Automatización de invernadero con alimentación eléctrica independiente

Abstract

Este trabajo consiste en la implementación de un sistema automatizado de control para un invernadero. Para el dimensionamiento del invernadero se tendrán en cuenta los estudios realizados sobre el censo agrario, lo que nos permitirá conocer las características principales del mismo. A partir de los datos climáticos de la zona donde se situaría el invernadero podremos discernir sobre los mecanismos necesarios para el control del clima y el riego. El control será realizado a través de un autómata programable, en concreto el PLC de Siemens PLC S7-1214C AC/DC/Relay. El autómata se encargará de tomar las señales de los distintos sensores climáticas y coordinar la activación de los diferentes actuadores del sistema. Uno de los actuadores del sistema es la bomba de riego, la cual será controlada gracias al variador de frecuencia SINAMICS V20, el cual aplicará un control PID sobre el caudal que propulsa la bomba. Además, el sistema contará con dos interfaces para el control por parte del usuario. En primer lugar, se dispondrá de un sistema SCADA implementado en una pantalla HMI de 7 pulgadas, que permitirá modificar parámetros y observar el estado de los distintos sistemas de control del clima, que se complementará con una botonera en el armario de maniobra, donde se encuentra el PLC. Por otro lado, también se ha desarrollado un servidor web, el cual permite realizar funciones similares al SCADA, pero a través de una página web la cual puede accederse a través de diferentes dispositivos gracias a una red WLAN. Finalmente, el sistema contara con un sistema autónomo de alimentación eléctrica a través de placas solares y acumuladores que lo permitirán funcionar ininterrumpidamente sin depender de la red eléctrica.

This project consists in the implementation of an automated system to control a greenhouse. The designing a dimensioning of this system considers the different studies done about the agricultural census, which will allow knowing the principal characteristics of this system. The climate data from the selected area where the greenhouse would be located will indicate the different mechanisms to control the structure’s environment and plants watering. A programmable logical computer (PLC) will take the role of control operator of the system. The PLC chosen for this application is the SIEMENS S7-1214 AC/DC/Relay. This controller will read the signals coming from the sensors and manage the coordinated response of the different system’s actuators. One of the main actuators of the of this system is the irrigation pump, that will be controlled via the frequency converter SINAMICS V20, which will apply a PID control over the flow rate of the pump. Furthermore, this system will feature two different user interfaces. In first place, a SCADA system will be implemented in a 7 inches HMI device, that will allow parameter modification and monitor the state of the different mechanisms, alongside a pushbutton panel located in the cabinet where the PLC is located. On the other hand, a webserver application has also been developed, with similar properties as the SCADA system, but allowing the user to access to a web page through a WLAN network. Finally, this whole control system will feature an autonomous power supply, implemented through a solar panel and storage batteries that will allow the system to work uninterruptedly, without any dependency from the power grid.