Automação Predial 4.0: A Automação Predial na Quarta Revolução
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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).
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.
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).
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 livro 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.
| Comprimento | 28cm |
| Edição | 1 |
| Idioma | Português |
| ISBN | 9788574529158 |
| Lançamento | 29/04/2019 |
| Largura | 21cm |
| Lombada | 3,6cm |
| Páginas | 688 |
| Volume | 2116,8 |
| Ano | 2019 |
| Sumário | PARTE I. O PROJETO 1. Automação Predial 4.0 1.1. Introdução 1.2. Os três pontos de ancoragem do passado 1.2.1. O sistema de automação predial
1.2.2. O sistema de telecomunicações
1.2.3. O sistema de gerenciamento de informação (rede de TI)
1.3. A tecnologia nos edifícios 1.4. Novos pontos de ancoragem – Revolução 4.0 1.5. Internet das coisas 1.5.1. A internet das coisas e a automação predial
1.5.2. A internet das coisas industrial (IIoT) e a automação predial 4.0
1.6. Processamentos na nuvem e na borda na área de TI 1.6.1. Cloud computing (processamento em nuvem)
1.6.2. Edge computing/Fog computing (computação na borda/névoa)
1.7. Integradores e serviços em nuvem 1.8. Automação e gerenciamento predial 1.9. Objetivos da tecnologia de automação predial 1.9.1. Gerenciamento e conservação de energia
1.9.2. Economia funcional
1.9.3. Flexibilidade de uso
1.9.4. Funcionalidade
1.9.5. Confiabilidade e segurança
1.10. Sustentabilidade pelo desempenho 1.11. A função retrofit 1.12. Os recursos da automação 1.12.1. Recursos básicos de monitoramento
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 2.4.1. A realidade aqui e em todo lugar
2.5. A evolução dos projetos prediais 2.5.1. Anos 70 (início da Terceira Revolução)
2.5.2. Anos 80
2.5.3. Anos 90
2.5.4. Anos 2000
2.6. O projeto da parte básica e da automação 2.7. O esquema de trabalho 2.7.1. A preocupação com o detalhe
2.7.2. O que evitar
2.7.3. Os resultados
2.8. O Programa de Gerenciamento Predial (PGP) 2.8.1. Ciclo 4.0, PGP e gerenciamento do ciclo de vida do projeto de automação
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 3.2.1. Programa e organograma
3.2.2. O coordenador do projeto
3.3. Análise do projeto 3.4. Grupos de recursos aplicáveis 3.4.1. Considerações do projeto 3.5. Definição básica dos subsistemas 3.5.1. Controle e automação do ar-condicionado
3.5.2. Subsistemas da infraestrutura predial básica
3.5.3. Subsistemas configurando “pacotes de fornecimento exclusivo”
3.5.4. Lista de pontos de automação/quadro de pontos
3.6. Divisão de responsabilidades do projeto 3.6.1. Serviços do projetista da automação
3.6.2. Serviços do projetista do ar-condicionado
3.6.3. Serviços do integrador a ser contratado
3.7. Definição da rede de controle 3.8. Etapas do projeto de automação predial 3.8.1. Estudo preliminar
3.8.2. Projeto básico
3.8.3. Projetos pré-executivo e executivo
3.9. O Integrador Master dos Sistemas Prediais (FMSI) 3.10. Debates e perspectivas 3.10.1. Tecnologia e custos
3.10.2. Quanto investir na automação predial
3.10.3. O retorno do investimento na automação
3.10.4. A impossibilidade de voltar ao passado
3.10.5. Facilidades do software de gerenciamento predial
3.10.6. A nova atividade da área de engenharia
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 4.4.1. Rede controladora predial
4.4.2. Rede de informática comercial
4.4.3. Rede de telecomunicações/telefonia
4.5. Integração das redes de automação e corporativa 4.6. Generalidades das redes 4.6.1. Modelos e padrões
4.6.2. Sistemas abertos
4.6.3. Arquiteturas de redes
4.6.4. A conectividade na automação
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 5.7.1. Programação da controladora
5.7.2. Memória auxiliar
5.7.3. Interface interna
5.7.4. Interfaces de comunicação
5.7.5. Firmware e software
5.8. O funcionamento do processador 5.9. Arquitetura da rede de automação predial 5.9.1. Um esboço do tipo unifilar
5.9.2. Nível N – Nuvem
5.9.3. Nível 1 (nível corporativo) (enterprise IT)
5.9.4. Nível 2 (nível do edifício) (network IT)
5.9.5. Nível 3 (nível de rede controladora local) (controller LAN)
5.9.6. O esquema executivo do integrador
5.9.7. A identificação do tipo de protocolo na leitura do esquema
5.10. Resumo e conclusão 6. Hardware das Redes de Automação 6.1. Introdução 6.2. Estação do terminal de controle 6.2.1. Dimensionamento do hardware do terminal de controle
6.2.2. Terminal web (servidor web)
6.2.3. Acesso externo por dispositivo móvel
6.2.4. Servidor corporativo
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 6.6.1. Pontos de hardware
6.6.2. Pontos de software
6.6.3. Outros requerimentos relativos a pontos de automação
6.6.4. Custos de serviços do integrador
6.7. Hardware e arquitetura de rede 6.7.1. Nível superior ou primário
6.7.2. Nível inferior ou secundário
6.8. Arranjo convencional da automação predial 6.9. Controladoras primárias 6.9.1. Tipos de controladoras primárias
6.10. Controladoras secundárias 6.10.1. Tipos de controladoras secundárias 6.11. Hardware de ativos de rede para automação 6.11.1. Hubs
6.11.2. Switches
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 7.4.1. Programação baseada em texto
7.4.2. Programação em blocos de função
7.4.3. Software de programação gráfica
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 7.8.1. Funções específicas do terminal de controle
7.8.2. A relevância discreta do terminal de controle
7.8.3. Programação e recursos gráficos
7.8.4. Telas gráficas
7.8.5. Relatórios
7.8.6. Programas do operador
7.8.7. Senha do operador
7.8.8. Registro histórico
7.8.9. Gerenciamento de manutenção
7.9. Recursos e funções das controladoras 7.9.1. Controle Digital Direto (CDD)
7.9.2. Partida e parada otimizada
7.9.3. Programação de tempo automática
7.9.4. Ciclo de serviço
7.9.5. Controle de temperatura
7.9.6. Controle de demanda
7.9.7. Amostragem de tendência
7.9.8. Evento inicial
7.9.9. Programação noturna
7.9.10. Processamento de alarmes
7.9.11. Função by-pass (override)
7.9.12. Analíticos de energia
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 8.9.1. Multiplexação digital
8.9.2. Multiplexação analógica
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 8.15.1. Topologia em estrela
8.15.2. Topologia em anel
8.15.3. Topologia em barramento
8.15.4. Topologia livre
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 9.2.1. A época dos protocolos proprietários
9.2.2. O progresso das padronizações
9.3. Sistemas abertos e sistemas fechados 9.3.1. Épocas e tendências
9.3.2. OPC (Open Platform Communications)
9.3.3. Uma dificuldade inesperada em sistema aberto
9.4. O que saber sobre protocolos 9.5. Modelos de comunicação 9.5.1. Modelo OSI/ISSO
9.5.2. Nível físico (1)
9.5.3. Nível de enlace (2)
9.5.4. Nível de rede (3)
9.5.5. Nível de transporte (4)
9.5.6. Nível de sessão (5)
9.5.7. Nível de apresentação (6)
9.5.8. Nível de aplicação (7)
9.5.9. O modelo 802 do IEEE
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 9.10.1. Controle de enlace lógico
9.10.2. Controle de acesso ao meio físico
9.10.3. Camada física
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 9.15.1. O encontro das redes corporativa e de automação
9.15.2. A divisão de espaço na largura de banda
9.15.3. Outras considerações
9.16. Redes compartilhadas 9.17. Uma rede corporativa problemática 9.18. Integração das redes em edifício não corporativo 9.19. Modalidades de comunicação 9.19.1. Cliente/Servidor
9.19.2. Peer-to-peer
9.20. Resumo e conclusão 10. Protocolos Abertos para Automação e IoT 10.1. Introdução 10.2. Uma revisão dos protocolos de acesso MAC 10.2.1. A função de acesso e seus métodos
10.2.2. As camadas baixas
10.2.3. Acessar ou irromper no meio físico?
10.2.4. Como gastar menos tempo na operação de acesso
10.3. Protocolos de acesso por contenção 10.3.1. A família de protocolos CSMA
10.3.2. Resumo dos protocolos por contenção
10.4. A evolução das redes Ethernet 10.5. Protocolos de acesso ordenado 10.5.1. Acesso por polling
10.5.2. Passagem por token
10.5.3. Resumo dos protocolos ordenados
10.6. Caracterização dos protocolos 10.6.1. O binômio produto-protocolo
10.6.2. O binômio rede-protocolo
10.6.3. Definições e características do software de protocolo
10.6.4. Bandwidth e throughput
10.6.5. Topologia e hardware de rede
10.7. Protocolos de controle/automação 10.8. ARCnet 10.8.1. Token e endereçamento
10.8.2. Características do ARCnet
10.8.3. Formato dos quadros do protocolo
10.8.4. Um protocolo determinístico
10.9. BACnet (Standard 135 – ASHRAE)
10.9.1. BACnet/IP
10.10. LonTalk (LonMark – Echelon Corporation) 10.10.1. Chip Neuron
10.10.2. LonTalk
10.10.3. As camadas do protocolo LonTalk
10.11. Discutindo o CSMA-p-persistente preditivo 10.12. Modbus 10.12.1. Características do Modbus
10.12.2. Comunicação mestre – escravo
10.12.3. Aplicações do protocolo Modbus
10.13. Esquema resumo de camadas e protocolos 10.14. Redes e protocolos para IoT 10.14.1. Protocolo LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)
10.14.2. Protocolo ZigBee
10.14.3. Protocolo EnOcean
10.14.4. Esquemas de conectividade 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 11.3.1. Transceptores
11.3.2. Condutores
11.3.3. A interface serial ponto a ponto
11.3.4. A interface serial multiponto
11.4. Padrões das interfaces 11.5. A interface RS-485 11.6. A conectividade das interfaces bidirecionais 11.6.1. Distâncias máximas
11.6.2. A interface RS-485
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 11.9.1. Uma ideia topológica suficiente
11.9.2. Configuração inicial
11.9.3. USB on-the-go (USB OTG)
11.9.4. Interface física
11.9.5. Conectores
11.9.6. Protocolo – Funções e características da 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 11.13.1. Fibras monomodo e multimodo
11.13.2. Transmissão de sinal
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 12.3.1. O sensor
12.3.2. O atuador
12.3.3. O terminal de controle
12.3.4. O terminal de trabalho
12.3.5. O gateway de interface do terminal
12.3.6. A controladora de interface
12.3.7. A controladora autônoma tipo CDD
12.3.8. A rede de controle
12.3.9. Unidades remotas, unidades de controle e terminal de controle
12.4. A evolução das redes de automação predial 12.4.1. Painel de supervisão dos anos 60
12.4.2. Central de supervisão dos anos 70
12.4.3. Rede de automação dos anos 80
12.4.4. Automação e controle distribuído dos anos 90
12.4.5. A automação e o controle distribuído na atualidade
12.4.6. Tendências do momento
12.4.7. Resumindo conceitos
12.5. Diferentes modalidades de redes de automação 12.5.1. Modelo I – Solução convencional de automação predial
12.5.2. Modelo II – Solução convencional de data center
12.5.3. Modelo III – Solução de rede CAN para pequeno CPD
12.5.4. Modelo IV – Solução convencional com unidades IP
12.5.5. Modelo V – Internet das coisas e soluções wi-fi
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) 13.3.1. O ZEB visto a partir de figuras e diagramas
13.3.2. O desafio do ZEB
13.4. Conservação de energia 13.5. O gerenciamento das instalações 13.6. Racionalização e economia 13.7. O controle de demanda 13.7.1. Operação de controle de demanda no prédio corporativo
13.7.2. Software de controle de demanda
13.7.3. A escolha da demanda máxima de contrato e o fator de carga
13.7.4. O medidor da concessionária
13.7.5. Recursos de controle de demanda do BMS
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 13.14.1. O impacto da demanda
13.14.2. Economizando e viabilizando
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 14.13.1. Água gelada = Energia
14.13.2. Volume de ar condicionado = Energia
14.14. Técnicas de controle e de distribuição de ar 14.14.1. Fan coil de velocidade constante e vazão variável com caixas VAVs
14.14.2. Fan coil de vazão variável com caixas VAVs
14.14.3. Fan coil com vazãp regulada por terminal
14.14.4. Recursos de programação
14.14.5. Recursos dos variadores de frequência
14.14.6. Controle da tomada de ar externo
14.14.7. A interface das unidades de controle secundárias
14.14.8. Monitoramento e controle do fan coil
14.14.9. Controle do fan coil e de CVAVs com wi-fi
14.15. O quadro de controle do fan coil
14.15.1. Divisão de responsabilidades e de escopo
14.15.2. O projeto executivo do integrador
14.15.3. A sistemática de trabalho entre as especialidades
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 14.23.1. O ponto de partida
14.23.2. Tela gráfica das motobombas primárias de água gelada
14.23.3. Tela gráfica dos chillers
14.23.4. Tela gráfica das motobombas secundárias de água gelada
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