Encyclopédie de Excel V5 - Intégration de Batiments Intelligents

Intégration des bâtiments intelligents https://www.excel-networking.com/fr Section 16

NOUVEAU pour la

V5

Intégration des bâtiments intelligents

Intégration des bâtiments intelligents Nous parlons de bâtiments intelligents, d’espaces connectés et de bâtiments intelligents depuis les années 1990 et ce n’est toujours pas le cas. Nous continuons à construire et à utiliser des bâtiments en utilisant un processus qui existe depuis les années 1960, ce qui a parfois provoqué une résistance aux nouvelles technologies.

Les choses commencent à changer, car les organisations s’efforcent d’être plus durables et plus économes en énergie. ’Et avec l’émergence de l’Industrie 4.0, il y a un autre moteur vers un avenir intelligent.

Industrie

1.0

Mécanisation et introduction des énergies thermique et hydrolique

Industrie

2.0

Lignes d’assemblage de production en série utilisant de l’énergie électrique

Industrie

3.0

Production automatisée, ordinateurs, systèmes informatiques et robotiques

Industrie

4.0

L’usine du futur, les systèmes autonomes, l’IdO et l’apprentissage automatique

Il en résultera des débits de données plus élevés à la périphérie, un enregistrement des données à plus grande vitesse et une optimisation des données relatives aux équipements et à la maintenance. Cela va également nécessiter un changement d’état d’esprit concernant la conception du câblage structuré à l’avenir.

Ces développements se retrouveront dans l’automatisation des bâtiments commerciaux ainsi que dans les bâtiments publics tels que les écoles et les hôpitaux. Il s’agit d’un fait qui est soutenu par une évolution significative vers l’IP à la place des protocoles Fieldbus traditionnels tels que MODbus, HART et Interbus, etc.

Le marché mondial de l’automatisation des usines et des systèmes de contrôle industriel a été évalué à 194,67 milliards USD en 2020. Il devrait atteindre 339,56 milliards USD d’ici 2026, enregistrant un taux de croissance annuel composé d’environ 9% au cours de la période de prévision (2021-2026).

Dans une autre prévision, la valeur du marché de l’automatisation des bâtiments pour la « technologie intelligente » allait doubler au cours des 6 prochaines années.

S16

2

https://www.excel-networking.com/fr

Technologie habilitante Au cours des deux dernières années, des développements technologiques et normatifs ont eu lieu qui auront un impact sur le rythme auquel la technologie du bâtiment intelligent sera déployée à l’avenir :

Télé-alimentation et alimentation électrique par câble Ethernet (PoE) La dernière itération de l’alimentation électrique par câble Ethernet (PoE)- IEEE802.3bt - permet désormais de délivrer une puissance bien plus importante sur les quatre paires (4PPoE) tout en prenant en charge les versions antérieures de PoE à deux paires couvertes par IEEE802.3af et 802.3at.

Numéro de classe1

Puissance d’entrée du dispositif alimenté (watts)1

Puissance de sortie de l’équipement d’alimentation (watts)

Type de dispositif alimenté

0

12.95

15.4

1

1

3.84

4

1

2

6.49

7

1

3

12.95

15.4

1

4

25.5

30

2

802.3at (PoE+)

5

40

45

3

6

51

60

3

802.3bt (4-pair PoE, 4PPoE, PoE++)

7

62

75

4

8

73

90

4

Norme IEEE2

802.3af (2-pair PoE)

802.3bt (higher-power PoE)

1. Ces numéros de classe et ces puissances sont indiqués sur l’écran PoE du MicroScanner. Notez que les sources PoE ne répondent pas toujours aux spécifications de puissance de leur classe.

2. Le testeur peut identifier deux types de PoE non standard - PoH (Power over HDBaseT™) et UPoE (Universal Power over Ethernet) lorsque ces sources fournissent 30 W ou moins sur deux paires.

On estime que le marché mondial de toutes les formes de PoE représentera 2 milliards de dollars en 2025 et qu’il continuera à croître à un taux de croissance annuel moyen composé d’au moins 15 %.

WiFi 6 IEEE 802.3ax est une mise à niveau de WiFi 5, qui a constitué une avancée considérable dans la technologie sans fil. L’IEEE et la WiFi Alliance ont voulu apporter plusieurs améliorations axées sur les performances dans des conditions « typiques » plutôt que sur le modèle précédent, qui consistait à examiner les débits de données dans des conditions « parfaites ». D’après une analogie, cette mise à niveau reviendrait en quelques sortes à ajouter davantage de voies sur une autoroute ainsi qu’à en réserver certaines aux bus et d’autres au covoiturage afin de fluidifier le trafic routier et d’éviter les embouteillages.

6

S16

Contrairement aux précédents modèles dans lesquels les dispositifs étaient en concurrence, grâce à la capacité supplémentaire de pouvoir utiliser à la fois la bande de 2,4 GHz et de 5GHz, il n’y a plus de concurrence, car chaque dispositif est programmé simultanément pour transmettre des données en parallèle.

Le WiFi 6 a également fait l’objet d’améliorations avec un mode de fonctionnement pour les appareils à faible puissance et à faible bande passante tels que les capteurs, l’automatisation et les appareils médicaux. Ce mode sépare ces dispositifs en un canal de 20 MHz uniquement, qui fonctionne soit sur la bande 2,4 GHz, soit sur la 5GHz, et qui les empêche d’interférer avec un trafic sensible à la latence.

3

Intégration des bâtiments intelligents Normes - BS EN50173-6/IOS11801-6 - Services techniques des bâtiments Au lieu de la cellule carrée de 18,3 m utilisée par la TIA TSB162-A, Cenelec et les normes ISO ont adopté une cellule hexagonale avec un rayon maximum de 12 m, ce qui est beaucoup plus petit. Le point d’accès est également placé au centre de la cellule, alors qu’il peut être placé en tout point de la cellule carrée.

Mur WAP

WAP

WAP

Zone de couverture des points d’accès sans fil

WAP

WAP

WAP

r ≤ 12 m WAP

WAP

WAP

WAP

WAP

WAP

Mur

CEI

Schéma A.1 - Plan de la zone de couverture de l’application sans fil

WAP Prise d’alimentation

Prise d’alimentation

S16

Prise d’alimentation

Prise d’alimentation

L max = R = 13 m (42ft)

X = 18.3 m (60ft)

cordon d’équipement

Quadrillage de la zone de couverture typique et uniforme

4

https://www.excel-networking.com/fr Cenelec/ISO et TIA TSB162 En outre, la norme BS EN50174-2 a subi des modifications en 2018 et a inclus une clause et une annexe entièrement nouvelles, qui couvrent les directives spécifiques pour la conception d’installations pour la télé-alimentation et tout impact thermique potentiel de la PoE haute puissance. La clause 12 traite des meilleures pratiques d’installation à l’appui de la norme BS EN50173-6.

MPTL - Liaison raccordée au connecteur modulaire Avec la publication de la norme BS EN50173-6, il a été reconnu que les dispositifs IP devaient être directement connectés au câblage horizontal.

CD

(Campus distributor)

BD

(Building distributor)

SD (Service distributor)

SCP

TE TE Système de câblage vertical de campus

Élaboration d’un soussystème de câblage vertical

Sous-système de câblage de distribution de service

Câblage spécifique à une application (hors du champ d’application de la présente norme)

Connexion TE directement fixée au câblage

* TE = Terminal Equipment

Système de câblage générique

Alors que les connecteurs RJ45 raccordés sur le terrain sont devenues courantes, il manquait une dernière pièce du puzzle : un moyen efficace de tester la liaison, car les modèles de test précédents ignoraient la valeur du connecteur RJ45.

L’industrie dispose désormais de tests pour les raccordements MPTL, qui ont été ratifiés par TIA, ISO, Cenelec, IEC et EIA. Cette méthode de test nécessite l’utilisation d’une tête de mesure pour cordon de raccordement à l’extrémité distante afin de s’assurer que la valeur du raccordement RJ45 est incluse dans le résultat.

Cette méthode de test nécessite l’utilisation d’une tête de mesure pour cordon de raccordement à l’extrémité distante pour s’assurer que la valeur du raccordement RJ45 est incluse dans le résultat.

Facteur d’avenir - Ethernet à paire unique En 2016, l’IEEE a créé un groupe de travail 802.3 afin de discuter d’un appel à manifestation d’intérêt concernant l’Ethernet à paire torsadée simple 10 Mb. La première réunion a rassemblé en majorité des entreprises des secteurs de l’automatisation industrielle et de l’automobile. L’intention était d’analyser les besoins du marché, les exigences qu’impliquaient les solutions ainsi que les marchés cibles, leur taille et leur potentiel, avant de se pencher sur la faisabilité technique d’une solution.

L’Ethernet à paire simple torsadée 10 Mb/s gère la plupart des applications de bus de terrain allant jusqu’à 1 200 m. De plus, de nombreux appareils nécessitent une alimentation, qui peut être aussi facilement fournie par les câbles actuellement proposés. La majorité d’entre eux reposeront sur une taille de conducteur plus large, à savoir entre 18 et 24 AWG, en fonction de la distance. Ils seront essentiellement blindés.

S16

L’automatisation des bâtiments, bien que ne faisant pas partie de l’appel à manifestation d’intérêt initial, présente un ensemble de problèmes et d’exigences très similaires. Une transition est déjà en cours avec des choses comme BACnet IP, mais il y a aussi un désir de converger vers un seul type de réseau et de s’éloigner des protocoles propriétaires.

L’alimentation sera fournie d’une manière similaire à celle de la PoE, mais elle est appelée Power over Data Line (PoDL). Il existe 6 classes de puissance PoDL pour les applications SPE 10Mbs, jusqu’à 52W. Il existe un certain nombre de facteurs qui affectent la distance d’alimentation électrique et le niveau de puissance : z Classe d’alimentation z Taille du conducteur z Nombre de connexions

Veuillez noter : le SPE ne remplacera pas les réseaux informatiques Ethernet à 4 paires. Il s’agit d’un système totalement nouveau destiné à remplacer les bus de terrain et autres réseaux basés sur l’automatisation dans les secteurs de l’automatisation industrielle et du bâtiment ainsi que dans le secteur automobile. La capacité d’un câble à 4 paires à supporter quatre liens SPE simultanément est toujours en cours d’évaluation par les organismes de normalisation du câblage.

Vous trouverez tous les détails de ces catalyseurs dans une série de livres blancs sur le site Web d’Excel : https://excel-networking.com/fr/telechargements/livres-blanc 5

Intégration des bâtiments intelligents

Exemples d’applications Les bâtiments intelligents conventionnels ont vu une large gamme d’applications tirer profit de ces développements, y compris, mais sans s’y limiter : z Systèmes d’éclairage z Systèmes de gestion technique des bâtiments z IP CCTV z Contrôle d’accès

Dans la société actuelle, il existe toute une série de capteurs qui communiquent avec l’IA, qui sont développés et installés dans des objets du quotidien.

Ces derniers font désormais l’objet de nouvelles expressions familières telles que : z Services de qualité de l’environnement intérieur - Surveiller l’air/l’éclairage naturel/la température dans un local afin de

maintenir un environnement convivial. z Éclairage connecté - Capteurs dans les systèmes d’éclairage qui peuvent désormais communiquer avec le logiciel de

réservation des salles de réunion et le système de gestion technique des bâtiments via le protocole simple de gestion de réseau (SNMP).

z Surveillance intelligente - Protocoles de reconnaissance faciale, du parking au bureau, fonctionnant conjointement avec

le système de gestion technique des bâtiments et le contrôle d’accès.

z Gestion de l’énergie du bâtiment - De la consommation à l’efficacité de l’utilisation et même au choix du fournisseur

d’énergie de manière autonome.

Tous les éléments ci-dessus peuvent communiquer entre eux au niveau logiciel et peuvent être surveillés, entretenus et même réparés à distance : z Meilleur confort pour les occupants z Réduction de la consommation d’énergie et des coûts z Amélioration de la santé et du bien-être des employés et des visiteurs z Amélioration de la productivité et de l’efficacité opérationnelle z Réduction de l’empreinte carbone

Une société américaine a lancé un système PoE qui fournit un système intelligent d’éclairage UV pour désinfecter les espaces de bureau. Il surveille les espaces de bureau et, lorsqu’ils ne sont pas utilisés, il fournit un éclairage UV contrôlé, en fonction de l’intensité de l’utilisation, pour tuer tous les germes qui pourraient être présents.

Une application AV sur IP pour la vidéoconférence est basée sur une plateforme PoE plus petite, plutôt que les grands moniteurs auxquels nous sommes habitués, elle est basée sur plusieurs écrans plus petits qui utilisent un maximum de 25W PoE. Cette solution est non seulement plus rentable en termes de CAPEX, car le système peut être adapté aux besoins de la salle ou de l’organisation, mais elle est également beaucoup plus durable, car elle consomme moins d’énergie.

La technologie est maintenant là pour faire des bâtiments intelligents une réalité, mais comme nous l’avons déjà dit, nous devrons peut-être changer une partie de notre état d’esprit concernant la conception du câblage structuré. L’utilisation de points de concentration de services (SCP) deviendra plus courante, tandis que l’utilisation du point de consolidation (CP) dans une installation de données pure restera la même, voire diminuera. Le câblage de zone que l’on trouve généralement dans les centres de données et le LAN Optique Passif (POL) deviendront plus courants dans les installations d’entreprise/ commerciales pour soutenir la commutation distribuée en périphérie qui sera utilisée dans les installations de bâtiments intelligents. Par conséquent, à l’avenir, attendez-vous à voir plus de conceptions de câblage hybride qui sont une combinaison de POL et d’infrastructure traditionnelle.

S16

Excel Networking est idéalement positionné avec une solution de câblage à la pointe de l’industrie offrant à la fois les options traditionnelles et POL pour profiter de l’opportunité excitante présentée par l’intégration des bâtiments intelligents.

Visitez le site Web d’Excel pour parcourir notre bibliothèque complète de livres blancs https://https://excel-networking.com/fr/telechargements/livres-blanc

6