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Já muito se disse sobre a necessária

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Academic year: 2021

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6| Maio/Junho climatização climatização Maio/Junho| 7

J

á muito se disse sobre a necessária poupança energética nos edifícios como a via prioritária para alcançar-mos um patamar de rentabilidade, eficiência e sustentabilidade nos pró-ximos anos. Os edifícios são o ponto crítico e fracturante quando sabemos que representam cerca 40% do consu-mo geral. É aqui que é urgente actuar, investir e mudar comportamentos se quisermos atingir as metas da UE para os próximos anos, onde em 2020 os edi-fícios deverão ter um balanço energético muito próximo do “0” e produzir a quase totalidade da energia que consomem via fontes renováveis. Este é apenas um primeiro passo para um caminho mais

ambicioso: pretende-se que os edifícios passem a ter um papel energeticamente dinamizador a nível local. Os edifícios irão passar de consumidores a produtores e reguladores dos consumos numa lógica de aproveitamento das suas cargas tér-micas e consequente distribuição para os edifícios residenciais.

Mas se este é o caminho, importa pôr os pés na terra e perceber os factores a ter em conta. Indiscutivelmente o recurso às renováveis, a excelência do projecto, das instalações e das soluções técnicas na área da climatização são determi-nantes para eficiência energética nos edifícios. Acontece que, nos edifícios de serviços, na maioria das vezes, os

factores não se esgotam aqui e há que dar a devida importância a outras áreas cuja contribuição pode ser enorme e decisiva para chegarmos lá. Ou seja, o potencial de poupança de um edifício vai para além destas áreas. Um siste-ma de gestão técnica centralizada (GTC) bem dimensionado e operacionalizado pode acrescentar uma poupança de até 24% às tradicionais instalações. A gestão técnica centralizada tem de ser encarada hoje como um elemento essencial na estratégia de eficiência energética de um edifício e o seu papel tende a ganhar cada vez maior importância à medida que caminhamos para maiores níveis de exigências. Chegamos lá se olharmos

para todos os pormenores e a GTC é hoje muito mais do que um pormenor.

Falta de formação

A gestão da energia e o controlo fazem parte dos sistemas integrados com vis-ta à eficiência e gestão dos consumos dos edifícios. A nossa regulamentação térmica obriga à implementação destes sistemas e a nova Directiva que aí vem reforça esta necessidade. De facto, as novas exigências, no âmbito da qualidade dos edifícios dependem desta área de negócio e o mercado tem evoluído muito nos últimos anos. Mas será que a GTC está a ser devidamente tratada? Haverá a noção da importância da gestão e do

TEMADECAPA

pOr | rITA ASCENSO

O potencial de poupança num edifício vai para além da excelência do projecto,

instalações e recurso às renováveis. A gestão técnica centralizada pode

acres-centar uma poupança no consumo até 24% e tem que ser encarada hoje como

um elemento essencial na estratégia de eficiência energética de um edifício. A

falta de informação e formação são o principal obstáculo...

Gestão técnica centralizada

Um enorme potencial

de poupança!

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controlo na prossecução dos objectivos e consumos apontados? É fácil entender que nesta lógica de integração, a GTC deve começar nos gabinetes de projecto. Ao que conseguimos apurar, o principal problema está na falta generalizada de conhecimento e domínio da matéria. Trata-se de uma especialidade e a sua desejada integração com a actividade de projecto poucas vezes é conseguida. Como consequência, a dificuldade em defender uma boa solução de GTC, ou pela deficiente formação ou pela pouca experiência do projectista, leva a que o cliente final con-sidere este serviço um investimento desnecessário e opte por soluções menos favoráveis ao desempenho geral do edifício. É por isso que se defende a formação nesta área sobretudo ao nível dos peritos qualificados. Um repto que o projectista Carlos

GTC em poucas

palavras

Garantir a eficiência energética de um edifício não passa apenas por ter equipamentos eficientes, mas depende também da forma como é feita a gestão dos consumos de energia. Os sistemas de Gestão Técnica Centralizada (GTC) existem para assegurar uma gestão adequada, permitindo monitorizar, controlar, comandar e gerir, de forma integrada, as várias instalações existentes no edifício, tais como climatização, águas quentes sanitárias (AQS), contadores de energia, iluminação, segurança, entre outros. O sistema permite automatizar a um nível óptimo o funcionamento dos equipamentos de acordo com as necessidades de conforto de cada utilizador. Os sistemas de GTC incluem os equipamen-tos/instalações (hardware) e um software e funcionam sob o princípio da integração de subsistemas, ou seja, a partir desse software comum é possível coordenar as diversas instalações existentes. Estas podem ser de fabricantes diferentes, têm apenas de comunicar no mesmo protocolo (caso contrário é necessário um equipamento intermédio – “gateway” - que permita a troca de informações).

Os ganhos no consumo da energia podem ser obtidos com a optimização de uma série de funções. por exemplo, nos siste-mas de climatização estes podem ser atingidos com o ajuste da temperatura no “setpoint” no sistema de climatização, a programação horária das máquinas de produção térmica e dos propulsores de distribuição de acordo com as reais neces-sidades de carga térmica dos edifícios, a gestão do comando alternativo dos chillers e das bombas de calor ou da entalpia e da humidade do ar ou a integração do controlo de produção de energias renováveis, cogeração e redes de distribuição de calor/frio. Os resultados são uma redução dos consumos e, em consequência, da factura energética, menos emissões de CO2 e, também, uma melhoria no nível de conforto.

Os GTC são essenciais nos grandes edifícios de serviços, mas podem ser instalados noutros quaisquer, havendo já instalações próprias para o sector residencial. Estima-se que estes sistemas permitam poupanças na ordem dos 15 a 20% e, para além disso, no caso de anomalia ou avaria, estes enviam avisos e alertas ao serviço de manutenção, para que sejam tomadas as medidas necessárias à sua correcção.

Soares reforça. “Deveria haver mais formação nesta matéria ao nível do projecto e dos peritos qualificados”, porque, segundo o especialista, “o conhecimento dos fundamentos e das po-tencialidades deve ser transversal a todos os intervenientes no processo de concepção, projecto, utilização, exploração e manutenção, dada a interdisciplinaridade deste tema”. Carlos Aires, também projectista, vai mais longe e define a GTC como “um projecto sem dono”. para este especialista, “a solução de GTC ou faz parte do projecto de AVAC ou aparece no projecto de Instalações Eléctricas. Admito que a importância que cada um lhe dará dependa da sua formação e da sua actividade principal. Como solução abrangente e muito dependente de várias especialidades é frequentemente maltratada por falta de tempo e falta de informação dos restantes projectistas”. para estes projectistas, é indiscutível a importância da evolução da GTC para a qualidade dos edifícios. Carlos Aires lembra que “a GTC surgiu com os sistemas de controlo digitais programáveis e com capacidade de comunicação (DDC) e ultrapassa já o âm-bito dos sistemas AVAC (preocupados com o conforto térmico e com a qualidade do ar ambiente), integrando a supervisão das restantes instalações técnicas dos edifícios (eléctricas, bombagem de água, ascensores, etc.) e a possibilidade de controlo de outros sistemas (iluminação, estores, equipamento eléctrico, etc.). Com a ligação da GTC ao contador de energia eléctrica do distribuidor e a instalação de contadores parciais é também possível controlar a factura energética do edifício, diminuindo a ponta de potência eléctrica e identificando os principais consumidores do edifício. Com a Internet tudo isto é possível de visualizar e gerir a partir de qualquer ponto do planeta”. para Carlos Soares, a importância da GTC é óbvia até “pela obrigatoriedade regulamentar decorrente do ‘pacote’ legislativo associado ao SCE. A importância da Gestão Técnica na qualidade final das instalações, entendida na perspectiva da fruição e da eficiência energética e da decorrente redução de custos, é cada vez maior dada as possibilidades crescentes destes sistemas ao nível da integração e da interactividade que proporcionam. por exemplo, é possível conhecer o estado de funcionamento, consumo, etc. dos sistemas e actuar remota-mente (via Ip) em tempo real ou por meio de programação”.

Desafios para o mercado

Do lado do mercado e para Manuel Melo Queiroz, da Sauter Ibérica, “a eficiência energética de um edifício é resultante de um conjunto de múltiplas medidas e critérios introduzidos ao longo de toda a vida útil desse edifício... por conseguinte é um compromisso que deve envolver todos os profissionais das diferentes especialidades...”. Segundo o gestor, “o mercado está a evoluir favoravelmente à implementação dos sistemas de GTC, cada vez mais abrangentes face à possibilidade que estes têm em economizar energia nos edifícios, bem como rentabilizar os custos de exploração das instalações técnicas. Esta nova sensibilidade deve-se naturalmente ao suporte que os mecanismos legais vão produzindo e também ao aumento constante dos custos de energia que em muito têm alertado a cada passo as pessoas para estas novas soluções”. No entanto sublinha que os novos desafios dependem, para Manuel Queiroz, do bom uso dos sistemas de GTC, para o qual “é necessário que a equipa de gestão ou o condutor das instalações seja um

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10| Maio/Junho climatização

Mxi

novo software de

AUTOMAÇÃO E GESTÃO

DE ENERGIA EM EDIFÍCIOS

TEMA

DE

CAPA

profissional devidamente formado nas especialidades técnicas da sua responsabilidade (regulação e controlo, programação, comunicações, electricidade, climatização e hidráulica). É muito importante diferenciar as funções de gestor ou de condutor do sistema, das funções do gestor da manutenção, pois estas são actividades, especialidades e responsabilidades complementa-res diferentes, com importantes vantagens no caso de serem realizadas por empresas diferentes”.

para a Schneider Electric, a eficiência energética é antes de mais uma direcção estratégica e há que olhar para os edifícios de um modo diferente, onde se impõe optimizar os consumos de energia e os custos de exploração. para esta multinacional, “o valor dos imóveis é consequentemente influenciado por esses critérios, e tem conduzido a uma preocupação cres-cente dos promotores imobiliários, proprietários, entidades públicas, privadas,… numa (re) avaliação do seu património que pretendem utilizar ou colocar no mercado. Igualmente, as soluções de eficiência energética activa, se foram durante muito tempo ignoradas, são a partir de agora incontornáveis e a sua aplicação, em conjunto com as medidas passivas, introduzem alterações significativas dos comportamentos, condicionando o futuro de todos… para melhor!!!”. Já para a Siemens existe uma efectiva preocupação com toda a temática da eficiên-cia energética do lado dos edifícios de serviços novos, assim

Dez passos para uma gestão

energética sustentável

n Centralizar e visualizar a informação relevante dos consumos

energéticos através das tecnologias mais avançadas disponí-veis;

n Comparar, de forma analítica e crítica, os consumos energéticos

registados com valores de referência internos e externos – edi-fícios com uso equivalente devem ter consumos energéticos semelhantes;

n Avaliar os comportamentos energéticos estáticos e dinâmicos

de modo personalizado para cada edifício e tendo em conta todos os custos durante o ciclo de vida do edifício;

n Aplicar as fontes de energias renováveis, considerando os

factores ecológicos e económicos;

n Minimizar drasticamente as emissões de CO

2, assegurando uma

protecção sustentável do meio ambiente para o futuro;

n Utilizar equipamentos e materiais certificados oficialmente (eu.

bac: “European Building Automation Controls Association”), com rendimentos garantidos, e aplicar soluções tecnicamente inovadoras;

n Interligar todas as instalações técnicas do edifício, através de

sistemas de automação abertos e flexíveis;

n Harmonizar as tecnologias da envolvente do edifício, a gestão

técnica e a engenharia de sistemas;

n Alertar os utentes para o uso racional e responsável das

ins-talações, aumentando a sensibilidade pelos consumos de energia;

n Assegurar a redução dos custos de exploração;

Fonte: programa ECO10 da Sauter

como o cumprimento de todos os requisitos legais. Segundo António Mira da Divisão Building Technologies, “no que diz respeito aos edifícios existentes a situação é diferente. Essa consciência existe, mas a situação económica global afecta a tomada de decisão no sentido de os tornar energeticamente mais eficientes”. para este gigante alemão, “um desafio será, sem dúvida, a valorização do papel das cidades como núcleos de desenvolvimento sustentáveis. Neste enquadramento, é determinante a recuperação dos edifícios antigos e a sua mo-dernização, tornando-os energeticamente mais eficientes e aumentando as condições de habitabilidade, com mais conforto e qualidade do ar. Os vencedores serão aqueles intervenientes que apresentarem ao mercado soluções tecnológicas e inte-gradas e que contribuam para o desenvolvimento responsável e sustentado das cidades”. Nesta lógica, a Siemens aponta um caminho onde a GTC será determinante: “rapidamente iremos saltar para a fase dos ‘Smart Buildings’, onde os edifícios serão energeticamente eficientes, produzindo, armazenando e gerindo o seu consumo de energia, de modo a que os seus operadores possam reagir na hora e determinar como querem os seus consumos. Em suma, uma rede de distribuição de energia inteligente. Estes são os nossos desafios para o futuro, com um mercado a crescer e a caminhar em direcção à maturida-de energética e ambiental”. António Sampaio, da Contimetra, reforça a importância da gestão técnica actualemente, como uma ferramenta fundamental na exploração de qualquer insta-lação quer na operação, quer no registo e armazenamento de dados. “As unidades de processamento e aquisição de dados são cada vez mais poderosas, permitindo sem restrições a sua utilização, quer no controlo do ar condicionado, quer no comando da iluminação e na automação de quadros eléctricos”. Mas alerta: “as funções que os fabricantes disponibilizam aos operadores fazem a diferença. A gestão técnica hoje em dia não é encarada como milagreira, há maior consciência de que o sistema por si só não resolve impossíveis ou faz milagres. Os produtos e subsistemas que compõem o edifício têm de contribuir para a eficiência energética e redução de custos de exploração. por exemplo, alguns dos produtos que permitem, tal como a gestão técnica, cumprir as metas dos novos desafios; melhores isolamentos, equipamentos mais eficientes no uso da energia, regulações dinâmicas de caudal (energia) da água e do ar, aquisição de informação de forma mais económica, etc, etc.”. para a Geoterme, o grande desafio que se coloca hoje às empresas deste sector específico é o de se mostrarem como os grandes parceiros para atingir objectivos ambiciosos e comprometidos de redução de consumos. para isso não basta instalar sistemas, é necessário ter nas equipas competências que vão para além das capacidades de programação - a estas capacidades é preciso somar as de especialistas em gestão de energia como fazemos na Geoterme, com o nosso perito Qualificado a dar apoio aos projectos que realizamos”.

A GTC, a obra e o projecto

É unânime a certeza de que a GTC é um factor fundamental nesta corrida à eficiência energética nos edifícios. Mas as dificuldades são várias. Carlos Aires, de uma forma optimista sublinha: “fe-lizmente, ao contrário do que se passa no projecto, a obra de GTC tem dono e estão implantadas no nosso mercado várias

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empresas com boa capacidade de realização”. No entanto, destaca que “infelizmente, tal como no projecto, a obra de GTC surge no final e muitas vezes os instaladores de GTC são con-frontados com trabalhos já desenvolvidos nas áreas de AVAC e Instalações Eléctricas, que dificultam a realização dos objectivos pretendidos com a GTC. São exemplo as instalações hidráulicas de AVAC em que as válvulas de controlo modulantes não têm autoridade e portanto comportam-se como válvulas ON-OFF ou quadros eléctricos já executados onde não foram instalados os necessários relés ou contactos auxiliares para gestão das instalações. Outro aspecto muito importante e frequentemente esquecido nas obras de GTC (mesmo pelos instaladores mais responsáveis) é a criação de rotinas e relatórios que dêem ao futuro responsável pela GTC uma percepção das reais condições de funcionamento das instalações, possibilitando-lhe uma intervenção muito mais actuante na gestão do seu edifício”. Quando se fala em gestão de edifícios, Carlos Aires considera esta actividade como o”elo mais fraco da cadeia”. Segundo este projectista, a sua “experiência tem mostrado que mesmo em edifícios com alguma complexidade nas instalações de AVAC, a GTC é frequentemente operada por pessoas sem formação adequada e que desconhecem as potencialidades dos sistemas”. “Embora os nossos instaladores façam normalmente a formação dos utilizadores, parece-me indispensável que essa formação seja reforçada...”, conclui. Carlos Soares segue a mesma linha e acrescenta a importância da vertente comportamental: “O aumento da fasquia, no que diz respeito à eficiência energética, requer um novo patamar de exigência em todos os aspectos dos sistemas envolvidos nos edifícios. No entanto, deve ser salientada a importância da vertente comportamental, isto é, ao nível da sensibilização dos utilizadores para utilização correcta dos sistemas e a sua forte correlação com o desempenho. Sin-tetizando, um excelente sistema de climatização pode conduzir a maus desempenhos, se for mal utilizado”.

Novos desafios

Seja como for, a eficiência energética é o caminho e o mer-cado a tecnologia e os profissionais terão de se adaptar às novas exigências e sobretudo, responder aos novos desafios. para Carlos Aires, “um dos desafios que se coloca hoje aos projectistas de GTC/AVAC é a conciliação entre as exigências de qualidade de ar ambiente, que podem implicar elevados caudais de renovação de ar e a redução dos consumos energéticos associados às instalações AVAC. Com a utilização crescente de unidades de tratamento de ar, com possibilidade de variação de caudal, podemos adoptar estratégias que permitam variar os caudais de ventilação em locais não ocupados (por exemplo, com sensores de presença em salas de reuniões) e mesmo em locais normalmente ocupados, em que tenhamos garantia da qualidade do ar, por medições directas ou por sensores de CO2. Outro desafio interessante é a sensibilização dos utilizadores para a possibilidade de ventilação natural. No caso concreto de portugal, temos muitos dias de primavera e Outono, com temperaturas exteriores muito agradáveis e, sempre que não exista poluição do ar exterior na vizinhança, os sistemas de AVAC podem ser desligados e as janelas podem ser abertas para se conseguirem boas condições de conforto térmico e com boa qualidade do ar interior”, remata.

O mercado

e as estratégias

das marcas

A nossa revista contactou algumas

marcas no mercado e é unânime

a preocupação em dar

resposta aos desafios da eficiência

energética e manutenção. A estratégia

também é comum no sentido

de procurar a melhor comunicação

e integração com os vários sistemas.

O

principal motivo para se instalar uma gestão técnica centralizada, GTC, num edifício, é alcançar maior eficiência no seu funcionamento com um consumo energético e um esforço de manutenção mínimos proporcionando um ambiente seguro e confortável a todos os ocupantes. Actualmente a GTC evoluiu para um sistema totalmente integrado e computorizado de todos os elementos que constituem os serviços do edifício. Deste facto resulta a necessidade de comunicação entre todos os sistemas de gestão dos vários fabricantes. Comunicação que é feita através de protocolos aos quais os fabricantes dos sistemas gestão aderem, implementando-os nos seus equipamentos. A integração dos diferentes sistemas pode fazer-se através de sistemas abertos que comunicam bidireccionalmente ou por sistemas que utilizam tradutores (gateways). A integração pode dar-se a dois níveis: através de protocolos de comunica-ção ou directamente através do Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA, de gestão. Todos aqueles equipamentos que comunicam num mesmo protocolo, independentemente do fabricante, poderão trocar informações entre eles de forma directa, enquanto aqueles equipamentos que utilizam protocolos diferentes e/ou proprietários, devem utilizar um equipamento intermédio externo, gateway, para poder trocar informações. A Contimetra adoptou o protocolo LONWorks, tornando-se “membro de programa Open Systems Alliance (OSA)” e os seus técnicos fizeram formação em cursos “ministrados directamente pela ECHELON (fabricante do protocolo)”, destacando-se pela “capacidade técnica, oficial e real de executar qualquer tipo de projecto com uma rede perfeitamente estruturada em protocolo LonTalk®, com controladores LONWorks e com integrações de outros sistemas compatíveis com este protocolo.” Sobre a gestão da manutenção e eficiência energética, adianta: “os programas específicos, como os de manutenção ou os de análise energética que encontrávamos nos pacotes de aplicações nos anos 80 integrados nos sistemas de gestão técnica de cada fabricante, estão hoje mais poderosos, produzidos por fabri-cantes independentes e integráveis nos sistemas de gestão técnica por partilha das bases de dados. A independência do software de gestão técnica dá maior liberdade de escolha e adequação às necessidades”.

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14| Maio/Junho climatização

TEMA

DE

CAPA

www.lennoxeurope.com

inovação

&

tecnologia

chiller

rooftop

ventiloconvector

compactas

controlo de precisão

diferente

dos

outros

A Sauter optou pelo BACnet, protocolo de comunicação aberto com a integração a realizar-se “dentro do mesmo subsistema do edifício (AVAC, iluminação,…), podendo comunicar entre elementos de diferentes fabricantes e em que o software de gestão aberto permite a integração de múltiplos subsistemas podendo cada um dispor de um protocolo de comunicação em Bus, diferente dos restantes, porque a integração realiza-se ao nível da gestão”. Esta empresa dispõe de módulos de software

específicos para a gestão energética, integráveis nos sistemas de GTC com bases de dados partilhadas, imprescindíveis para a gestão energética dos edifícios como é o caso do software EMS que “facilita a representação gráfica e em tempo real do comportamento energético do edifício com respeito a um valor de referência, tendo em conta a finalidade do edifício e ao sector a que está abrangido. É portanto uma auditoria energética permanente dos edifícios e em tempo real.” A Schneider Electric tem em conta a necessidade de integração: “A nossa política de sistemas abertos, baseados em protocolos de comunicação normalizados, como o LonWorks, Bacnet, Modbus, KNX, DALI, permite-nos para além da integração de sistemas de controlo a interligação a sistemas de gestão informáticos” para “a global satisfação dos requisitos dos nossos clientes.” Também a Siemens utiliza protocolos standard e abertos nos seus produtos e sistemas. “O DESIGO, o nosso sistema de gestão técnica de edifícios, trabalha com o protocolo BACnet, sendo compatível com os mais diversos padrões industriais, tais como o ModBUS, o LON, o KNX e o MBus, além de ser uma plataforma aberta para integrações por OpC. para nós, esta polivalência e abertura à integração com equipamentos de terceiros é fundamental”.

Ainda no que respeita à Siemens em termos de solução, “ao nível da solução propriamente dita, o DESIGO já disponibiliza, na sua última versão, funções orientadas para a eficiência energética dos edifícios, como, por exemplo, o módulo economizador, os modelos adaptativos e as funcionalidades de relatório“.

Na actualidade, destacam-se

os principais protocolos Standard:

BAcnet, LONWorks, TcP/IP, Modbus, Mbus, OPc, KONNEX, DALI...

BAcnet: É o protocolo standard aberto não proprietário mais aceite nos EUA e de maior protecção na EUrOpA. Foi desenvolvi-do sem fins lucrativos pela associação ASHrAE especificamente para o controlo e automação dos edifícios;

LONWorks (Local Operating Networks): É um protocolo standard no entanto proprietário. OLONtalk foi desenvolvido com fins lucrativos por uma empresa privada designada por Echelon Corporation e especialmente desenvolvido para o controlo do Nível de Campo (sondas, actuadores e pequenos controladores em rede);

TcP/IP (Transmission control Protocol / Internet Protocol):

protocolo standard de comunicação entre computadores através da Internet;

Modbus: protocolo de origem industrial desenvolvido pela empresa Modicon para utilização com a sua gama de pLCs (controladores lógicos programáveis) e depois convertido num protocolo de comunicações standard, especialmente utilizado para a integração de equipamentos individuais (chillers, ana-lisadores de rede, variadores de frequência, etc.);

Mbus: protocolo Standard (Meter-bus) principalmente desen-volvido para a leitura de elementos de medição, tais como os contadores (entalpia, eléctricos e outros);

OPc (OLE for Process control): Standard para as comunica-ções das bases de dados que permitem a inter-comunicação e integração de sistemas no Nível de Gestão;

KONNEX KNX-EIB (Konnex–European Installation Bus): É um standard europeu que garante a compatibilidade dos sis-temas electrónicos de diferentes fabricantes de equipamentos domóticos nos edifícios;

DALI (Digital Addressable Lighting Interface): É também um standard europeu para a comunicação de sistemas de controlo electrónico de iluminação, desenvolvido pelos principais fabri-cantes do sector.

Referências

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