Jaime Díaz de la Cruz
Projetista de sistemas prediais desde o início da década de 70.
Formou-se em engenharia elétrica pela Escola de Engenharia Técnica de Las Palmas de Gran Canárias, Espanha.
Sócio fundador da CD Consultoria e Projetos (São Paulo, 1980), tem participado de inúmeros projetos prediais e industriais nas áreas de energia elétrica e de automação.
Atua nas áreas de coordenação e consultoria em serviços de projeto há mais de 38 anos, com destaque para projetos de grande porte, industriais e prediais.
Participa como membro do GENE (Grupo de Excelência de Negócios de Energia) do Conselho Regional de Administração de São Paulo (CRA-SP).
Eduardo Díaz de la Cruz
Projetista de sistemas prediais desde 2006.
Formou-se em engenharia elétrica pela Universidade Paulista em São Paulo.
Sócio-Gerente da CD Consultoria e Projetos, tem participado da coordenação e execução de projetos executivos de instalações elétricas e de automação de edifícios corporativos de grande porte.
Participa como membro do GENE (Grupo de Excelência de Negócios de Energia) do Conselho Regional de Administração de São Paulo (CRA-SP).
Eduardo Mario Dias
Professor titular na Escola Politécnica da USP.
Professor do programa de pós-graduação do Instituto de Radiologia (INRAD) da Faculdade de Medicina da USP (FMUSP).
Livre docente, Doutor e Mestre em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da USP.
Coordenador do GAESI/USP.
Membro do Conselho Superior de Inovação e Competitividade (CONIC) da Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (FIESP).
Membro da Comissão de Inovação do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP.
Maria Lídia Rebello Pinho Dias Scoton
Pesquisadora no GAESI/USP.
Mestra e Doutora em Ciências pela Escola Politécnica da USP.
Bacharel em Direito pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, Bacharel em Ciências Sociais pela Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas da Universidade de São Paulo (USP), Licenciada em Ciências Sociais pela Faculdade de Educação da USP.
O eBook Automação Predial 4.0 é um tratado prático de imediata aplicação na área de projetos.
Foi preparado com o objetivo de oferecer assimilação imediata pela sua simples leitura.
A abordagem dos temas orienta o leitor encurtando caminho entre a extensa base tecnológica disponível e sua aplicação nos projetos.
Na primeira parte foram apresentados conceitos relativos ao empreendimento e à conceituação que se pretende aplicar a cada novo edifício; a formação da equipe e a formulação dos critérios de projeto. Apresenta-se a proposta da elaboração inicial do chamado Programa de Gerenciamento Predial (PGP), que define escopos, diretrizes e tecnologia a ser aplicada para cada novo projeto.
Na segunda parte são apresentadas as redes que ocupam o moderno edifício corporativo/comercial. Nesta parte são introduzidos os temas básicos do hardware e software das redes de automação na área de edifícios. De forma ampla são apresentados os produtos desta tecnologia, permitindo ao leitor uma introdução consistente nos modernos sistemas de automação predial.
Na terceira parte é apresentado o sistema de comunicação focado na rede de automação predial, seus protocolos e tecnologias de TI. Em parte, a automação predial chega a nossas mãos pela via da rede corporativa; desta forma, a análise de uma rede de automação se faz possível quando utilizamos a base de seu sistema de comunicação, potencial e desempenho.
A quarta parte, a de maior volume, apresenta de forma particular os subsistemas prediais, isto é, as instalações de ar-condicionado, iluminação, sistemas críticos, sistemas de incêndio, reservatórios e bombas, gestão de energia, etc. A abordagem dos temas é objetivamente prática e de imediato aprendizado. Inicia-se cada assunto tratando dos diagramas funcionais dos sistemas para logo entrar na forma de elaboração dos quadros de pontos do projeto de automação e na descrição imediata das sequências de controle.
A quinta parte é dedicada a conclusões resumindo o atual cenário da automação predial e seu contexto dentro da Quarta Revolução. Para ambos os tratados se destaca a sua afinidade e idêntico percurso, pelas vias da digitalização e da conectividade dos processos.
Finalmente, são propostas duas recomendações aplicáveis à gestão da automação.
PARTE I. O PROJETO
1. Automação Predial 4.0
1.1. Introdução
1.2. Os três pontos de ancoragem do passado
1.3. A tecnologia nos edifícios
1.4. Novos pontos de ancoragem – Revolução 4.0
1.5. Internet das coisas
1.6. Processamentos na nuvem e na borda na área de TI
1.7. Integradores e serviços em nuvem
1.8. Automação e gerenciamento predial
1.9. Objetivos da tecnologia de automação predial
1.10. Sustentabilidade pelo desempenho
1.11. A função retrofit
1.12. Os recursos da automação
1.13. Resumo e conclusão
2. Empreendimento e Projeto
2.1. Introdução
2.2. Tecnologia e procedimentos
2.3. O edifício moderno e seu projeto
2.4. Os problemas são muitos
2.5. A evolução dos projetos prediais
2.6. O projeto da parte básica e da automação
2.7. O esquema de trabalho
2.8. O Programa de Gerenciamento Predial (PGP)
2.9. Ao comprar os projetos dos sistemas prediais
2.10. O que solicitar ao fornecedor final do BMS
2.11. O projeto visto pelo fornecedor final
2.12. Resumo e conclusão
3. O Projeto de Automação Predial
3.1. Introdução
3.2. O projeto de automação
3.3. Análise do projeto
3.4. Grupos de recursos aplicáveis
3.4.1. Considerações do projeto
3.5. Definição básica dos subsistemas
3.6. Divisão de responsabilidades do projeto
3.7. Definição da rede de controle
3.8. Etapas do projeto de automação predial
3.9. O Integrador Master dos Sistemas Prediais (FMSI)
3.10. Debates e perspectivas
3.11. Resumo e conclusão
PARTE II. AS REDES
4. Sistemas em Rede nos Prédios
4.1. Introdução
4.2. Analisando tendências
4.3. Controle e comunicação
4.4. As redes no edifício
4.5. Integração das redes de automação e corporativa
4.6. Generalidades das redes
4.7. A problemática (diluída) da integração
4.8. Conectividade com harmonia
4.9. Resumo e conclusão
5. Introdução à Rede Controladora
5.1. Introdução
5.2. Um padrão de controle característico
5.3. Controle distribuído
5.4. Uma mesa de conferências organizada
5.5. O terminal de controle no controle distribuído
5.6. Controladoras primárias e secundárias
5.7. A unidade controladora
5.8. O funcionamento do processador
5.9. Arquitetura da rede de automação predial
5.10. Resumo e conclusão
6. Hardware das Redes de Automação
6.1. Introdução
6.2. Estação do terminal de controle
6.3. Controladoras tipo CDD
6.3.1. Quadros de controle/automação
6.4. Hardware básico das controladoras CDD
6.5. Entradas e saídas analógicas e binárias
6.6. Pontos de automação
6.7. Hardware e arquitetura de rede
6.8. Arranjo convencional da automação predial
6.9. Controladoras primárias
6.10. Controladoras secundárias
6.10.1. Tipos de controladoras secundárias
6.11. Hardware de ativos de rede para automação
6.12. Resumo e conclusão
7. Software das Redes de Automação
7.1. Introdução
7.2. Firmware e software
7.3. Funções de software de comunicação
7.4. Configuração CDD
7.5. Sequências de controle
7.5.1. Metodologia das sequências de controle
7.6. Funções gerais de programação
7.7. Software de gerenciamento
7.8. Terminal de controle e servidor de rede
7.9. Recursos e funções das controladoras
7.10. Classificação das funções e seu âmbito
7.11. Resumo e conclusão
PARTE III. COMUNICAÇÃO
8. O Sistema de Comunicação
8.1. Introdução
8.2. A rede de comunicação em destaque
8.3. A geração e transmissão de uma mensagem
8.3.1. Os três passos de uma comunicação
8.4. Passo I – Geração de um pacote de informação
8.5. Passo II – Acesso ao meio físico
8.6. Passo III – Codificação de uma sinalização
8.7. Os problemas a vencer
8.8. Entrando nas comunicações
8.9. Conceitos e princípios da transmissão de dados
8.10. Protocolos síncronos e assíncronos
8.11. O controle de acesso ao meio físico
8.12. Codificação e sincronização
8.13. Transmissão e controle
8.14. Hardware e software das comunicações
8.15. Topologias básicas
8.16. Comunicação e controle – Uma visão global
8.17. Resumo e conclusão
9. Modelos de Protocolos
9.1. Introdução
9.2. A problemática da integração e dos protocolos
9.3. Sistemas abertos e sistemas fechados
9.4. O que saber sobre protocolos
9.5. Modelos de comunicação
9.6. Protocolo de controle de enlace lógico
9.7. Protocolo de acesso ao meio físico
9.8. Semântica do protocolo 802.3 (CSMA/CD)
9.9. Semântica do protocolo 802.4 (token passing bus)
9.10. Resumindo conceitos e funções das camadas baixas
9.11. Camadas das redes de controle
9.12. TCP/IP – protocolos do nível de integração
9.13. A modalidade atual em termos de comunicação
9.14. Redes corporativas e de automação com IP
9.15. O ingresso da automação na rede corporativa
9.16. Redes compartilhadas
9.17. Uma rede corporativa problemática
9.18. Integração das redes em edifício não corporativo
9.19. Modalidades de comunicação
9.20. Resumo e conclusão
10. Protocolos Abertos para Automação e IoT
10.1. Introdução
10.2. Uma revisão dos protocolos de acesso MAC
10.3. Protocolos de acesso por contenção
10.4. A evolução das redes Ethernet
10.5. Protocolos de acesso ordenado
10.6. Caracterização dos protocolos
10.7. Protocolos de controle/automação
10.8. ARCnet
10.10. LonTalk (LonMark – Echelon Corporation)
10.11. Discutindo o CSMA-p-persistente preditivo
10.12. Modbus
10.13. Esquema resumo de camadas e protocolos
10.14. Redes e protocolos para IoT
10.15. Retrospecto tecnológico
10.16. Resumo e conclusão
11. Interfaces e Meio Físico
11.1. Introdução
11.2. O hardware da camada física
11.3. Generalidades das interfaces tipo serial
11.4. Padrões das interfaces
11.5. A interface RS-485
11.6. A conectividade das interfaces bidirecionais
11.7. A opção da interface multiponto
11.7.1. O que lembrar na interface RS-485
11.8. A interface RS-232-F
11.9. A interface USB
11.10. Interfaces usuais na automação predial
11.11. O cabeamento das redes de dados
11.12. Cabos UTP e SFP
11.13. Cabos de fibra óptica
11.14. Cabo coaxial
11.15. Resumo e conclusão
PARTE IV. SUBSISTEMAS INTEGRADOS
12. O Sistema na Prática
12.1. Introdução
12.2. A composição do projeto
12.3. Componentes da instalação
12.4. A evolução das redes de automação predial
12.5. Diferentes modalidades de redes de automação
12.6. Generalidades da integração dos subsistemas
12.7. Procedimentos de integração
12.8. Integração com detecção e alarme de incêndio
12.9. Integração do controle de acesso
12.10. Integração da subestação e do grupo gerador
12.11. Salas de controle (BMS e segurança)
12.12. Resumo e conclusão
13. Gerenciamento de Energia
13.1. Introdução
13.2. A energia gasta nos edifícios
13.3. O edifício de energia zero (ZEB)
13.4. Conservação de energia
13.5. O gerenciamento das instalações
13.6. Racionalização e economia
13.7. O controle de demanda
13.8. Desligamento de cargas ou controle de cargas?
13.9. Flexibilização do controle de demanda
13.10. Tarifas de energia
13.11. Conceitos e modalidades tarifárias
13.12. Custos
13.12.1. Tarifas de uso do sistema de distribuição/transmissão (TUSD e TUST)
13.13. Mercado livre de energia
13.14. Metas para gerenciamento de energia
13.15. Controle CDD e gerenciamento de energia
13.15.1. Recursos do terminal de controle
13.16. Software analítico de energia
13.17. Resumo e conclusão
14. Automação do Ar-Condicional
14.1. Introdução
14.2. A especialidade ar-condicional – Automação
14.3. A época passada
14.4. Técnicas específicas de ar-condicionado
14.5. Sequências de controle de ar-condicionado
14.6. Controle distribuído e ar-condicionado
14.7. Controle de chillers e fan coils
14.8. Unidades resfriadoras com controle digital
14.9. Motobombas de água gelada e de condensação
14.10. Controle do ar
14.11. Unidades de tratamento de ar
14.12. Caixas de Volume de Ar Variável (CVAVs)
14.13. A energia elétrica no ar-condicionado
14.14. Técnicas de controle e de distribuição de ar
14.16. Controle e automação do sistema VRF
14.17. Qualidade e pressão do ar
14.18. Controle de entalpia
14.19. Recursos e facilidades de automação
14.20. Termoacumulação por gelo
14.21. Um esquema de termoacumulação
14.22. Automação da central de água gelada
14.22.1. O quadro de pontos da central de água gelada
14.23. Telas gráficas para ar-condicionado
14.24. Processo de controle de demanda de energia
14.25. Resumo e conclusão
15. Gerenciamento de Sistemas Críticos
15.1. Introdução
15.2. A supervisão dos sistemas críticos
15.3. Diversidade e inteligência distribuída
15.4. O sistema central de supervisão
15.5. O grupo das instalações de missão crítica
15.6. Supervisão e fornecimento de energia
15.7. A arquitetura dos sistemas críticos
15.7.1. A escolha do hardware de automação
15.8. Cabina primária e subestação transformadora
15.9. Geração de energia e transferência de cargas
15.10. Reserva e alimentação de óleo diesel
15.11. Chave de transferência automática (ATS)
15.13. Outros pontos de supervisão na área de TI
15.16. Chave de transferência estática (STS)
15.17. PDU rack (Power Distribution Unit rack)
15.18. A difusão dos alarmes
15.19. Simulação de uma falha de energia
15.20. A gestão do BMS 4.0
15.21. Resumo e conclusão
16. Controle de Iluminação
16.1. Introdução
16.2. Técnicas de automação para iluminação
16.3. Operação da iluminação
16.4. Dispositivos de controle
16.5. A geração de reatores de controle digital
16.6. Sistemas de iluminação mistos
16.7. Composição de sistemas de controle de luz
16.8. A tecnologia DALI
16.9. A interface DALI
16.10. Componentes DALI
16.11. Resumo e conclusão
17. Motobombas e Reservatórios
17.1. Introdução
17.2. Supervisão e automação de motobombas
17.3. Quadro de pontos de automação de motobombas
17.4. Automação de motobombas de água
17.5. Níveis de controle e demanda de energia
17.6. Modalidades de operação
17.7. Programação das sequências de controle
17.8. Automação de motobombas de poço e drenagem
17.9. Operação de motobombas de poço e drenagem
17.9.1. Quadro de pontos de automação
17.10. Solicitações para o sistema de automação
17.11. Monitoramento das redes de incêndio
17.12. Automação das motobombas de incêndio
17.13. Diagrama funcional da motobomba de incêndio
17.14. A motobomba jockey
17.15. Elementos de supervisão de reservatórios
17.16. Telas gráficas de motobombas e reservatórios
17.17. Motobombas de ar-condicionado
17.18. Resumo e conclusão
18. Detecção e Alarme de Incêndio
18.1. Introdução
18.2. Evolução de normas e produtos
18.3. Tecnologia e normas
18.4. Evolução de laços de detecção
18.5. Componentes e funções
18.6. Dispositivos do sistema de alarme de incêndio
18.7. Rotinas e sequências da central de alarme
18.8. Definição de zonas
18.9. Tecnologia e equipamentos
18.9.1. Controladora de laço SLC
18.10. Circuito de linha de sinalização (SLC)
18.11. Circuito de dispositivos de iniciação (IDC)
18.12. Circuito de sinalização de alarme (NAC)
18.13. Esquemas de circuitos
18.14. Classes de circuitos
18.15. Estilos de circuitos
18.16. Esquemas de conexão
18.17. Detector inteligente
18.18. Módulos de interface
18.19. Módulo de monitoramento
18.20. Módulo de controle
18.21. Módulo relé
18.22. Módulo isolador
18.23. Funções de controle de emergência
18.24. Verificação de alarme
18.25. Verificação de alarme positiva
18.26. Detecção e alarme por decisão compartilhada
18.27. Estratégias avançadas de detecção
18.28. Simulação de um incêndio
18.29. Combate a incêndio em áreas de TI
18.30. Funções de combate a incêndio
18.31. Pré-ação e supressão
18.32. Operação do sistema de pré-ação
18.33. Operação do sistema de supressão
18.34. Detecção de incêndio por aspiração
18.35. Controle de fumação
18.35.1. Recursos básicos previstos em normas
18.36. Um esquema de controle de fumaça
18.37. Resumo e conclusão
19. Controle de Acesso
19.1. Introdução
19.2. Funções básicas do software
19.3. Funções básicas do hardware
19.4. Filosofias de segurança
19.5. Configuração básica
19.5.1. Arquitetura de controle
19.6. Componentes do sistema
19.7. Estação de controle
19.8. Tipos de controle de acesso
19.9. Anotações sobre a base de dados do software
19.10. Configurações de redes e sub-redes
19.11. Controle de emergência e controle de acesso
19.12. Conexões de periféricos da controladora
19.13. Esquema geral de controle de acesso
19.14. Resumo e conclusão
PARTE V. CONCLUSÕES
20. Conclusões 4.0
20.1. Introdução
20.2. Progredir sem sobressaltos
20.3. Anotações sobre a nossa atualidade
20.4. Automação predial e diretrizes da Revolução 4.0
20.5. Transformação digital
20.6. Conectividade
20.7. A oferta da tecnologia IoT na automação predial
20.8. O modelo 4.0 para automação predial – recomendações
20.9. Final
Bibliografia
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