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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
“Instalación del Sistema de Seguridad”
Empresa:
kikran
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA ÁREA
AUTOMATIZACIÓN
Presenta:
Matías Hernández
Asesor de la UTEQ Asesor de la Organización
Ing. Gerardo Gutiérrez Ing. Federico Gastón
Santiago de Querétaro Agosto del 2012
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RESUMEN
En el presente documento se muestran los resultados obtenidos de la
investigación y pruebas de conexión realizadas a dispositivos de seguridad y
tarjetas de control de la familia LENEL. La ejecución de dicho trabajo se
comenzó realizando cableado estructurado, conexión entre interfaces de
comunicación, pruebas de continuidad y documentación de cada conexión
realizada. El desarrollo del proyecto contó con tres etapas muy importantes
cada una de ellas. La primera etapa fue la de presentación y diseño del
proyecto considerando los antecedentes; en la segunda etapa se realizó un
plan de actividades y un formato de mitigación de riesgos y la tercera y última
etapa fue la implementación del proyecto en la cual se realizaron las pruebas y
las conexiones necesarias y de esta manera se cumplieron los objetivos
establecidos y se generó un reporte para documentar cada una de las etapas.
(Palabras clave: Tarjetas de control, interfaces, conexión)
DESCRIPTION
Gigared is a small business that is dedicated to the installation and
configuration of security systems, computer networks, video systems and audio
systems, backed by the company Macrored, has certifications LEVITON
Company. The work environment is good and we went out to perform
installations, configurations, certifications and designs. The advisor of the
company is very dedicated to work, the workers, are very attentive to the
projects and is very accessible.
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Índice de Memoria
RESUMEN .................................................................................................................................... 2
DESCRIPTION ............................................................................................................................ 2
I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 4
II. ANTECEDENTES ................................................................................................................... 5
III. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................... 5
IV. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 5
IV.I. Objetivo General ............................................................................................................. 5
IV.II. Objetivos Específicos .................................................................................................... 6
V. ALCANCE ................................................................................................................................ 6
VI. ANÁLISIS DE RIESGOS ...................................................................................................... 6
VII. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ........................................................................................ 8
VIII. PLAN DE ACTIVIDADES ................................................................................................... 9
IX. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS ..................................................................... 12
X. DESARROLLO DEL PROYECTO ..................................................................................... 14
XI. RESULTADOS OBTENIDOS ............................................................................................ 24
XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................. 24
XIII. ANEXOS ............................................................................................................................. 26
XIV. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 30
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I. INTRODUCCIÓN
Los circuitos eléctricos son de mucha importancia en la conexión de
equipos de seguridad como son los sensores de humo, presencia y de gas ya
que se tiene que conocer el tipo de conexión y los niveles de tensión y corriente
que manejan cada uno de los dispositivos.
Para los dispositivos de apertura es importante colocar un diodo de
protección en la conexión de la batería con la cerradura magnética. Los
sistemas de seguridad son de mucha importancia ya que evitan accidentes y
ayudan a mantener seguras las áreas del personal autorizado.
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II. ANTECEDENTES
La empresa CFE decidió ampliar los sistemas de seguridad en sus
instalaciones con el fin de prever posibles riesgos en el trabajo y pérdida de
documentación.
La ampliación consta de varios edificios para así tener bien protegida
todas las instalaciones.
III. JUSTIFICACIÓN
Debido a la ampliación se requiere instalar un sistema de seguridad y
adaptarlo al actual, siguiendo normas y especificaciones del diseño en
construcción de la primera etapa.
De esta manera se tendrá una mayor seguridad en la empresa tanto para
los trabajadores como para los equipos y documentos, se tendrá un mayor
control en áreas restringidas para evitar accidentes o fuga de inmobiliario.
IV. OBJETIVOS
Para realizar el diseño de una red de instalación para ampliar y
modernizar un sistema de alarma, se muestra a continuación cada uno de los
objetivos a realizar.
IV.I. Objetivo General
Instalar equipos de seguridad y conectarlos a las tarjetas LENEL, las
cuales controlaran todo el sistema.
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IV.II. Objetivos Específicos
1. Instalar dispositivos de seguridad en puntos estratégicos dentro de la
empresa para reducir el riesgo de quemaduras en caso de incendio en
un 100 %,
2. Realizar pruebas en cada uno de los dispositivos para asegurar el
funcionamiento de los mismos en un 100%,
3. Realizar la conexión de los dispositivos con las tarjetas controladoras
para su configuración.
V. ALCANCE
Instalar dispositivos de seguridad en las istalaciones de la empresa CFE,
conectarlos a las tarjetas de control LENEL y realizar pruebas de
funcionamiento.
Las tarjetas de control LENEL serán configuradas por personal de la
empresa SISEG por lo que las pruebas se realizarán sin la configuración de las
tarjetas.
Conectar cada uno de los dispositivos de seguridad a la tarjeta de control
correspondiente, asegurándose de que no dañe dicha tarjeta.
VI. ANÁLISIS DE RIESGOS
El siguiente diagrama de análisis de riesgos está dividido en cuatro
columnas que constan de los siguientes títulos: (Véase tabla 6.1).
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Cuantificación de riesgo: Esta parte se divide en tres tipos de
mediciones y cada uno tiene un porcentaje de probabilidad a
suceder.
Riesgo – Consecuencia: En esta sección se establece el riesgo y
las consecuencias que este pudiera generar.
Responsable: En esta columna se encuentran las personas
encargadas de mitigar el riesgo establecido.
Acción de Mitigación: En esta parte se establecen las acciones a
realizar por parte del responsable.
Nombre del proyecto
Instalación del sistema de seguridad CFE
Cuantificación de Riesgo
Riesgo – Consecuencia Responsable Acción de Mitigación
Alta Mala Planeación Roberto Arévalo Corcino
Realizar un seguimiento de
manera estricta en base al plan de
trabajo para evitar retrasos
innecesarios.
Alta Falta de conocimientos técnicos sobre lo que
se realiza. Roberto Arévalo Corcino
Realizar una profunda
investigación acerca del tema.
Media Mala calidad en los materiales Roberto Arévalo Corcino
Se realizarán las pruebas
necesarias para asegurar la calidad de los materiales.
Tabla 6.1 Formato de mitigación de riesgos.
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VII. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
La fundamentación teórica muestra los dispositivos con los que se realizó
el proyecto.
Interfaz RS-232: interface entre un equipo terminal de datos y un
equipo de comunicación de datos, empleando intercambio de
datos binario en serie. (1969) (Véase el Anexo 1).
Interfaz RS-485: interface multienlace con la capacidad de tener
múltiples transmisores y receptores. Con una alta impedancia
receptora (Véase Anexo 2).
La tarjeta LNL 2220: tiene el control sobre las demás tarjetas y
estas se comunican en serie (Véase el Anexo 3), por medio de la
interface RS-485.
Sensor de humo fotoeléctrico: las características de este
dispositivo se obtuvieron de la hoja de datos del proveedor (Véase
el Anexo 4).
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VIII. PLAN DE ACTIVIDADES
El plan de actividades del proyecto se divide en dos partes: (Véase la
tabla 8.1).
La primera parte se realiza el análisis del proyecto estableciendo los
requisitos principales,
o Antecedentes: se recibió la propuesta por parte de la empresa
CFE y se generó una propuesta.
o Justificación: una vez analizados los antecedentes se entregó
una cotización del proyecto para que el responsable de la
empresa analizara y generara una respuesta.
o Diseño: una vez aprobado el proyecto se realizó un diseño en
el cual se muestran los trayectos del cableado de los equipos y
la distribución de los mismos, además de identificar los puntos
en los que se encontrarían las tarjetas de control.
En la segunda parte se realizó la implementación y la documentación
del proyecto.
o Instalación de la tubería: la primera parte de la
implementación es realizar la instalación de la tubería en base
a las trayectorias marcadas en los planos arquitectónicos.
o Realizar pedido del equipo de seguridad: se realizó la
búsqueda de los proveedores para los distintos equipos a
instalar y así poder realizar el pedido correspondiente.
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o Pruebas de los equipos: una vez que los equipos llegaron a
las instalaciones de la empresa se realizaron las pruebas
necesarias para poder asegurar la calidad de los dispositivos.
o Cableado de los equipos: se llevó acabo después de que la
tubería fue aprobada y finalizada.
o Capacitación: se adquirió una capacitación para conocer el
funcionamiento y los componentes de las tarjetas
controladoras y así poder conectarlas a cada uno de los
dispositivos.
o Instalación de las tarjetas LENEL: las tarjetas fueron
conectadas con alimentación independiente y colocadas en
puntos estratégicos para su mejor manejo a la hora de las
conexiones.
o Conexión de las tarjetas LENEL: para realizar las conexiones
de manera correcta se realizaron diagramas de conexión.
o Conexión de las tarjetas con los dispositivos: cada
dispositivo corresponde a una tarjeta en específico y esto
depende de las distancias y el proceso a realizar.
o Pruebas con los equipos instalados: se realizaran antes de
la configuración e integración con las tarjetas ya instaladas.
o Documentación: se realizó para la entrega de la memoria de
estadía.
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Tabla 8.1 Plan de actividades.
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IX. RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS
Los recursos materiales necesarios para la realización del proyecto se
pidieron a distintos proveedores dentro y fuera de la república mexicana (Véase
la tabla 9.1).
Cantidad Descripción
4 Bobinas de cable 4x22 BELDEN.
7 Sensores de humo fotoeléctricos de 4 hilos.
1 Sirena estrobo 12-24.
2 Fuentes de poder 12 V de C.D.
1 Tarjetas de control LNL 1100.
1 Tarjetas de control LNL 2220.
3 Sensores de apertura
3 Botones de apertura (touch)
3 Controles de acceso
3 Cerraduras electromagnéticas
2 Estaciones manuales de doble acción
1 Módulo relevador RB5
Tabla 9.1 Recursos Materiales.
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El personal necesario para realizar el proyecto cuenta con el siguiente
perfil (Véase la tabla 9.2).
Número de integrantes Descripción Perfil
1 TSU en Mecatrónica
Saber realizar cálculos de
tensiones y corrientes,
Conocimiento de conexiones
de equipos en serie y paralelo
con corrientes directas,
Conocimiento de Sensores en
un 100%,
Manejo de PC,
Nivel de inglés leído 80%.
Tabla 9.2 Perfil del personal.
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X. DESARROLLO DEL PROYECTO
Antecedentes
Esta parte fue fundamental en la asignación del proyecto ya que se
realizaron varios diseños para lograr recibir el proyecto en su primera etapa por
parte de la empresa CFE.
Diseño
Para la parte del diseño la constructora a cargo del proyecto facilitó la
manipulación de los planos arquitectónicos para de esta manera poder colocar
estratégicamente cada uno de los dispositivos de seguridad, con ayuda del
software AutoCAD.
Implementación del proyecto
La primera parte del desarrollo del proyecto se llevó acabo en los
primeros días de mayo realizando la instalación de la tubería que llevara el
cable de comunicaciones a cada dispositivo e instalando los puntos de la
conexión de cada dispositivo de seguridad basándose en los planos
arquitectónicos y los puntos estratégicos de conexión de cada uno de los
equipos de seguridad.
Una vez concluida la parte de la ductería se realizó la parte del cableado
de cada dispositivo y se generó un conteo de cada dispositivo a instalar para
llenar la orden de compra y enviárselos al proveedor asignado.
Una vez que los equipos fueron recibidos se realizaron pruebas a cada
dispositivo con ayuda del multímetro digital.
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Sensor de Humo: se colocó la alimentación de C.D. a 12 V y las
puntas de la señal se conectaron al multímetro en su opción de
continuidad (Véase la figura 10.1), una vez realizada la conexión
física se encendió un trozo de papel y se apagó para que así el
humo generado activara al sensor y se llegaron a las siguientes
conclusiones:
o Si los leds del sensor parpadean en color blanco quiere
decir que fue alimentado de manera correcta.
o Si el multímetro una vez que recibe el humo envía una
tensión de cualquier valor, quiere decir que los cables de la
alimentación y de la señal están invertidos.
o Si los leds encienden en color rojo al detectar el humo y el
multímetro activa la continuidad, quiere decir que fue bien
conectado y que el dispositivo opera de forma correcta.
Figura 10.1 Diagrama de conexión del sensor de humo.
Elementos manuales de doble acción: los dispositivos
manuales solo funcionan como switch normalmente abierto, y se
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colocaron directamente al multímetro en la opción de continuidad
para comprobar el correcto funcionamiento (Véase la figura 10.2).
Figura 10.2 Diagrama de conexión del elemento manual.
Sirena con estrobo: estos dispositivos para que funcionen de
manera correcta se conectan a un módulo con relevador RB5 en
el estado normalmente abierto, para realizar las pruebas del
dispositivo solo se alimentó con 12 V de C.D. (Véase la figura
10.3) ya que el módulo solo funciona con la configuración de las
tarjetas LENEL.
Figura 10.3 Diagrama de conexión de la sirena.
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Control de acceso: para los controles de acceso no se pudieron
realizar las pruebas en conjunto ya que se requiere de la
configuración de las tarjetas LENEL 2220, solo se realizó un
diagrama de conexión basándose en el manual de conexión
(Véase la figura 10.4).
Figura 10.4 Diagrama de conexión de la cerradura.
Una vez finalizado el proceso de las pruebas de los equipos se llevó a
cabo una capacitación con la empresa SISEG (Sistemas de Seguridad), para
conocer las tarjetas de control y los componentes de las mismas y la manera en
cómo se comunicaran entre ellas.
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Una vez que se obtuvo la capacitación se comenzó con el montaje de las
tarjetas de control LENEL LNL1100 y LNL2220. Cabe mencionar que cada una
de las cajas contiene una fuente de alimentación independiente de 12 V de C.D.
@ 4 A.
Para poder realizar el montaje de las tarjetas se colocaron dos cajas
metálicas de 30 cm x 30 cm x 15 cm para cada una de las tarjetas y una
adicional para las fuentes de alimentación.
Debido a que todos los equipos requieren de una alimentación de 12 V
de C.D. @ 500 mA, se realizó el cálculo para cada fuente y conectar en paralelo
los dispositivos (Véase la figura 10.5).
4 A/500 mA = 4/0.5 = 8 dispositivos
Figura 10.5 Diagrama de conexión de la alimentación.
En total se colocaron 16 dispositivos incluyendo las tarjetas de control lo
cual solo se conectaran 2 fuentes de alimentación para todos los equipos.
Para el montaje de las tarjetas se colocaron porta tarjetas los cuales
aíslan a la tarjeta de la caja metálica para evitar cortos circuitos y quemar los
componentes de las tarjetas.
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Una vez montadas las tarjetas se realizaron pruebas de continuidad con
cada dispositivo montado para evitar daños a los puertos de las tarjetas así
como de alimentación para evitar caídas de tensión o que algún cable se
encuentre dañado.
Una vez concluidas las pruebas se conectaron cada uno de los
dispositivos a los puertos correspondientes (Véase la figura 10.6) y se
montaron las fuentes de alimentación (Véase la figura 10.7).
Figura 10.6 Diagrama de conexión de la Tarjeta LNL1100.
Las características principales de conexión de la tarjeta LNL 1100 son las
siguientes:
Puertos de entrada: en esta parte se conectan los dispositivos
que solo requieran de una señal para activarse.
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Comunicación: se refiere a la interface RS-485 la cual se conecta
con la tarjeta LNL 2220.
Led´s: son los que indican el estatus de operación en la cual se
encuentra operando la tarjeta.
Relevadores: son para los sensores de apertura que son los que
operan con mayor frecuencia.
Puertos de entrada al relevador: son los puertos de conexión
para los dispositivos ya sea que se encuentren normalmente
abiertos o cerrados.
Fuente de alimentación: conexión de la fuente 12 V de C.D.
Figura 10.7 Fuente de alimentación montada en la caja metálica.
Una vez concluida las conexiones de los equipos con la tarjeta LNL 1100,
se realizó la comunicación con la tarjeta LNL 2220 (Véase la figura 10.8) para
controlar cada dispositivo y establecer la conexión a la red de seguridad del
colegio.
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Figura 10.8 Diagrama de conexión de la Tarjeta LNL2220.
Las características principales de conexión de la tarjeta LNL 2220 son las
siguientes:
Puertos de salida del relevador: La salidas del relevador se
conectan a los sensores de apertura ya que estos se controlan por
medio de la configuración de la tarjeta.
Comunicación: se refiere a la interface RS-485 la cual se conecta
con la tarjeta LNL 1100.
Fuente de alimentación: conexión de la fuente 12 V de C.D.
Puerto Ethernet: conexión a la red de seguridad del colegio.
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Interface RS-232: puerto de conexión la cual envía el
direccionamiento y datos a cada tarjeta para evitar que se repita
direcciones y trabajen de manera correcta.
Puertos de entrada: son puertos de entrada auxiliares.
El dip switch (Véase la figura 10.9) en la tarjeta tiene una función muy
importante ya que establece la velocidad a la que trabaja la tarjeta, contiene
una dirección para poder ser identificada de una manera más fácil y rápida
además de que también sirve para su configuración.
En esta parte solo se colocó la velocidad de trabajo de la tarjeta ya que
los datos restantes serán colocados por el proveedor al igual que la
configuración.
Figura 10.9 Dip Switch.
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La topología de conexiones entre tarjetas se realizaron en serie (Véase
la figura 11.0) por medio de la interface RS-485 y la última tarjeta que sea
conectada se le coloca un jumper en los puertos para indicar de manera lógica
al programa que es la última tarjeta conectada dentro de la red de seguridad.
Figura 11.0 Topología de conexión RS-485.
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XI. RESULTADOS OBTENIDOS
Los resultados obtenidos se reflejan en un esquema costo-beneficio
(Véase la tabla 11.1), el cual muestra el costo total del proyecto y lo compara
con el beneficio obtenido al final y de esta manera comprobar que el beneficio
es mayor.
COSTO BENEFICIO
Equipo de seguridad Seguridad contra incendio e intoxicación dentro de la
empresa CFE para trabajadores y equipos,
Control de acceso en áreas exclusivas del personal.
Instalación de los equipos
Conexión de los equipos
Total $ 200 000.00
Tabla 11.1 Esquema Costo-Beneficio.
XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La conexión de equipos de seguridad es un trabajo muy especial ya que
cada equipo tiene su propia configuración y especificación, las cuales si no se
cumplen o no se hace un buen uso de las instrucciones el equipo no funcionará
correctamente o inclusive se puede dañar en su totalidad.
La interpretación de cada diagrama de conexión es importante ya que en
algunas ocasiones se tienen que modificar ya sea integrando dispositivos
electrónicos o conexiones adicionales.
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La revisión de los manuales de cada dispositivo antes de realizar la
conexión es importante ya que se basan en normas de seguridad las cuales se
tienen que llevar acabo, de lo contrario podrían cancelar las conexiones y esto
retrasaría el proyecto.
Debido a las peticiones del cliente en este caso la principal
recomendación es realizar etapas de potencia con relevadores para conectar
los equipos directamente a la sirena ya que es la que se activa por medio de los
demás dispositivos y de esta manera se ahorrara la compra de las tarjetas y la
configuración de las mismas solo se tienen que considerar las distancias para
eso es importante dividir los dispositivos por zonas.
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XIII. ANEXOS
Anexo 1 Manual de la empresa SISEG (Impreso pág. 38).
27
Anexo 2 Manual de la empresa SISEG (Impreso pág. 35).
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Anexo 3 Hoja de datos de las tarjetas LENEL
Tarjeta LENEL LNL2220: la tarjeta LNL 2220 (Véase Figura 10.1) es
un Sistema de Control Inteligente (ISC) la cual controla los procesos de otras
tarjetas de la familia LENEL.
Sus características principales son las siguientes:
2 entradas para alarmas: controles de acceso.
2 interfaces RS-232: Conexión directa con una distancia máxima
de 15 metros.
4 interfaces RS-485: conexión directa con una distancia máxima
de 1219 metros.
1 entrada de alimentación 12 V de C.D.: independiente de
cualquier dispositivo.
1 Dip Switch de 8 botones: controla e identifica a cada una de
las tarjetas.
23 Jumpers para clemas: permite conectar los dispositivos de
seguridad en cada uno de ellos.
3 Led´s: muestran el estatus de la tarjeta controladora.
1 Memoria: almacena la configuración del equipo hasta 8 MB.
1 Batería de 3 V de C.D. de litio: mantiene alimentada la
memoria para evitar descargas eléctricas.
Puerto Ethernet: Permite la conexión a la red LAN y soporta
DHCP o IP fija.
Procesador 32 bits: velocidad de comunicación 8 veces más
efectiva.
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Anexo 4 Hoja de datos del sensor de humo fotoeléctrico
Sensor de humo tipo fotoeléctrico (Véase Tabla A.1).
Tipo Fotoeléctrico
Número de hilos 4 hilos
Detección Avanzada
Alimentación 8 – 35 V de corriente directa
Corriente de alarma 150 mA máximo
Corriente en reposo 38 µA @ 12 V de corriente directa
Sensibilidad Automática
Señal de reset Menos de 1 segundo
Tiempo de reseteo Menos de 1 segundo
Indicador de alarma Led color rojo
Indicador de encendido Led
Intervalo de temperatura 0°C - 49°C
Intervalo de humedad tolerada 0 – 95% no condensada
Dimensiones Diseño elegante bajo perfil
Cumple
Con los requerimientos de la Norma
NPFA72 capítulo 7, Inspección Pruebas y
Mantenimiento.
Tabla A.1 Características sensor de humo.
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XIV. BIBLIOGRAFÍA
A. Bruce Carlson; “Circuitos”; Editorial Thomson; 2001, Págs. 148-151