Automatizacione de Invernadero multipropósito
Por: Carlos Ortiz, Sabrino Zambrano, César San Martín, Dpto de Ingeniería Eléctrica, Universidad de La Frontera
El reto: Diseñar un sistema SCADA que nos permita controlar y monitorear las variables ambientales de un invernadero mediante un computador personal. Éste será configurado como servidor y permitirá la conexión a clientes para que opere el proce
so (realizar alguna acción) desde una interfaz gráfica.
La solución: Mediante una tarjeta de adquisición de datos PC-LPM-16, sensores de Temperatura y Humedad del Aire, Humedad y Temperatura del Suelo y Luminosidad implementar la captura y tratamientos de datos basado en computador personal y la interfaz de usuario programada en LabVIEW (versión de evaluación) de National Instrument (NI).
Introducción
En la actualidad, la eficiencia y la funcionalidad juegan un papel importante en la administración de un invernadero. Por eficiencia se entiende la idoneidad para condicionar alguno de los principales elementos del clima, no de una manera estática o incontrolable, sino entre limites bien determinados de acuerdo con las exigencias fisiológicas del cultivo. La funcionalidad es el conjunto de requisitos que permiten la mejor utilización del invernadero como sistema productivo.
Esta automatización permite interactuar con el invernadero sin necesidad de operar manualmente los diferentes actuadores y leer los sensores en terreno. A través de una arquitectura Cliente/Servidor es posible acceder al estado de las diferentes variables ambientales desde cualquier punto de Internet.
Características generales del invernadero.
El invernadero del Departamento de Ciencias Forestales de La Universidad de La Frontera, es de carácter educativo y multipropósito. Es de estructura metálica del tipo mecano y su cubierta es de policarbonato de 6mm.y tiene una superficie de 200
Descripción general del sistema
El sistema funciona sobre la base de un servidor que soporta el intercambio dinámico de datos (DDE: Dynamic Data Exchange), quien es el que realiza el control del microclima al interior del invernadero. Este servidor permite la conexión de dos tipos de clientes. El primero con atributos de lectura y escritura, a los cuales se le permite monitorear y realizar cambios de configuración de las alarmas (entre que rangos se quiere mantener cada variable) y un segundo cliente con sólo atributos de lectura o monitoreo de las variables ambientales. Esta es una solución de red LAN departamental, lo que significa que los clientes antes mencionados sólo tendrán acceso al servidor si están ubicados en la subred a la cual pertenece el computador que controla el invernadero. En este caso, la red departamental es de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de La Frontera. Adicionalmente se plantea una solución que permita la conexión a través de Internet al servidor mediante cualquier cliente IP, con atributos de sólo lectura (monitoreo), basado en el protocolo DataSoket de NI.
La forma de transmitir la señal desde los sensores al computador es por medio de un lazo de corriente de 4-20 mA, y en la entrada de la tarjeta se hace una transformación de las variaciones de corriente a variaciones de voltaje. La figura 2 muestra el esquema de conexión.
En la figura 3 se muestra el panel frontal de la aplicación donde se ven las configuraciones de las alarmas y la frecuencia a la que se guardan los registros de los sensores, las lecturas de los sensores, los Accionamientos manuales, los estados de las alarmas y el selector del tipo de control (automático o manual). En el modo manual es donde se puede interactuar con el proceso accionando algún actuador accionando el carro de riego, calderas, nebulizardores o ventiladores. El cliente que tiene los atributos de lectura y escritura, en su parte visual es básicamente igual a este panel pero el que tiene solo atributos de lectura es diferente y se muestra en la figura 4.
Por: Carlos Ortiz, Sabrino Zambrano, César San Martín, Dpto de Ingeniería Eléctrica, Universidad de La Frontera
El reto: Diseñar un sistema SCADA que nos permita controlar y monitorear las variables ambientales de un invernadero mediante un computador personal. Éste será configurado como servidor y permitirá la conexión a clientes para que opere el proce
so (realizar alguna acción) desde una interfaz gráfica.La solución: Mediante una tarjeta de adquisición de datos PC-LPM-16, sensores de Temperatura y Humedad del Aire, Humedad y Temperatura del Suelo y Luminosidad implementar la captura y tratamientos de datos basado en computador personal y la interfaz de usuario programada en LabVIEW (versión de evaluación) de National Instrument (NI).
Introducción
En la actualidad, la eficiencia y la funcionalidad juegan un papel importante en la administración de un invernadero. Por eficiencia se entiende la idoneidad para condicionar alguno de los principales elementos del clima, no de una manera estática o incontrolable, sino entre limites bien determinados de acuerdo con las exigencias fisiológicas del cultivo. La funcionalidad es el conjunto de requisitos que permiten la mejor utilización del invernadero como sistema productivo.
Esta automatización permite interactuar con el invernadero sin necesidad de operar manualmente los diferentes actuadores y leer los sensores en terreno. A través de una arquitectura Cliente/Servidor es posible acceder al estado de las diferentes variables ambientales desde cualquier punto de Internet.
Características generales del invernadero.
El invernadero del Departamento de Ciencias Forestales de La Universidad de La Frontera, es de carácter educativo y multipropósito. Es de estructura metálica del tipo mecano y su cubierta es de policarbonato de 6mm.y tiene una superficie de 200
Descripción general del sistema
El sistema funciona sobre la base de un servidor que soporta el intercambio dinámico de datos (DDE: Dynamic Data Exchange), quien es el que realiza el control del microclima al interior del invernadero. Este servidor permite la conexión de dos tipos de clientes. El primero con atributos de lectura y escritura, a los cuales se le permite monitorear y realizar cambios de configuración de las alarmas (entre que rangos se quiere mantener cada variable) y un segundo cliente con sólo atributos de lectura o monitoreo de las variables ambientales. Esta es una solución de red LAN departamental, lo que significa que los clientes antes mencionados sólo tendrán acceso al servidor si están ubicados en la subred a la cual pertenece el computador que controla el invernadero. En este caso, la red departamental es de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de La Frontera. Adicionalmente se plantea una solución que permita la conexión a través de Internet al servidor mediante cualquier cliente IP, con atributos de sólo lectura (monitoreo), basado en el protocolo DataSoket de NI.
La forma de transmitir la señal desde los sensores al computador es por medio de un lazo de corriente de 4-20 mA, y en la entrada de la tarjeta se hace una transformación de las variaciones de corriente a variaciones de voltaje. La figura 2 muestra el esquema de conexión.
En la figura 3 se muestra el panel frontal de la aplicación donde se ven las configuraciones de las alarmas y la frecuencia a la que se guardan los registros de los sensores, las lecturas de los sensores, los Accionamientos manuales, los estados de las alarmas y el selector del tipo de control (automático o manual). En el modo manual es donde se puede interactuar con el proceso accionando algún actuador accionando el carro de riego, calderas, nebulizardores o ventiladores. El cliente que tiene los atributos de lectura y escritura, en su parte visual es básicamente igual a este panel pero el que tiene solo atributos de lectura es diferente y se muestra en la figura 4.
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