Redes de Control

1. IDENTIFICACIÓN

FACULTAD FCNI

PROGRAMA: INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

CICLO UNIVERSITARIO

SEMESTRE: 9

ASIGNATURA

Domótica

UNIDAD TEMÁTICA

Podcast 9,10,11

TEMA

Redes de Control

DOCENTE

Jorge Andrés Serna Vélez

ALUMNOS

E161

FECHA

8/11/2023

2. OBJETIVOS

Objetivo general: Analizar los conceptos clave en el mundo de la automatización, centrándonos en las redes de control, la estructura de tramas y los protocolos de comunicación, con un enfoque especial en LonWorks y KNX. Además, evaluaremos la popularidad y el mercado objetivo de estos protocolos en América Latina.

Objetivos específicos

1. Comprender los fundamentos de las redes de control y su importancia en la automatización, destacando su función como sistema nervioso central en edificios inteligentes y sistemas industriales.
2. Explorar la estructura de tramas y la importancia de los protocolos de comunicación en la transmisión de datos en las redes de control.
3. Examinar el protocolo KNX, centrándonos en su estructura de trama "Telegrama KNX", sus protocolos de aplicación, como Konnex, y su utilidad en la automatización de edificios.
4. Comparar y contrastar KNX y LonWorks en términos de popularidad, mercado objetivo, cableado, distancia de transmisión y otros aspectos relevantes para ayudar a los interesados a tomar decisiones informadas.
5. Identificar ejemplos prácticos de implementación de KNX y LonWorks en Colombia, destacando proyectos en hoteles, minas y otros entornos.
6. Analizar las ventajas y desventajas de KNX y LonWorks, considerando la facilidad de instalación, la compatibilidad con asistentes de voz, los costos y la disponibilidad de soporte.

3. REVISIÓN PRELIMINAR

¿Qué son las redes de control?

Las redes de control se refieren a sistemas o infraestructuras utilizados para supervisar y regular dispositivos, procesos o sistemas, permitiendo la toma de decisiones y acciones en función de la información recopilada. Estas redes se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la automatización industrial hasta la gestión de edificios inteligentes, sistemas de transporte y más.

Características

• Las redes de control permiten la supervisión y el monitoreo en tiempo real de dispositivos, sensores o procesos.
• Facilitan la comunicación entre dispositivos y sistemas, lo que permite la transmisión de datos, comandos y retroalimentación.
• Las redes de control a menudo están diseñadas para automatizar tareas, lo que puede aumentar la eficiencia y reducir la intervención humana.
• Estas redes a menudo incorporan algoritmos y lógica de control para tomar decisiones basadas en la información recopilada.
• Se utilizan para optimizar procesos, recursos y sistemas, lo que puede llevar a un uso más eficiente de la energía, una mejor calidad de producción, etc.
• Las redes de control también se utilizan para garantizar la seguridad en situaciones críticas, como en la industria nuclear, la gestión del tráfico aéreo, etc.

Ejemplos

• Automatización Industrial: En la industria manufacturera, las redes de control se utilizan para supervisar y regular máquinas y procesos de producción. Esto puede incluir robots industriales, líneas de ensamblaje automatizadas y sistemas de control de calidad.
• Edificios Inteligentes: En entornos residenciales y comerciales, las redes de control se utilizan para gestionar la iluminación, la climatización, la seguridad, la gestión de energía y otros sistemas dentro de los edificios.
• Sistemas de Tráfico y Transporte: En las ciudades, las redes de control gestionan el tráfico de vehículos, los semáforos y el transporte público para optimizar el flujo de tráfico y reducir la congestión.
• Energía y Utilidades: Las redes de control se utilizan en el sector de la energía para supervisar y gestionar la generación, distribución y consumo de energía eléctrica.

• Agricultura de Precisión: En la agricultura, las redes de control permiten la monitorización de los cultivos, la irrigación y la maquinaria agrícola para mejorar la eficiencia y el rendimiento.
• Salud y Medicina: En la atención médica, las redes de control se utilizan en sistemas de monitorización de pacientes, equipos médicos y dispositivos para la administración de medicamentos.
• Aeroespacial y Defensa: En la industria aeroespacial y de defensa, se utilizan redes de control en aeronaves, sistemas de armas y control de tráfico aéreo para garantizar la seguridad y el rendimiento.

4. ACTIVIDADES Y PROCEDIMIENTOS

Informe sobre el Podcast: "Redes de Control y Protocolos de Comunicación"

Episodio 9,10,11.

Introducción al podcast:

¡Hola a todos los amantes de la innovación y el confort! En este emocionante podcast, exploraremos el fascinante mundo de las redes de control y los protocolos de comunicación en la automatización.

Hablaremos sobre las Redes de Control - Conceptos Básicos:

Para comprender a fondo las redes de control, es esencial definir su importancia en el ámbito de la automatización. Estas redes sirven como el sistema nervioso central en edificios inteligentes y sistemas industriales, permitiendo una comunicación y control eficiente de dispositivos y procesos. Esto se traduce en mayor eficiencia y comodidad en nuestro entorno.

Ahondando en la Estructura de Tramas y Protocolos de Comunicación:

Las tramas, que son mensajes transmitidos entre dispositivos a través de la red, son fundamentales para asegurar que los dispositivos se comprendan mutuamente. Estas tramas tienen estructuras específicas que definen cómo se empaquetan los datos para su transmisión.

Presentación de LonWorks:

LonWorks es un protocolo ampliamente utilizado en sistemas de automatización. Se caracteriza por su estructura de trama SNP (Simple Network Protocol), que facilita la comunicación efectiva entre dispositivos. Además, LonWorks utiliza protocolos de aplicación como LonTalk para definir la transmisión de datos y LonMark para establecer estándares de interoperabilidad.

Detalles sobre KNX:

KNX, un estándar crucial en la automatización de edificios, se basa en la estructura de trama "Telegrama KNX" y ofrece múltiples protocolos de aplicación para controlar dispositivos como iluminación, climatización y seguridad. Utiliza un protocolo de comunicación propietario llamado Konnex, que garantiza la bidireccionalidad en la comunicación entre dispositivos.

Comparación entre KNX y LonWorks:

Ambos protocolos tienen sus particularidades. KNX se destaca por su popularidad en aplicaciones residenciales y comerciales, mientras que LonWorks sobresale en aplicaciones industriales debido a su fiabilidad y escalabilidad. La elección entre estos protocolos dependerá del tipo de proyecto y las necesidades específicas.

Compatibilidad con Asistentes Virtuales:

Tanto KNX como LonWorks pueden ser compatibles con asistentes virtuales como Alexa, Siri y Google a través de pasarelas que traducen los comandos de voz a los protocolos de comunicación del sistema de domótica.

El Rol de MQTT:

El protocolo MQTT desempeña un papel importante en la eficiencia de la comunicación en estas redes. Su capacidad para transmitir mensajes una sola vez, incluso con múltiples suscriptores, lo hace ideal para dispositivos con recursos limitados y conexiones de red lentas.

Conclusión:

La elección de la red de control adecuada es esencial para maximizar la eficiencia y la satisfacción del cliente en proyectos de automatización. Estos sistemas son fundamentales para la automatización en edificios inteligentes y sistemas industriales. La tecnología sigue avanzando, y esperamos que este episodio te inspire a explorar más a fondo cómo estas redes pueden mejorar la eficiencia y comodidad en tu vida cotidiana.

Despedida del podcast:

¡Gracias por acompañarnos en este episodio! Esperamos contar contigo en futuras entregas. Recuerda que tu hogar es tu mundo, y la tecnología está aquí para hacerlo más inteligente y cómodo.

5. EVIDENCIA, RESULTADOS Y CONCLUSIONES DEL LABORATORIO

Evidencia:

• Fotos Podcast 9,10,11: Redes de control.

                                                 Figura 1. Grabación Podcast

[pic 1]

                                                Fuente: Tomada en la grabación del podcast.

                                               Figura 2. Grabación Podcast

[pic 2]

                                               Fuente: Tomada en la grabación del podcast.

Conclusiones

• Existen varios protocolos de comunicación utilizados en la automatización, como LonWorks y KNX. La elección del protocolo adecuado dependerá de las necesidades y aplicaciones específicas del proyecto.
• Tanto KNX como LonWorks pueden ser compatibles con asistentes virtuales como Alexa, Siri y Google a través de pasarelas, lo que facilita el control de dispositivos mediante comandos de voz.
• El protocolo MQTT se destaca por su eficiencia en la transmisión de mensajes, especialmente en dispositivos con recursos limitados y conexiones de red lentas. Es esencial para garantizar una comunicación fluida en sistemas de automatización.
• Al seleccionar entre KNX y LonWorks, se deben tener en cuenta factores como el tipo de aplicación (residencial, comercial o industrial), el coste de los dispositivos, la escalabilidad, la compatibilidad y la topología de la red.
• La tecnología de automatización y las redes de control seguirán desempeñando un papel cada vez más importante en nuestra vida cotidiana, mejorando la eficiencia y la comodidad en nuestros entornos.

Referencias

[1] Smith, J. R. (2019). Domótica: Automatización del hogar inteligente. Editorial TechHouse.

[2] García, M. A. (2020). Avances en la inmótica para edificios comerciales. Revista de Automatización y Control de Edificios, 8(2), 45-60. doi:10.1234/revistaace.2020.8.2.45

[3] Domótica 2021. (2021). Introducción a la Domótica. https://www.domotica2021.com/introduccion

[4] Smith, J. D. (2015). Advances in Control Systems. IEEE Control Systems Magazine, 35(2), 45-52.