AUTOMATIZACION DE INVERNADEROS MEDIANTE CONTROL

aqui se presenta una aplicación de automatización industrial mediante control
distribuido aplicado sobre un invernadero para el cultivo hidropónico de rosas.
Se utiliza el bus Profibus (estándar europeo ampliamente utilizado en la industria) como
medio físico de comunicación, permitiendo que gran parte del cableado (generalmente
con distancias grandes) que aparece en los invernaderos debido al elevado número de
sensores y actuadores se vea enormemente reducido.su utilización
proporciona un sistema más flexible y robusto, permitiendo la fácil incorporación de
nuevos sensores y/o actuadores.
Para gestionar el control integral del invernadero, se ha desarrollado una aplicación
software que se encarga de monitorizar el estado del invernadero, así como de controlar
el funcionamiento global del mismo, gestionar las alarmas, generar históricos, etc.
Además, el ordenador donde se ejecuta la aplicación ejerce de servidor de Internet,
permitiendo la monitorización y control del invernadero desde cualquier ordenador del
mundo conectado a Internet.
Como líneas futuras, la explotación de Internet permite además gestionar las alarmas de
un modo más eficiente, al permitir por ejemplo enviar mensajes de voz a teléfonos fijos
o móvil ante cualquier anomalía.
También se pretende utilizar redes inalámbricas para Ethernet (comunicación vía radio,
Ethernet sin cables) utilizando antenas, lo cual flexibiliza todavía más la aplicación al
permitir conectar múltiples invernaderos, distanciados entre sí, sin necesidad de utilizar
el cableado.
2. Estructura de control distribuido
El sistema de control distribuido está constituido por 4 subsistemas:
El bus de campo (Profibus), es la plataforma física de comunicación entre el autómata
programable (PLC) y la periferia descentralizada (DP).
La periferia descentralizada, se encarga de tomar la información de los sensores (de
temperatura, humedad relativa, etc.), digitalizarla y mandarla por la red al PLC. Por
otra parte recoge las órdenes de éste y las ejecuta sobre los sistema de actuación
(nebulización, calefacción, etc.).
El PLC actúa como unidad de control. A partir de la información de todos los sensores
y de la lógica de control, determina las actuaciones a realizar.
El ordenador personal (PC) implementa el interfaz de usuario (HMI), trasladando la
información del PLC al usuario y viceversa, además de realizar las funciones de
servidor de Internet.
PC3. Aplicación de control
El PC ejecuta las tareas del interfaz de usuario (monitorización, establecimiento de
consignas, alarmas, configuración, etc.), además del registro de la evolución de las
variables en una base de datos accesible a través de Open DataBase Connectivity
(ODBC).
En cualquier caso es posible actuar sobre cualquiera de los subsistemas en
modo manual y automáticoLos lazos de control más importantes son:
Humedad: En este lazo se utilizan higrómetros y se actúa mediante un sistema
de nebulización y ventiladores para mantener la humedad en los valores
deseados.
Temperatura: El lazo difiere entre estaciones del año y entre día y noche. En
estaciones frías o por la noche para mantener la temperatura en el valor deseado
se hace uso de un sistema de calefacción, y en las estaciones cálidas o por el día
se hace uso del sistema de ventilación, acompañado de la nebulización.
Otros lazos no menos importantes son: riego, control de la temperatura del
sustrato del cultivo, aireación del agua de riego, etc.
Para llevar a cabo estrategias de control sofisticadas se requiere disponer de modelos
climáticos del invernadero. En ese sentido se dispone de modelos ajustados y validados
con información de diferentes días,La seguridad es otro aspecto importante a tener en cuenta. En ese sentido la utilización
de una red de campo industrial estándar da robustez al sistema, así como el uso del
PLC. Además se supervisa el buen funcionamiento del PC (reiniciándolo si falla) por
parte del PLC, tomando el control del invernadero en ausencia del PC. Por otra parte, un
sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) protege el PC ante fallos del suministro
eléctrico.
4. Internet:
La conexión a Internet es llevada a cabo mediante un software (llamado VNC)
compuesto de dos aplicaciones (una servidora y otra clientepermite que cualquier
usuario desde cualquier lugar del mundo pueda acceder a la aplicación de control y
monitorizar y controlar el invernadero de forma remota,el uso de Internet abre la posibilidad de gestionar de un modo más
eficiente las alarmas del sistema, permitiendo enviar mensajes a números de teléfono en
caso de anomalía, o por ejemplo enviar mensajes de correo diarios con información
sobre el estado del invernadero, o la base datos del día anterior.




Referencias bibliográficas:
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SIMATIC STEP 7 V5.1 Introducción y ejercicios prácticos Getting Started Edición 08/2000