La española Matrix en la automatización en red de edificios
Un módulo COM (Computer-on-Module) de congatec y el Niagara Framework®: este es el dúo hardware/software que se encuentra en el corazón de un centro de control de automatización de edificios compacto y escalable desarrollado por la empresa española de electrónica Matrix.
Un clima interior agradable gracias a los sistemas IoT
Muchos grandes edificios, como hospitales, estaciones de tren, oficinas o complejos residenciales, están equipados con sistemas de automatización de edificios. Sin embargo, con demasiada frecuencia funcionan como unidades autónomas. La gestión basada en el IoT (Internet de las Cosas) con recopilación y análisis de datos de alto nivel es poco frecuente.
Sin embargo, la complejidad de la gestión de los edificios es cada vez mayor: más allá de la supervisión y el control estándar del sistema, ahora también es necesario supervisar, conectar en red y mejorar la funcionalidad de los sistemas para ofrecer más comodidad y una reducción sostenible de la huella de carbono, por ejemplo, optimizando la combinación de energía solar autogenerada y el suministro de energía externa en un sistema energético conectado en red. Los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) basados en el IoT encuentran el equilibrio adecuado entre calefacción, ventilación y humedad para garantizar un clima interior agradable, independientemente de la lluvia, el sol o la estación del año.
El análisis de datos edge garantiza una mayor seguridad
Dondequiera que se desplieguen sistemas de automatización en red de edificios (BAS-Building Automation Systems), utilizan cada vez más nubes externas como estaciones de control e instancias de gestión que se conectan en red con los sistemas locales. Esto permite configurar y controlar los sistemas a través de una tablet, un teléfono inteligente o un ordenador. Cuando se trata de la gestión y el control general de los sistemas de climatización, la ruta a través de la nube es tan sencilla como extremadamente cómoda; todo puede implementarse desde la nube y cualquier instancia puede tener acceso a datos muy específicos. No importa en qué lugar del mundo se encuentre. Sin embargo, hay algo más que una conexión Ethernet a un sistema existente. En muchos casos, hay que añadir una nueva capa edge para realizar tareas locales muy individuales.
Se trata de situaciones en las que las decisiones rápidas son clave; esto se aplica especialmente a los sistemas críticos de seguridad. Las estaciones de control basadas en la nube siempre experimentan cierta latencia e incluso pueden fallar por completo si hay problemas de red. Por ello, el análisis de datos y la toma de decisiones edge del BAS son cada vez más importantes. Los ordenadores locales de carril DIN no sólo procesan los datos en tiempo real, sino que también pueden iniciar instantáneamente medidas de protección en caso de inundaciones, granizadas o incendios y alertar automáticamente a los residentes o a los servicios de bomberos.
El verano de 2021 ha demostrado, como nunca antes, que las condiciones meteorológicas extremas pueden poner en peligro la vida de las personas, además de causar grandes daños en los sótanos, los tejados o la tecnología de los edificios en cuestión de minutos. Los sistemas de alerta temprana pueden utilizar los datos meteorológicos en tiempo real para detectar rápidamente las tormentas que se aproximan y poner en marcha medidas para proteger los edificios de las tormentas: replegar toldos y persianas, cerrar ventanas y puertas de garaje, desconectar el suministro eléctrico, activar alarmas y avisar a los residentes.
Un PC de carril DIN para la automatización de edificios
La empresa española de electrónica Matrix incluye este tipo de soluciones informáticas edge integradas en software para la gestión de edificios en ordenadores planos de carril DIN que encajan en cualquier armario de control estándar. De hecho, la profundidad total es de sólo 64 mm. Con sede en Madrid y perteneciente al Grupo Flexitron, la empresa se ha hecho un nombre internacional en la automatización de edificios, entre otras áreas.
La última innovación de Matrix, el MTX-StarBMS (Sistema de Gestión de Edificios), es un PC compacto de carril DIN perfecto para los centros de control BMS. El MTX-StarBMS puede comunicarse con salas de control en la nube y otras instancias de gestión central, y proporciona un gran número de interfaces para permitir la conexión de cualquier sistema local. Basada en una arquitectura de procesador modular, la solución Matrix puede programarse individualmente.
El sistema informático embebido, que se basa en estándares abiertos, combina funciones de pasarela e interfaces de E/S y utiliza principalmente el estándar de radio móvil 4G o Ethernet para la comunicación en la nube. Proporciona seis entradas universales, seis digitales y ocho analógicas, cuatro salidas digitales, así como USB para recoger y analizar los datos del BAS directamente en el edge. Esta solución preconfigurada simplifica el despliegue y, gracias a su construcción compacta, es adecuada para su instalación en la mayoría de los armarios de las salas de control de los servicios contra incendios o de los sistemas de climatización.
El MTX-StarBMS viene con una licencia de Niagara
La pieza central programable del MTX-StarBMS es el software Niagara Framework® de la empresa estadounidense de TI Tridium. Desarrollado específicamente para su uso en la automatización de edificios, Niagara proporciona una conectividad crítica y cibersegura de los dispositivos hacia la nube y las capacidades de normalización de datos necesarias. Además de permitir a los usuarios capturar y supervisar los flujos de datos, también les permite crear cadenas de procesos e interfaces de usuario finales personalizadas. Esto permite procesar y visualizar automáticamente las mediciones y la información de estado de los sensores, actuadores y sistemas de forma local y en tiempo real.
La interfaz de usuario HTML5 basada en la web puede mostrarse en diferentes dispositivos finales, incluso de forma remota y a través de la nube. Se puede personalizar fácilmente arrastrando funciones de bibliotecas estandarizadas y soltándolas en el entorno de programación orientado a objetos.
En principio, el marco UX (User Experience), abierto y basado en JAVA, es adecuado para todo tipo de tareas de automatización, así como para la supervisión, la gestión y el mantenimiento de las funciones del edificio. Los fabricantes de aplicaciones tecnológicas para edificios también pueden utilizar módulos de controladores para integrar sus sistemas en la plataforma abierta, lo que acelera el desarrollo de nuevas aplicaciones y la conexión en red con los BMS existentes. Como Niagara es totalmente escalable, el marco de trabajo puede desplegarse en diferentes plataformas de hardware, desde grandes servidores empresariales hasta sistemas informáticos embebidos.
El corazón del procesador late en un COM
En cuanto al hardware, Matrix ha complementado su propia experiencia de desarrollo con sistemas embebidos establecidos: El MTX-StarBMS consta de una placa base desarrollada internamente y de un módulo COM basado en el estándar Qseven, que mantiene y desarrolla continuamente el SGeT (Grupo de Estandarización de Tecnologías Embebidas), independiente de los proveedores. El módulo está fabricado por congatec, un proveedor líder de tecnologías de sistemas embebidos y edge con sede en Deggendorf, un Silicon Valley alemán para módulos informáticos.
Matrix optó por el Qseven COM porque, basado en un procesador NXP iMX6, está diseñado específicamente para aplicaciones de bajo consumo en la gestión de edificios y se presenta en diferentes variantes y configuraciones. Otro factor importante fue que los módulos pueden actualizarse fácilmente con los últimos COM, como un Qseven basado en la serie de procesadores NXP i.MX 8M Plus de 14nm que ofrece procesadores ARM Cortex-A53 / M7 de cuatro núcleos, así como una Unidad de Procesamiento Neural (NPU) integrada para inteligencia artificial, cuando sea necesario. Esto no sólo proporciona al PC de carril DIN una gran flexibilidad de diseño, sino que también garantiza una larga disponibilidad, ofreciendo opciones de actualización para futuros requisitos de BMS, como la integración de la inteligencia artificial (IA).
La primera variante del sistema ofrece hasta cuatro núcleos ARM Cortex A9, con un consumo de energía de dos a cuatro vatios. La compatibilidad con el rango de temperatura ampliado desde -40 °C a 85 °C lo hace adecuado para su uso en muchos escenarios de BMS en todo el mundo, desde el Sáhara hasta la Antártida. Al ser uno de los dos factores de forma más vendidos del mundo, el estándar Qseven tiene un futuro a largo plazo. Al igual que el estándar SMARC COM, está alojado en el SGeT de forma independiente del proveedor y se adapta perfectamente a la automatización de edificios, ya que los edificios industriales, municipales o privados suelen estar diseñados para durar décadas.
Bien equipado para el futuro de la automatización de edificios
Eligiendo el combo de Niagara Framework y Qseven COM, Matrix ha desarrollado el MTX StarBMS en un PC compacto de carril DIN para posicionarse a largo plazo en el mercado de los BMS conectados a la nube. El rápido ritmo al que evolucionan los sensores, actuadores y controles basados en el IoT hace que estas soluciones escalables sean esenciales.
El COM puede ser sustituido por las siguientes generaciones y, como plataforma de integración abierta, Niagara Framework está preparado para el futuro. Y las configuraciones futuras con el procesador NXP i.MX 8M Plus con NPU (Unidad de Procesamiento Neural) integrada hacen concebibles los PC de carril DIN que admiten aplicaciones de IA con Deep Learning y Machine Learning. En definitiva, la base perfecta para soluciones que aprovechen el mantenimiento predictivo, así como la toma de decisiones local basada en el lago de Big Data que se alimenta a diario con un sinfín de información de cada edificio automatizado.
