Caso de estudio · Oficina inteligente · Raspberry PLC
Quién entra, cuánta luz, qué clima. Los Raspberry PLC gestionan la oficina.
Acceso biométrico, luz automática y el clima en tu móvil.
Una empresa decidió convertir su oficina en una oficina inteligente, para mejorar la seguridad y la eficiencia de sus operaciones.
Los mismos PLC controlan la puerta, las luces, el clima y la alarma.
Este caso describe un proyecto de oficina inteligente con Raspberry PLC, publicado por Industrial Shields en 2023. El caso no cita la empresa ni el edificio, y no publica resultados. Las funciones son las del caso: acceso biométrico, luces por presencia y luz natural, temperatura desde una app móvil y alarma de intrusión. Los valores de los paneles son ejemplos.
El reto
Seguridad y confort en la misma oficina.
Una oficina inteligente automatiza tareas y procesos del día a día. En este caso la empresa quería dos cosas a la vez: controlar quién entra en el edificio y en sus zonas sensibles, y dar a cada empleado más control sobre la luz y la temperatura en el trabajo, con menos energía desperdiciada.
Quién entra
El acceso al edificio y a las zonas sensibles tiene que estar controlado. La empresa eligió tecnología biométrica: huella dactilar y reconocimiento facial.
Luz donde hay gente
Las luces se tienen que encender y apagar solas con sensores de presencia en las salas, y adaptarse a la luz exterior y a las preferencias de los empleados.
Cada persona elige su confort
Los empleados fijan sus preferencias de luz y temperatura desde una app móvil. El sistema tiene en cuenta la ocupación y el tiempo.
Intrusos
Los sensores de movimiento tienen que detectar cualquier movimiento no autorizado en la oficina. Si hay una intrusión, salta la alarma.
Empezar por los riesgos
El primer paso del proyecto fue identificar los riesgos que había que mitigar. El sistema de seguridad automatizado se diseñó después, y luego se montó, se cableó, se programó y se probó.
Cómo funciona
Tres tareas: iluminar las salas, dar confort a cada persona y vigilar la puerta.
Cada panel muestra una tarea. Pulsa los botones. Los paneles son simulaciones ilustrativas: las funciones son las del caso, pero los sensores, los niveles, los tiempos y las reglas son ejemplos, no datos de la oficina.
Luces por presencia y por luz natural.
Los sensores de presencia de cada sala dicen al PLC cuándo hay alguien. Un sensor de luz le dice cuánta luz natural entra. El PLC enciende las luces y las regula para que la mesa tenga la luz necesaria, no más. Cambia el cielo y entra o sal de la sala.
- Encendido y apagado con sensores de presencia en las salas
- Regulación según la luz exterior
- Se apagan solas cuando la sala queda vacía
Iluminación de una sala (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo, sin datos de la oficina. El caso dice que las luces se encienden y se apagan con sensores de presencia en las salas y se adaptan a la luz exterior. No publica los sensores, los niveles ni los tiempos. En este ejemplo: un sensor de presencia en una entrada digital, un sensor de luz de 0-10 V, un relé para el circuito y una salida de 0-10 V para drivers regulables, 500 lx en la mesa (el valor de la EN 12464-1 para trabajo de oficina) y luces apagadas 10 minutos después del último movimiento.
La temperatura que eliges en el móvil.
Los empleados eligen su temperatura desde una app móvil. Los sensores de temperatura dan al PLC el valor real de la sala, y el PLC pide más calor o más frío al equipo de clima. Cuando la oficina está vacía, puede pasar a una consigna de ahorro. Cambia el tiempo y usa la app.
- Temperatura preferida desde una app móvil
- Los sensores de temperatura cierran el lazo
- La ocupación y el tiempo cambian la consigna
Clima de una zona (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo, sin datos de la oficina. El caso dice que los empleados fijan su temperatura preferida desde una app móvil, y que el sistema tiene en cuenta la ocupación y el tiempo. No publica los equipos de clima, las consignas ni la app. En este ejemplo: la app puede elegir de 19 a 26 °C, el PLC calienta o enfría con 0,5 °C de histéresis, y una oficina vacía pasa a 17 °C en calefacción y a 28 °C en refrigeración.
Acceso biométrico de día, alarma de noche.
Los lectores de huella y de cara controlan el acceso al edificio y a las zonas sensibles. Los sensores de movimiento vigilan la oficina, y el PLC activa la alarma cuando hay una intrusión. Cierra la oficina e intenta entrar.
- Huella dactilar y reconocimiento facial
- La alarma salta cuando los sensores de movimiento detectan un intruso
- Un acceso válido para la alarma
Entrada y alarma (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo, sin datos de la oficina. El caso usa huella dactilar y reconocimiento facial para el edificio y las zonas sensibles, y activa la alarma cuando los sensores de movimiento detectan una intrusión. No publica los lectores, cómo hablan con el PLC ni las reglas para armar la alarma. En este ejemplo el lector reconoce a la persona y da al PLC un contacto de acceso, el PLC abre la cerradura con un relé durante 5 s, y la alarma se arma fuera del horario de oficina.
Arquitectura del sistema
¿Cómo se conectan acceso, luces, clima y alarma a un sistema de PLC?
En cada zona, los sensores de presencia, luz, temperatura y movimiento envían su información a los Raspberry PLC. En la entrada y en las zonas sensibles, los lectores de huella y de cara deciden quién entra. Los PLC mueven los actuadores: luces, calefacción y refrigeración, cerraduras y la alarma. Una app móvil en la red de la oficina permite a cada empleado enviar sus preferencias de luz y temperatura. El caso habla de PLC, en plural; un reparto habitual es un PLC por planta o por grupo de salas.
| Señal | Entre | Tipo | Función |
|---|---|---|---|
| Presencia | EntreSensor de presencia de cada sala → PLC | TipoEntrada digital | FunciónLuces encendidas y apagadas según haya gente en la sala |
| Luz natural | EntreSensor de luz → PLC | TipoEntrada analógica, 0-10 V | FunciónLa iluminación se adapta a la luz exterior |
| Temperatura de la sala | EntreSensor de temperatura → PLC | TipoEntrada analógica, 0-10 V | FunciónEl valor real frente a la consigna de la app |
| Movimiento | EntreSensores de movimiento → PLC | TipoEntrada digital | FunciónDetectar movimientos no autorizados y activar la alarma |
| Acceso | EntreLector de huella o de cara → PLC | TipoContacto, RS-485 o Ethernet | FunciónQuién entra en el edificio y en las zonas sensibles |
| Luces | EntrePLC → circuitos de iluminación | TipoSalida de relé y salida de 0-10 V | FunciónEncender y regular las luces |
| Calefacción y refrigeración | EntrePLC → equipos de clima | TipoSalidas de relé | FunciónPedir calor o frío para llegar a la consigna |
| Cerraduras | EntrePLC → cerraduras eléctricas | TipoSalida de relé | FunciónAbrir la puerta después de un acceso válido |
| Alarma | EntrePLC → sirena y aviso | TipoSalida de relé y mensaje por la red | FunciónParar o activar la alarma de emergencia |
| Preferencias | EntreApp móvil ↔ PLC | TipoRed de la oficina | FunciónLuz y temperatura elegidas por cada empleado |
Por qué funciona
Primero los riesgos, las personas al mando y un sistema que sigue funcionando.
Primero los riesgos
El proyecto empezó por los riesgos que había que mitigar, y solo después diseñó el sistema de seguridad automatizado. Los sensores y la alarma responden a esos riesgos.
Probado antes de usarlo
Una vez montados y cableados los dispositivos, se programan los PLC y se prueba todo el sistema para asegurar que funciona bien.
Mantenido, no olvidado
El mantenimiento y la monitorización periódicos del sistema de PLC detectan los problemas antes de que se conviertan en fallos críticos.
Menos energía desperdiciada
Luces solo con gente en la sala, reguladas con la luz natural, y un clima que sigue la ocupación. El caso espera menos consumo de energía y una huella de carbono menor.
Las personas al mando
Cada empleado fija la luz y la temperatura desde el móvil. El caso dice que esto mejora el confort y da a las personas más control sobre su entorno de trabajo.
Abierto y modular
No hay licencias que pagar. El sistema se puede ampliar en el futuro, y nuestro equipo de soporte te acompaña antes, durante y después de la instalación.
Hardware
Un Raspberry PLC con relés para un edificio.
Opción actualRASPBERRY PLC 57R FLEX
Un PLC basado en Raspberry Pi con 24 relés y 12 entradas analógicas. Funciona con Linux, así que el mismo controlador puede llevar la lógica y el servicio de la app móvil.
- Función en este diseño
- Lee los sensores de una planta o zona, mueve luces, clima, cerraduras y alarma, y habla con la app
- Ordenador
- Raspberry Pi 4, cuatro núcleos de 64 bits, 1,8 GHz, 2, 4 u 8 GB de RAM
- Software
- Debian de 64 bits: Python, Node-RED, C/C++
- Entradas
- 18: 12 analógicas/digitales (0-10 V, 12 bits) y 6 digitales optoaisladas, de 5 a 24 Vdc
- Salidas
- 33: 24 relés (230 Vac 4 A / 24 Vdc 2 A, carga resistiva) y 9 analógicas/digitales/PWM (0-10 V)
- Comunicación
- Ethernet Gigabit y 10/100, 2 x RS-485, wifi, Bluetooth LE
- Fiabilidad
- SAI con supercondensadores para un apagado seguro, reloj de tiempo real con batería
- Alimentación y montaje
- De 12 a 24 Vdc, carril DIN TS35, IP20, de 0 a 50 °C
El caso dice Raspberry PLC y no publica el modelo. Mostramos el 57R porque tiene relés para todas las cargas de una zona y entradas analógicas para la luz y la temperatura. Para una oficina más pequeña, el RASPBERRY PLC 38R tiene 16 relés y 8 entradas analógicas. Todos los modelos están en la hoja de datos de la familia Raspberry PLC.
Preguntas sobre este caso
¿Qué automatiza una oficina inteligente?
En este caso: el acceso al edificio y a las zonas sensibles con huella dactilar y reconocimiento facial; luces que se encienden con la presencia y se adaptan a la luz natural; una temperatura que cada empleado fija desde una app móvil, con la ocupación y el tiempo; y una alarma de intrusión con sensores de movimiento.
¿Cómo se conecta un lector biométrico a un PLC?
El caso no lo publica. Una forma habitual: el lector o su terminal de acceso reconoce a la persona y guarda las plantillas. Da al PLC un contacto de acceso, o envía el evento por RS-485 o Ethernet. El PLC abre la cerradura con un relé y une el evento con la alarma. Los datos biométricos son una categoría especial de datos personales según el RGPD (artículo 9), así que guárdalos en el sistema que controla la empresa; el PLC solo necesita un sí, un no o un ID de usuario. Para el acceso con una cámara con IA, mira el caso de control de acceso con IA.
¿Cómo siguen las luces la presencia y la luz natural?
Un sensor de presencia en una entrada digital dice si la sala está en uso. Un sensor de luz en una entrada de 0-10 V mide la luz natural. Un relé enciende el circuito y una salida de 0-10 V regula los drivers, para que la mesa tenga unos 500 lx, el valor de la EN 12464-1 para trabajo de oficina. Los relés del PLC son de 4 A con carga resistiva: para drivers LED con mucha corriente de arranque, añade un contactor.
¿Pueden los empleados fijar la temperatura desde el móvil?
Sí, es lo que hace el caso con una app móvil. El Raspberry PLC funciona con Linux, así que una forma habitual es un panel de Node-RED o un servicio MQTT en la red de la oficina. Deja los límites en el PLC, por ejemplo de 19 a 26 °C, para que la app no pueda pedir valores extremos. Para el acceso remoto, usa una VPN en lugar de abrir puertos.
¿Qué pasa cuando se detecta un intruso?
En el caso, los sensores de movimiento detectan el movimiento no autorizado y el sistema activa la alarma de emergencia; también la puede parar. Una regla habitual: la alarma se arma fuera del horario de oficina y un acceso válido la desarma. Si el sistema de intrusión tiene que cumplir requisitos de seguros o de certificación, sigue la EN 50131, y el PLC puede trabajar junto a una central de alarma certificada.
¿Qué Raspberry PLC encaja en una oficina inteligente?
Cuenta las señales de cada zona: entradas de presencia, luz, temperatura y movimiento; relés para luces, calefacción, refrigeración, cerraduras y sirena; salidas de 0-10 V para regular. El RASPBERRY PLC 57R FLEX tiene 24 relés y 12 entradas analógicas. Para más zonas, añade más PLC por Ethernet: el caso habla de PLC, en plural.
Descarga el caso de estudio
PDF de 4 páginas con el reto, la lógica, la arquitectura y el hardware. Sin formularios.
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