Dentro do conceito de "Edifício Inteligente", que tem como objetivo a otimização da infra-estrutura física e do ambiente em relação a aspectos de produtividade e comportamentais, este trabalho apresenta uma metodologia para modelagem e simulação de estratégias de gerenciamento de sistemas de ar condicionado onde focaliza-se a integração do ar condicionado com os demais sistemas de um edifício. Para tanto introduz-se uma abordagem híbrida onde são considerados aspectos de Sistemas a Eventos Discretos e de Sistemas de Variáveis Contínuas. Como estudo de caso apresenta-se a modelagem do sistema de ar condicionado do Prédio dos Ambulatórios do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de São Paulo, para o qual se aplica o método proposto para análise do tratamento de perturbações no sistema de ar condicionado resultantes de variações da carga térmica. / Considering "Intelligent Buildings", which have as one of its purpose to improve its structure and environment in order maximise the effectiveness of its occupants, this work introduce a methodology for modelling and simulation of HVAC systems. The focus is on the integration of the HVAC system with other building systems. A hybrid approach is introduced to consider both discrete and continuous aspects. As case study, we present the models for the Ambulatory Building of Hospital of the Medical School of São Paulo University. Particularly, the proposed methodology is used to analyse if the response of the HVAC system to thermal load variations can be enhanced, improving the thermal comfort, when integration between systems is considered.

O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomazako_MarconeSusumo_D.pdf: 5293277 bytes, checksum: 54ecece1926586b33b8eb4664a564549 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho vem apresentar um panorama do sistema elétrico geralmente encontrado em construções comerciais de grande porte, com cerca de trinta anos de funcionamento, que operam de forma pouco eficiente para os parâmetros atuais, principalmente no seu sistema de ar condicionado central. Nessa construção (estudo), seu sistema de condicionamento ambiental representa um acréscimo na demanda energética de cerca de 60%, passando de 450.000 kWh/mês para 750.000 kWh/mês, e a troca desses equipamentos por mais modernos e eficientes, significaria grandes investimentos, tornando-se inviável no curto prazo. Com isso, elaborou-se um protótipo contendo dispositivos de automação, que podem ser incorporados ao sistema existente, sem grandes dificuldades, e minimizando os custos operacionais com o sistema. Esses dispositivos permitem um monitoramento mais eficiente, sem a necessidade desses investimentos, como a substituição de grandes equipamentos (compressores, chillers, etc.) que fazem parte do sistema de ar condicionado central. Esse protótipo permitiu demonstrar que com a aplicação desses dispositivos incorporados nesses sistemas, podem gerar uma economia de cerca de 20% no consumo de energia elétrica, que representa uma economia bastante significativa de 60.000 kWh/mês (neste caso) quando operado o sistema de ar condicionado, além de aliviar os recursos humanos disponibilizados para esse tipo de monitoramento / Abstract: This work comes to present a panorama of the electric system found usually in commercial constructions of great load, with about thirty years of operation, that operate in way a little efficient for the current parameters, mainly in her air conditioning system. In that construction (in study), her system of environmental conditioning represents an increment in the energy demand of about 60%, passing to the 450.000 kWh/month for 750.000 kWh/month, and the change of those equipments for more modern and efficient, it would mean great investments, becoming unviable in the short period. With that, a prototype was elaborated containing automation devices, that can be incorporate to the existent system, without great difficulties, and minimizing the operational costs with the system. Those devices allow a more efficient monitoring, without the need of those investments, as the substitution of great equipments (compressors, chillers, etc.) that they part of the system of air conditioned central. That prototype allowed to demonstrate that with the application of those incorporate devices in those systems, they can generate an economy of about 20% in the electric power consumption, that represents a quite significant economy of 60.000 kWh/month, (this case) when operated the system of conditioned air, besides relieving the human resources made available for that monitoring type / Doutorado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Joao Mauricio Rosario, Carlos Alberto Mariotoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T18:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Canato_DecioAlbino_M.pdf: 1316639 bytes, checksum: 03ff0dfdee3deb1d7b4e3db678e77539 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A automação residencial é uma modernidade cada vez mais presente nas residências. As soluções tecnológicas disponíveis no mercado deixaram de ser vistas como um luxo para poucos e se tornaram sinônimo de conforto e segurança acessível a todos os usuários interessados. Para construtores e incorporadores, o diferencial é oferecer aos clientes uma infraestrutura de automação de modo a permitir que o morador possa adequar o conforto e a segurança às suas necessidades e orçamento. Programar as luzes e cortinas para criar um cenário agradável no ambiente, ou ainda acessar os sistemas de segurança de sua residência, seja por telefone ou através da internet, são algumas das soluções existentes e acessíveis no mundo da automação. Atualmente, para formar um mecanismo automático em uma residência basta ir a qualquer loja de construção civil e comprá-los sem muita dificuldade. A dúvida que gera quando se faz este tipo de automação, compradas em lojas faça você mesmo, ou seja, montadas em blocos e sem planejamento prévio, é a questão da integração entre os dispositivos automáticos, não existe uma comunicação entre eles, agindo de forma independente, criados sem uma modelagem pré-definida, gerando gastos e transtornos nos projetos atuais e futuros. Para que as diversas opções possam ser integradas de maneira única e pessoal, ou seja, de acordo com a escolha de quem irá utilizá-las, é necessária a criação de uma infra-estrutura adequada. Isto significa prever em projeto o cabeamento, a instalação elétrica e seus acessórios responsáveis pela distribuição de sinais de dados, voz e imagens pela residência O compromisso deste trabalho é a realização de uma integração de sistemas domésticos automatizados baseados na vasta experiência locada na indústria, visto através das modelagens e integrações de sistemas complexos, ou seja, transportar a tecnologia já dominada da automação industrial para uma tecnologia já não tão recente que é a automação doméstica / Abstract: Home autonomation is a modern feature that is becoming more common, nowadays technological solutions available are synonym of comfort and safety instead of being considered an expensive luxury. Different autonomation options are now acquirable for general costumers. For contractors and incorporate, the main issue is to offer an autonomation structure allowing the costumer to suit comfort and safety to the family budget. Programming light intensity and curtains for a nicer atmosphere, being able to reach home security system either using phone or internet are some of the solutions available for home autonomation. Nowadays, autonomation systems can be purchased in many different stores. The main issue related to this kind of commercially available autonomation is that the different parts of the system are not integrated and are not able to communicate, being a potential source of extra costs and problems. On the other hand, if the autonomation system is planned for a specific house, considering who is going to use the system, most problems could be avoided. Creating a specific autonomation project means plan the electric installation, the wires design and related accessories responsible for data distribution, voice and image storage. The aim of this work is to provide an integration of home systems based on the wide experience accumulated by industrial autonomation, exporting the well-known technology for home autonomation / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Maurício Rosário / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:45:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bunemer_Ricardo_M.pdf: 3552980 bytes, checksum: acdd2c18019f89323a9d36772b79c3dd (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Visando melhorar a qualidade de vida dos idosos e portadores de necessidades especiais no seu ambiente doméstico, a Domótica Assistiva destina-se a obter sistemas adequados que possam lhes permitir viver em seu próprio ambiente de casa em plena liberdade, com o monitoramento automático constante de suas ações e suas condições físicas e com a oportunidade de contato direto com os fornecedores de serviços e assistência. Tornou-se desse modo em uma área da Engenharia que envolve a integração de diferentes conhecimentos, e sua utilização vêm se tornando cada vez mais frequente com soluções tecnológicas baseadas na busca do conforto, segurança, entretenimento e acessibilidade que se tornam disponíveis a um grande número de usuários. O objetivo principal deste trabalho é demonstrar a viabilidade técnica e econômica da utilização de ferramentas tradicionais de integração de sistemas automatizados na área da Domótica. A partir da integração dos sistemas independentes e modulares, acarretando melhoria da qualidade de vida através da sistematização e planejamento de recursos, otimização de tempos, segurança, racionalização de serviços, qualidade, utilização do espaço, e uso eficiente de energia e recursos naturais. A validação dos conceitos é apresentada através de duas aplicações que mostram as vantagens e benefícios dos conceitos apresentados, estruturação do problema, especificação de sensores e atuadores, sistema de supervisão e controle remoto (weblab) e integração de soluções em Domótica / Abstract: To improve the quality of life of elderly and people with special needs in their home environment, the Assistive Domotics aims to get appropriate systems that can allow them to live in their own home environment in complete freedom, with the constant automatic monitoring of their actions and their physical and with the opportunity for direct contact with service providers and service conditions. Became thus in an area of engineering that involves the integration of different knowledge and its use are becoming increasingly frequent with technology-based solutions in search of safety, comfort, entertainment and accessibility that become available to a large number users. The main objective of this work is to demonstrate the technical and economic feasibility of using traditional tools of integration of automated systems in the area of Home Automation. From the integration of independent and modular systems, resulting in improved quality of life through systematic planning and resource optimization, time, security, rationalization of services, quality, space utilization, and efficient use of energy and natural resources. The validation of the concepts is presented through two applications that show the advantages and benefits of the concepts presented, structuring the problem, specification of sensors and actuators, the supervision system and remote control (weblab) and integration solutions in Domotics / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Tato práce se zabývá inteligentní elektroinstalací iNELS od společnosti ELKO EP a jejím ovládáním pomocí zařízení využívajících platformu Windows Phone. V textu je popsána komunikace, kterou využívá systém iNELS a multimediální systém iMM, především pak protokoly EPSNET a XML-RPC. Dále je popsána platforma Windows Phone a implementace samotné aplikace. V závěrečné části se práce zabývá zajímavými rozšířeními dané aplikace.

Este trabalho apresenta um estudo de tecnologias de comunicação sem fio e suas aplicações na automação predial. A principal motivação para a elaboração deste trabalho é o uso crescente dessas tecnologias em diversas áreas, principalmente em sistemas de automação industrial, comercial, residencial e predial. O uso de equipamentos como telefones celulares e notebooks, que possuem canais de comunicação sem fio (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), também contribuiu para o aumento do interesse na pesquisa de soluções usando redes sem fio. Inicialmente são apresentadas e estudadas, de forma comparativa, as tecnologias existentes de comunicação sem fio. Em seguida, são apresentados os principais sistemas que podem ser automatizados dentro de um edifício inteligente e também exemplos de aplicações de uso das tecnologias sem fio. A demonstração do uso de dispositivos sem fio foi feita a partir de um protótipo. Esse protótipo foi elaborado com o objetivo de substituir sensores de temperatura de um sistema de ar condicionado. O consumo das baterias e a relação custo-benefício do sistema foram os principais itens avaliados. Este estudo pretende demonstrar que dispositivos sem fio podem ser mais uma opção na automação de edifícios e residências, podendo servir como solução, em vários casos, para problemas de infra-estrutura e de integração dos sistemas de automação. / This work presents a study of the wireless communication technologies and their applications to intelligent building automation systems. The main motivation for this work is the increasing use of wireless technologies in several areas, specifically industrial, commercial, residential and building automation. The use of equipments as cellular telephones and notebooks, provided by wireless communication channels (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), has been contributing to the interest in the research of solutions related to this technology. Initially, the existent commercial technologies of some wireless communication systems are presented and studied, in a comparative way. The main systems that exist inside an automated intelligent building and examples of applications of the wireless technologies are presented. The use of wireless devices was depicted by means from a prototype, which was built up with the scope of substituting the sensor of temperature of an air conditioning system. The consumption of the batteries and the cost-benefit relationship of the system were the main items evaluated with the prototype. This study intends to demonstrate that wireless devices can be an interesting option for the automation of buildings and residences. In several cases, the use of these devices can be a solution for some of the infrastructure problems and for the integration of the automation systems.

Os avanços tecnológicos das últimas décadas têm motivado o desenvolvimento dos edifícios inteligentes, visando à criação de ambientes mais confortáveis e seguros para os ocupantes, economicamente vantajosos para os proprietários e ambientalmente corretos. Considerando-se que nestes ambientes emergem novas formas de interação entre os usuários e os sistemas prediais, as quais não são adequadamente tratadas por técnicas convencionais de modelagem, torna-se necessário o estudo de novas soluções que abordem essas interações. Assim, este trabalho apresenta a proposta de uma abordagem sistemática para modelar e simular os sistemas de controle de edifícios inteligentes. Considera-se o sistema de controle como um sistema orientado por eventos discretos, no qual a comunicação entre os dispositivos que o constituem é realizada por meio da troca assíncrona de mensagens. Nesta abordagem, é utilizada a rede de Petri colorida para especificar as funcionalidades do edifício inteligente e a interação entre os dispositivos que constituem o seu sistema de controle. Assim, fornece-se um procedimento estruturado para desenvolver modelos que facilita a especificação do algoritmo de controle dos subsistemas do edifício inteligente. Para avaliar as principais características do procedimento proposto, foi apresentado um exemplo de aplicação que aborda a integração das funcionalidades de um sistema de telefonia distribuído e um sistema de vigilância predial. A abordagem de modelagem possibilitou a identificação das funcionalidades dos dispositivos inteligentes que integram o sistema de controle em diferentes níveis de abstração e as interações que ocorrem durante o seu funcionamento. A realização deste trabalho contribui para o aprimoramento de novas abordagens para o desenvolvimento de sistemas de controle com arquiteturas heterárquicas. Estes sistemas são constituídos por dispositivos inteligentes colaborativos, que possuem um elevado grau de autonomia. / Technological advances in recent decades have motivated the development of intelligent buildings, aimed at creating environments more productive for the occupants, economically advantageous for the owners and environmentally correct. New ways of interaction between users and the buildings systems are emerging from these kinds of systems, which are not adequately treated by conventional modeling techniques. In this sense, it is necessary the study of new approaches which address these new functionalities. Thus, this work presents a proposal for a systematic approach to model and simulate the control system of the intelligent buildings. The control system is considered to be a discrete event system, where the communication between the devices that integrate it is oriented by means of asynchronous messages exchange. This approach uses the colored Petri nets in order to specify the functionalities of the building system and their devices interactions. The approach provides a structured procedure to develop models that facilitate the algorithm specification of the control system. In order to verify the main characteristics of the proposed procedure, it is presented an example that is a control system that integrates a distributed telephony system and a surveillance building system. The approach proposed enabled the identification of the main functionalities and interactions of the intelligent devices constituting the control system. The achievement of this thesis contributes to the development of new approaches to develop heterarchical control system architectures. This kind of system architectures is constituted by collaborative intelligent devices that have a high degree of autonomy.

Este trabalho apresenta um estudo de tecnologias de comunicação sem fio e suas aplicações na automação predial. A principal motivação para a elaboração deste trabalho é o uso crescente dessas tecnologias em diversas áreas, principalmente em sistemas de automação industrial, comercial, residencial e predial. O uso de equipamentos como telefones celulares e notebooks, que possuem canais de comunicação sem fio (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), também contribuiu para o aumento do interesse na pesquisa de soluções usando redes sem fio. Inicialmente são apresentadas e estudadas, de forma comparativa, as tecnologias existentes de comunicação sem fio. Em seguida, são apresentados os principais sistemas que podem ser automatizados dentro de um edifício inteligente e também exemplos de aplicações de uso das tecnologias sem fio. A demonstração do uso de dispositivos sem fio foi feita a partir de um protótipo. Esse protótipo foi elaborado com o objetivo de substituir sensores de temperatura de um sistema de ar condicionado. O consumo das baterias e a relação custo-benefício do sistema foram os principais itens avaliados. Este estudo pretende demonstrar que dispositivos sem fio podem ser mais uma opção na automação de edifícios e residências, podendo servir como solução, em vários casos, para problemas de infra-estrutura e de integração dos sistemas de automação. / This work presents a study of the wireless communication technologies and their applications to intelligent building automation systems. The main motivation for this work is the increasing use of wireless technologies in several areas, specifically industrial, commercial, residential and building automation. The use of equipments as cellular telephones and notebooks, provided by wireless communication channels (Bluetooth, 802.11b/g WiFi, etc.), has been contributing to the interest in the research of solutions related to this technology. Initially, the existent commercial technologies of some wireless communication systems are presented and studied, in a comparative way. The main systems that exist inside an automated intelligent building and examples of applications of the wireless technologies are presented. The use of wireless devices was depicted by means from a prototype, which was built up with the scope of substituting the sensor of temperature of an air conditioning system. The consumption of the batteries and the cost-benefit relationship of the system were the main items evaluated with the prototype. This study intends to demonstrate that wireless devices can be an interesting option for the automation of buildings and residences. In several cases, the use of these devices can be a solution for some of the infrastructure problems and for the integration of the automation systems.