Que es un controlador DDC?
Antes de que los microprocesadores llegaran a los cuartos de maquinas, los edificios se controlaban con dispositivos neumaticos: senales de presion de aire empujando compuertas y valvulas. El control digital directo reemplazo eso con una pequena computadora que corre las matematicas de control en software, y el controlador DDC es la caja que lo hace. Esta guia define el control digital directo, posiciona al controlador DDC como la contraparte del PLC en la automatizacion de edificios, distingue los controladores de campo especificos de aplicacion de los programables, y muestra como una capa de SCADA de nube agrega los puntos DDC de muchos edificios.
Controlador DDC en una línea: Un controlador DDC (control digital directo) es un dispositivo basado en microprocesador que lee sensores, corre logica de control en software y comanda actuadores para regular el equipo de climatizacion de un edificio. Es el analogo del PLC en la automatizacion de edificios: tiene puntos fisicos de entrada y salida, ejecuta lazos de control y secuencias, y puede programarse. El DDC reemplazo el control neumatico al mover la logica de control de mecanismos de presion de aire a software digital.
El control digital directo y como reemplazo a lo neumatico
El control digital directo significa que el lazo de control mismo se ejecuta digitalmente, en software corriendo sobre un microprocesador, en lugar de por un dispositivo mecanico o neumatico. El controlador muestrea una entrada - una temperatura, una presion, un flujo - calcula la respuesta requerida usando logica y algoritmos de control, y lleva una salida a una valvula, compuerta o ventilador. Como la logica vive en software, el mismo hardware puede implementar un lazo proporcional-integral, una secuencia de operaciones y enclavamientos, y todo puede cambiarse reprogramando en lugar de reencaminar tuberia de aire.
Los sistemas que el DDC reemplazo eran neumaticos: un termostato modulaba una senal de presion de aire que posicionaba un actuador, con todo calibrado mecanicamente. Ese enfoque funcionaba pero era dificil de afinar, se descalibraba y no podia coordinar con facilidad varias piezas de equipo ni reportar lo que hacia. El DDC trajo control preciso y repetible, la capacidad de graficar tendencias y alarmar, y visibilidad remota - un controlador puede reportar sus entradas y salidas a una capa supervisora, cosa que lo neumatico nunca pudo.
Es justo pensar en un controlador DDC como un PLC afinado para edificios. Ambos leen E/S fisica, corren logica de control en un escaneo y llevan salidas; las diferencias estan en el enfasis. Los controladores DDC estan optimizados para lazos de control analogico al estilo de climatizacion y para procesos de edificio mas lentos, hablan protocolos de edificio como BACnet, y estan empacados y con precio para las muchas tareas de control pequenas que un edificio contiene en lugar de para la manufactura discreta de alta velocidad. El traslape conceptual es por lo que un ingeniero de automatizacion que pasa del control industrial al de edificios encuentra el modelo mental familiar.
E/S universal, lazos embebidos y secuencias
Un controlador DDC se conecta al mundo fisico a traves de puntos de entrada y salida. Las entradas leen sensores - entradas analogicas para valores continuos como temperatura y presion, entradas digitales para estado de encendido y apagado como una comprobacion de ventilador o un interruptor. Las salidas llevan actuadores - salidas analogicas para modular una valvula o compuerta a una posicion, salidas digitales para arrancar y detener equipo. Muchos controladores modernos ofrecen puntos de E/S universal que pueden configurarse como analogicos o digitales, entrada o salida, lo que da al instalador flexibilidad y reduce el numero de variantes de controlador que hay que tener en existencia.
El valor del controlador es lo que hace entre leer entradas y escribir salidas. Corre lazos de control embebidos - lo mas comun lazos proporcional-integral que mantienen una temperatura o presion en consigna modulando una salida - y ejecuta secuencias de operacion que coordinan una pieza de equipo a traves de sus modos, como llevar un manejador de aire por el arranque, el enfriamiento ocupado, el economizador y el calentamiento. Los enclavamientos y las seguridades son parte de la misma logica, asegurando, por ejemplo, que un ventilador este comprobado corriendo antes de habilitar una etapa de calentamiento.
Esta combinacion - E/S mas lazos y secuencias embebidos - es exactamente la capacidad al estilo de PLC que hace a los controladores DDC los bloques de construccion de un sistema de automatizacion de edificios. Cada controlador es dueno de un pedazo de equipo y lo mantiene corriendo correctamente por si solo, sin necesitar una computadora central en el lazo para el control de rutina. Esa autonomia local importa, porque un edificio debe seguir acondicionando sus espacios aun si la red o la capa supervisora no esta disponible.
Controladores especificos de aplicacion frente a programables, y agregacion en la nube
Los controladores DDC vienen en dos clases amplias. Los controladores especificos de aplicacion, a veces llamados controladores unitarios, estan construidos y precargados para un trabajo particular - una caja VAV, una unidad fan coil, una bomba de calor - con una secuencia fija y un conjunto limitado de parametros ajustables. Son economicos, rapidos de comisionar e ideales para las muchas unidades terminales repetitivas de un edificio, pero su logica es en gran medida fija. Los controladores de campo programables, en cambio, son de proposito general: un ingeniero escribe logica personalizada para el equipo que sirvan, lo que se ajusta al equipo de planta central y a los manejadores de aire donde la secuencia es mas elaborada y especifica del sitio.
Estos controladores de campo se ubican debajo de un controlador supervisor, que es un dispositivo mas capaz que aloja las tendencias, los horarios, las alarmas y la interfaz grafica, y que ata muchos controladores de campo juntos en una red. La capa supervisora usualmente no corre los lazos locales rapidos ella misma; coordina, almacena historial y presenta el sistema a los operadores, mientras los controladores de campo mantienen el equipo corriendo. Este arreglo por niveles - controladores de campo especificos de aplicacion y programables debajo de un supervisor - es la forma estandar de un sistema de automatizacion de edificios.
Una capa de SCADA de nube extiende esa jerarquia hacia arriba y hacia afuera. En lugar de que el sistema supervisor de cada edificio sea una isla, una plataforma como Merobix puede recolectar puntos de los controladores DDC - tipicamente por BACnet a traves de la capa supervisora - y agregarlos a lo largo de todo un portafolio de edificios en un solo historiador y tablero. Eso permite a un operador graficar el mismo manejador de aire a lo largo de muchos sitios, comparar como se desempenan los controladores DDC de cada edificio, y recibir alarmas de forma central, sin iniciar sesion en cada front end. Para un dueno con muchos edificios, esta agregacion en la nube de datos DDC es lo que convierte una coleccion dispersa de sistemas locales en un portafolio que puede monitorearse y optimizarse como un todo.
Preguntas frecuentes
Es un controlador DDC lo mismo que un PLC?
Son primos cercanos. Ambos leen E/S fisica, corren logica de control en un ciclo de escaneo y llevan salidas, y el modelo mental se transfiere directamente. Las diferencias estan en el enfasis: los controladores DDC estan optimizados para lazos de control analogico de climatizacion y procesos de edificio mas lentos, hablan protocolos de edificio como BACnet, y estan empacados para las muchas tareas de control pequenas de un edificio en lugar de para la manufactura discreta de alta velocidad. Un controlador DDC puede describirse razonablemente como un PLC afinado para edificios.
Cual es la diferencia entre un controlador DDC especifico de aplicacion y uno programable?
Un controlador especifico de aplicacion (unitario) viene precargado para un trabajo, como una caja VAV o una fan coil, con una secuencia fija y solo unos pocos parametros ajustables, lo que lo hace barato y rapido de comisionar para unidades terminales repetitivas. Un controlador de campo programable es de proposito general, permitiendo a un ingeniero escribir logica personalizada, lo que se ajusta a manejadores de aire y equipo de planta central con secuencias mas elaboradas y especificas del sitio. Ambos se ubican debajo de un controlador supervisor.
Como se conecta un controlador DDC a una plataforma de monitoreo en la nube?
Los controladores DDC usualmente se comunican por BACnet y reportan a un controlador supervisor que aloja las tendencias y la interfaz del operador. Una plataforma SCADA de nube recolecta los puntos de los controladores - tipicamente a traves de esa capa supervisora por BACnet - y los historiza, de modo que el mismo equipo puede graficarse y alarmarse a lo largo de muchos edificios desde un solo tablero. Esto permite a un dueno monitorear un portafolio completo de forma central en lugar de iniciar sesion en el front end local de cada edificio por separado.
Servicios de automatización
¿Necesita convertir esta información en un sistema que funcione?
Merobix integra SCADA, programa PLC Allen-Bradley y Siemens, y diseña y fabrica tableros de control industrial.
Las solicitudes de reunión se revisan antes de confirmarse.