No Slide Title - Laboratório de Gestão de Energia
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Sistemas de Controlo Gestão de Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Sumário A automatização no contexto da gestão de energia Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE) 2003/04 GEEI 2 Automatização e gestão de energia Em primeiro lugar: concepção construção equipamento de uso final Em segundo lugar: 2003/04 educação do utente automatização (níveis de complexidade variáveis) GEEI 3 Gestão Técnica de Edifícios 2003/04 GEEI 4 Os sistemas de controlo e gestão de energia (SCGE) Tipos principais: 2003/04 pequenos sistemas autónomos, dedicados a uma função sistemas com integração de funções diversas, com área de influência alargada GEEI 5 Sistemas dedicados E/S limitadas Interface H-M simples Pré-programados, parametrizáveis Emissão de alarmes (tb. remotos) Comunicações 2003/04 GEEI 6 Sistemas dedicados Exemplos: sistemas de controlo de factor de potência controladores de ponta sistemas de arranque óptimo arquitectura mais simples do que a de um SCGE unidades semelhantes a cada UCL, com autonomia mas tb. com comunicações 2003/04 GEEI 7 SCGE multifunções Concentrados ligações com a instalação em estrela problemas de fiabilidade Distribuídos 2003/04 comunicações autonomia local em cada nó fiabilidade elevada GEEI 8 SCGE tipo mestre-escravo Unidade central Controlador de comunic. Unidade local Mux Unidade local I.Mux Mux Unidade local I.Mux Mux I.Mux INSTALAÇÃO - sensores e actuadores 2003/04 GEEI 9 SCGE com rede local Unidade local Unidade local Unidade local BUS Unidade local Unidade local 2003/04 GEEI 10 Subsistemas passíveis de gestão automática Perspectiva integrada: 2003/04 de energia eléctrica (incluindo alimentação de emergência) de detecção, alarme e controlo de incêndio de iluminação artificial de AVAC de transporte de segurança de comunicações GEEI 11 Funções de gestão Perspectiva integrada: 2003/04 supervisão da instalação gestão de energia gestão da manutenção segurança e tele-vigilância GEEI 12 Funções principais de GE controlo manual remoto e vigilância das instalações arranque/paragem de equipamentos na base de um calendário pré-programado limitação da ponta de consumo de electricidade controlo de cargas com acção sobre as condições ambiente (AVAC) 2003/04 GEEI 13 Controlo manual remoto e vigilância das instalações Funções de interface com o utilizador: 2003/04 sinalizações no visor (estados de pontos remotos, condições de alarme) parametrização de referências, horários, etc. actuação remota de cargas relatórios GEEI 14 Arranque/paragem préprogramados de equipamentos Substitui interruptores horários Evita / desvia consumos 2003/04 GEEI 15 Limitação da ponta de consumo de electricidade Pode ser implementada com controlador dedicado Necessita de coordenação com outras funções 2003/04 GEEI 16 Arranque/paragem óptimos de equipamento de AVAC Conforto aumentado Redução de encargos (potência e energia) Adaptação às características do edifício Melhor que interruptores horários 2003/04 GEEI 17 Integração de funções Tais como supervisão da instalação gestão de energia gestão da manutenção segurança e tele-vigilância Exige 2003/04 comunicações partilha de recursos (p.ex. DO’s) GEEI 18 Comunicações e standards sinalizações simples - insuficientes standards de comunicação (OSI) camada física características mecânicas eléctricas, ópticas modulação, sincronização camada de ligação de dados empacotamento detecção e recuperação de erros 2003/04 GEEI 19 Redes de campo Objectivo: assegurar o fluxo de informação entre sensores, actuadores e módulos de E/S e unidades de controlo local em ambientes distribuídos 2003/04 GEEI 20 SCGE em instalações existentes Em primeiro lugar: auditoria energética detalhada implementação das medidas básicas identificação das oportunidades de automatização Em segundo lugar: 2003/04 especificação funcional do SCGE acompanhamento da execução GEEI 21 SCGE em instalações novas concepção eficiente construção com qualidade controlada equipamento de uso final eficiente minimização do consumo (automatização) 2003/04 GEEI 22 Projecto geral Orientação Organização dos espaços Dispositivos - contribuição solar luz, calor, ventilação Arranjos exteriores Flexibilidade para coordenação entre sistemas e funções, para expansões 2003/04 GEEI 23 Automatização - até onde? Desde os dispositivos solar passivos luz natural + luz artificial free cooling ventilação natural Até à minimização do uso dos sistemas activos 2003/04 GEEI 24 Objectivos do edifício “inteligente” proporcionar um ambiente confortável e produtivo permitir uma gestão efectiva dos recursos responder com rapidez às exigências dos ocupantes 2003/04 GEEI 25 Coordenação de funções na fase de projecto, 2003/04 garantir comunicação entre sistemas e programas usando o mínimo de recursos garantindo o máximo conforto e segurança GEEI 26 Problemas com o uso de SGE Falta de auditorias prévias cuidadas Especificações desadequadas Falta de análise custo-benefício Falta de procedimentos de verificação na aceitação de equipamento 2003/04 GEEI 27 Problemas com o uso de SGE Não existência de plano de manutenção do SGE Ausência de verificação dos valores da saída, impedindo a sincronização (ajuste) constante do SGE Ausência de possibilidade de comando manual sobreposto nos controladores locais 2003/04 GEEI 28 Sistema Instabus EIB Comando e Gestão Técnica de Edifícios 2003/04 GEEI 29 Interligação do sistema: Linha de Bus Integração total de todas as aplicações, funções e serviços do edifício através de uma única linha de bus. Permite: •Gestão eficiente de energia •Fácil controlo e monitorização •Facilidade de expansão •Facilidade de adaptação 2003/04 GEEI 30 Instalação eléctrica com bus Actuadores Produtos de saída (potência) Rede de comunicação Sensores Produtos de entrada (sem potência) 2003/04 GEEI 31 Detector de movimento ON/OFF./Dim. ~ Inversor. Dimer Botão de pressão 2003/04 Carga ACTUADORES SENSORES Controlador de luminosidade instabus EIB Participantes são ligados ao instabus GEEI 32 Capacidade de um Sistema Instabus 15 áreas funcionais x com 12 linhas x com 64 devices ----------------11520 dev. 2003/04 GEEI 33 Linha principal Exemplo prático de uma estrutura AL Linha 4 AL Linha 4 AL Linha 3 AL Linha 3 AL Linha 2 AL Linha 2 AL Linha 1 AL Linha 1 Área funcional 1 = Área funcional 2 = BC Edifício 1 BC Edifício 2 Linha Vertebral 2003/04 GEEI 34 Interface com as Telecomunicações Funções: Rede Analógica Vigilância, sinalização e Telemanut. • Diagnóstico à distância • Telemanutenção Vigilância • Interligação em rede em vários sistemas EIB ISDN 2003/04 GEEI 35
