicación, disponiendo cada uno de ellos de funciones de control y mando.

3. TIPOS DE SISTEMAS

Los sistemas de Automatización, Gestión de la energía y Seguridad considerados en la presente instrucción, se clasifican en los siguientes grupos: - Sistemas que usan en todo o en parte señales que se acoplan y transmiten por la instalación eléctrica de Baja Tensión n, tales como sistemas de corrientes portadoras. - Sistemas que usan en todo o en parte señales transmitidas por cables específicos para dicha función, tales como cables de pares trenzados, paralelo, coaxial, fibra óptica. - Sistemas que usan señales radiadas, tales como ondas de infrarrojo, radiofrecuencia, ultrasonidos, o sistemas que se conectan a la red de telecomunicaciones. Un sistema domótico puede combinar varios de los sistemas anteriores, debiendo cumplir los requisitos aplicables en cada parte del sistema. La topología de la instalación puede ser de distintos tipos, tales como, anillo, árbol, bus o lineal, estrella o combinaciones de éstas.

4. REQUISITOS GENERALES DE LA INSTALACIÓN Todos los nodos, actuadores y dispositivos de entrada deben cumplir, una vez instalados, los requisitos de Seguridad y Compatibilidad Electromagnética que le sean de aplicación, conforme a lo establecido en la legislación nacional que desarrolla la Directiva de Baja Tensión n (73/23/CEE) y la Directiva de Compatibilidad Electromagnética (89/336/CEE). En el caso de que estén incorporados en otros aparatos se atendrán, en lo que sea aplicable, a lo requisitos establecidos para el producto o productos en los que vayan a ser integrados. Todos los nodos, actuadores y dispositivos de entrada que se instalen en el sistema, deberán incorporar instrucciones o referencias a las condiciones de instalación y uso que

deban cumplirse para garantizar la seguridad y compatibilidad electromagnética de la instalación, como por ejemplo, tipos de cable a utilizar, aislamiento mínimo, apantallamientos, filtros y otras informaciones relevantes para realizar la instalación. En el caso de que no se Realizado por:

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requieran condiciones especiales de instalación, esta circunstancia deberá indicarse expresamente en las instrucciones.

Dichas instrucciones se incorporarán en el proyecto o memoria técnica de diseño, según lo establecido en la ITC-BT-04. Toda instalación nueva, modificada o ampliada de un sistema de automatización, gestión de la energía y seguridad deberá realizarse conforme a lo establecido en la presente Instrucción y lo especificado en las instrucciones del fabricante, anteriormente citadas. En lo relativo a la Compatibilidad Electromagnética, las emisiones voluntarias de señal, conducidas o radiadas, producidas por las instalaciones domóticas para su funcionamiento, serán conformes a las normas armonizadas aplicables y, en ausencia de tales normas, las señales voluntarias emitidas en ningún caso soportarán los niveles de inmunidad establecidos en las normas aplicables a los aparatos que se prevea puedan ser instalados en el entorno del sistema, según el coniente electromagnético previsto. Cuando el sistema domótico esté alimentado por muy baja tensión n o la interconexión entre nodos y dispositivos de entrada este realizada en muy baja tensión n, las instalaciones e interconexiones entre dichos elementos seguirán lo indicado en la ITC-BT-36. Para el resto de los casos, se seguirán los requisitos de instalación aplicables a las tensiones ordinarias.

5. CONDICIONES PARTICULARES DE INSTALACIÓN Además de las condiciones generales establecidas en el apartado anterior, se establecen los siguientes requisitos particulares.

5.1 Requisitos para sistemas que usan señales que se acoplan y transmiten por la instalación eléctrica de baja tensión n

Los nodos que inyectan en la instalación de baja tensión n señales de 3 kHz hasta 148,5 kHz cumplirán lo establecido en la norma UNE-EN 50.065 -1 en lo relativo a compatibilidad Realizado por:

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electromagnética. Para el resto de frecuencias se aplicará la norma armonizada en vigor y en su defecto se aplicará lo establecido en el apartado 4.

5.2 Requisitos para sistemas que usan señales transmitidas por cables específicos para dicha función Sin prejuicio de los requisitos que los fabricantes de nodos, actuadores o dispositivos de entrada establezcan para la instalación, cuando el circuito que transmite la señal transcurra por la misma canalización que otro de baja tensión n, el nivel de aislamiento de los cables del circuito de señal será equivalente a la de los cables del circuito de baja tensión n adyacente, bien en un único o en varios aislamientos. Los cables coaxiales y los pares trenzados usados en la instalación serán de características equivalentes a los cables de las normas de la serie EN 61.196 y CEI 60.189 -2.

5.3 Requisitos para sistemas que usan señales radiadas Adicionalmente, los emisores de los sistemas que usan señales de radiofrecuencia o señales de telecomunicación, deberán cumplir la legislación nacional vigente del “Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias de Ordenación de las Telecomunicaciones”. http://www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/Archivos/rbt/ITC_BT_51.pdf

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10. FUNDAMENTOS SOBRE REGULACIÓN DE TEMPERATURA CON EIB. 10.1 Fundamentos Teóricos de regulación

El objeto de un sistema de regulación o control , es el de intentar mantener una o varias variables dentro de unos límites establecidos. Asi por ejemplo en un sistema de calefacción, el control o la regulación intentaria mantener la temperatura de la instalación en unos valores de confort.

10.1.1

CONTROL

El control de un sistema, es el proceso en el que una o más magnitudes, actúan como magnitudes de entrada e influyen sobre unas magnitudes de salida en función de unas reglas prefijadas mediante el sistema de control empleado.

Por lo tanto, en el ejemplo de la primera figura, se realiza una ORGANO DE AJUSTE

función de control, debido a que partiendo de una magnitud d’entrada, el caudal apreciado por el sistema de medida, se VALOR TEORICO

ajusta mediante la apertura adecuada de la válvula, a partir de la cual se espera obtener un caudal determinado..

AJUSTE

Una característica de este sistema, es que la cadena de control es un lazo abierto, es decir, que en ningún momento se comprueba si la magnitud sobre la que se actúa nos da el efecto deseado, es decir, no sabemos si el valor del proceso obtenido es en realidad el esperado.

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10.1.2

REGULACIÓN

Hablamos de un sistema de regulación cuando hacemos una comparación continua del valor actual del proceso y el valor deseado, actuando sobre este cuando existe una diferencia entre ambos valores, con el fin de corregir el error.

En este caso hablamos de una cadena de control en lazo cerrado, es decir, que se esta comparando continuamente el valor teórico y el valor real del proceso, con el fin de actuar sobre este último para mantenerlo ajustado al valor que nosotros hemos fijado. En el ejemplo anterior, el operario encargado de gestionar el caudal del fluido que circula por el conducto ( proceso) hace una lectura constante del valor de este, actuando en todo momento sobre la válvula

o elemento de ajuste para así obtener en todo momento el valor más

aproximado posible al cabal deseado. Por lo tanto, el objetivo de in sistema de regulación es el de igualar lo mejor posible una magnitud a regular a una magnitud predeterminada.

Por lo tanto, en la arquitectura de un sistema de regulación tendremos un proceso( por ejemplo de temperatura), en el que se desea regular un tramo determinado ( por ejemplo entre 20 y 40 ºC ), con lo cual haremos, ajustando adecuadamente un órgano de control ( por ejemplo unas resistencias calefactoras), que en función del error existente entre el valor deseado ( indicado por ejemplo mediante un botón con escala) y el valor del proceso, detectado por un sensor adecuado ( por ejemplo un sensor de temperatura PT100). EQUIPO DE REGULACIÓN Realizado por:

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10.1.3

COMPORTAMIENTO DINÁMICO

En ingeniería de control, un sistema controlado se caracteriza , en primer lugar por su comportamiento dinámico, el cual también determina el tipo de controlador. Frecuentemente, el denominado paso de respuesta del sistema controlado es usado para reflejar este comportamiento dinámico

El paso de respuesta revela como la variable controlada reacciona con un cambio en la variable controlada. . Esta está determinada por la medida de la variable controlada después de un escalón o paso de cambio de la variable controlada. Dependiendo del resultado del comportamiento dinámico, el sistema el sistema controlado se puede clasificar en: •

P.... Sistema controlado mediante comportamiento proporcional

•

I ... Sistema controlado mediante comportamiento integral

•

Sistema controlado por tiempo muerto

•

Sistema controlado por componentes almacenadores de energia ( retardadores de primer orden o superior), al cual perteneceria el sistema de temperatura a controlar, ya que este tipo de procesos presentan unas inercias térmicas bastante elevadas.

También debemos diferenciar entre sistemas controlados en los cuales el nuevo equilibrio se establece después de una perturbación o cambio en la variable manipulada y sistemas con una variable de cambio continuo., es decir: • Sistema con autorregulación ( con regulación intrínseca) el cual únicamente se modifica asta un nuevo valor de salida estable.

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• Sistema sin autorregulación ( sin regulación intrínseca). No llegan a un nuevo valor de estado.

Los sistemas sin autorregulación requieren un lazo de control cerrado, debido a que la variable manipulada tiene que ser cero tan pronto la variable controlada llega al valor de equilibrio requerido.

La experiencia demuestra que un sistema con autorregulación es más fácil de controlar que un sistema sin autorregulación, debido a que este último tiene tendencia a oscilar.

Un sistema de calefacción regulado, es claramente un sistema con autorregulación, ya que en caso de funcionar permanentemente los radiadores de la instalación , la temperatura tenderia a estabilizarse en el punto donde las pérdidas térmicas se igualaran con la potencia calorífica aportada.

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10.1.4

LA REGULACIÓN PROPORCIONAL

El regulador P, es un regulador que delante de una magnitud d’entrada en escalón ( provocada por ejemplo por un incremento instantáneo de la magnitud de referència W y por lo tanto del error Xd ó Xw), da a su salida una magnitud de ajuste Y igualmente en forma de escalón , proporcional al valor de la entrada, con un coeficiente de proporcionalidad denominado Kpr. e puede observar que en un lazo de regulación donde utilizamos un regulador proporcional, tiene que existir siempre una desviación reguladora Xw permanente, puesto que si esta fuese cero, tendríamos que Yp=-Kpr*Xw = 0 i por lo tanto el elemento de ajuste no daría salida.

Cuanto más grande es la ganancia del regulador, más pequeña es la desviación reguladora permanente. Aún así, si aumentamos demasiado esta ganancia Kpr, el sistema puede entrar en oscilación. Con todo, podemos deducir, que la ganancia Kpr del regulador será un compromiso entre una mínima regulación permanente y una buena estabilidad del lazo de regulación Realizado por:

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Un regulador proporcional es un regulador con respuesta rápida, pero que siempre va unido a la existencia de una desviación permanente, es decir, que siempre trabaja con error. La magnitud de salida de este regulador se puede ajustar a partir del coeficiente de proporcionalitad Kpr. .

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10.2 Sistema EIB de regulación de temperatura regulador ( termostato) y vàlvula proporcional.

mediante

Un sistema de regulación de temperatura, se puede realizar facilmente configurando de forma adecuada los parámetros del regulador de temperatura EIB con referencia SIEMENS 5WG1252-2AB13 .

Aunque este dispositivo suele recibir el nombre de “termostato”, en realidad es un completo regulador PI ( regulador proporcionalintegral)

con

salida

analógica

o

por

PWM ( modulación de anchura de pulsos).

Para que el proceso de regulación se pudiera llevar a cabo, se han es necesario un elemento de control, como pueden ser válvulas proporcionales Siemens tipo 5WG1560-7AH01.

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10.2.1

VALVULAS PROPORCIONALES

Las válvulas proporcionalesSIEMENS 5WG1560-7AH01 vienen provistas para poder ser acopladas en las entradas de los del circuito de agua de los radiadores ( paso de rosca M30x1.5).En estas válvulas no es necesaria alimentación externa, debido a que tienen suficiente con la alimentación del bus. La programación de la dirección física se realiza mediante la aproximación de un imán a la válvula. 1- Módulo de pilotaje y comunicación electrónico 2- Habilitador de servicio 3- Detector de posición 4- Reductor y engranaje derecho 5- Motor/Reductor de corriente continua

FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA:

En la misma válvula se aplica un pequeño sistema de autorregulación, de manera que abre mas o menos el paso del fluido ( circuito de agua de calefacción), dependiendo de las ordenes o “telegramas “ que recibe a trabés de la línea de bus. La forma en que la válvula cierra mas o menos el paso del agua, podríamos relacionarlo con la forma en que nosotros ajustamos las válvulas convencionales. Cuando nosotros cerramos el paso de caudal, lo que estamos haciendo es apretar una pequeña lengüeta en el interior de la válvula que al mismo tiempo nos cierra el paso del caudal. En las válvulas proporcionales, esta función la realiza el motor de corriente continua que llevan incorporado, de manera que el efecto es el

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mismo que obtenemos en una válvula convencional si cerramos el paso de líquido ( la transmisión de la fuerza del motor al dispositivo de cierre se hace mediante engranajes).

MOTOR//REDUCTOR

LINEA DE BUS

PASO DE CAUDAL

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10.2.2

ALGORITMO DE REGULACIÓN

En el algoritmo de regulación del conjunto vàlvula – termostato ,algoritmo de regulación PI , Gracias a la componente proporcional del sistema, las válvulas reaccionan de inmediato frente a una variación de la temperatura indeseada, de modo que abren o cierran la entrada de agua al radiador en proporción a la diferencia que existe entre la temperatura detectada por el sensor de la vàlvula y el valor que nosotros hemos fijado o Set Point, mediante el botón del termostato o l parametrización de la instalación.

La acción integral añade a la proporcional otra magnitud de salida con un cierto retardo, de forma que la apertura y cierre de las válvulas se acaba de ajustar lentamente hasta conseguir el valor de temperatura deseado. Realizado por:

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La asociación de la valvula con el regulador, se realiza conectando al mismo grupo la salida “control value” del regulador con la entrada “control variable” de la vàlvula.

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