PRACTICA #3 PLC’S AVANZADO Materia: Controladores Lógicos Programables Avanzado Profesor: Fonseca Beltrán Jaime Turno: Matutino Grupo: M81 Equipo: Armenta Villegas Adán Mariano Corrales Cota Cesar Tadeo Romero Rojas Daniel Eduardo Hernandez Padilla Kevin INTRODUCCIÓN El invernadero automatizado es un sistema de control que mantendrá la temperatura interna y la humedad del suelo dentro de ciertos rangos deseados delimitados por un cultivo y poder ser ajustados por un operador según sea el caso. Además de presentar información al usuario tal como son: temperatura y humedad interna y en cada una de las camas o columnas donde se planta el cultivo, así como su fluctuación y traficación a lo largo de la jornada, cantidad de eventos que se acontecieron durante el día como apertura de ventanas, inicio de riego, alarma de alta temperatura o posibles errores o desviaciones acontecidas. Con las herramientas necesarias es posible desarrollar y hacer uso de la automatización, por lo tal se cuenta con un controlador lógico programable (PLC) para que desempeñe las rutinas deseadas que se llevaran a cabo en campo, una pantalla en el que se visualice gráficamente el funcionamiento de la planta, así como también la opción de manipular variables o constantes y los dispositivos de entrada y salida para que haya una retroalimentación y se asegure el buen funcionamiento. DESARROLLO Se controlará el microclima de un invernadero (humedad relativa, temperatura, CO2 e iluminación artificial), mediante sensores analógicos para cada una de las variables. Regulación de humedad: • • • • Rango de 50 a 60 % RH (inicialmente) Al exceder el límite superior, se abrirán la ventilas para su aireación (considere un motor trifásico con inversor de giro para la apertura y cierre de la ventila), una vez que se abren por completo (en este caso solo una ventila), 5 seg después, se enciente los extractores para forzar la circulación del aire. Cuando se establece dentro del rango deseado, primeramente, se apaga el extractor y 5 seg después se procede a cerrar la ventila. Si la humedad baja del límite inferior, se enciende un sistema de humificación, el cual consiste en un sistema de nebulización de baja presión, el cual operara en intervalo de 10 seg entre cada nebulización y la duración de la misma (10 seg. nebuliza y 10 seg. de espera), esto se repetirá en 5 veces. Para lograr el adecuado caudal de agua se utiliza una electrobomba y una serie de ventiladores para dispersar el vapor de agua (en este caso se utiliza solo un ventilador), los ventiladores no se apagan durante los intervalos. Regulación de temperatura: • • • La temperatura se desea controlar en un rango de 17 a 22 °C (inicialmente) Al exceder 27°C, de abrirán la ventilas para su aireación, una vez que se abren por completo (en este caso solo una ventila), 5 seg después, .se enciente el extractor para forzar la circulación del aire. El sistema se apaga una vez que la temperatura es menor o igual a los 22°C. Primeramente, se apaga el extractor y 5 seg después, se procede a cerrar la ventila. • • • Si la temperatura es menor a los 10°C se enciende un sistema de calefacción por aire, el cual consiste en un equipo que quema un combustible y un ventilador para la distribución del aire caliente. El sistema de calefacción se apagará al superar los 12°C Se cuenta con una alarma visible y audible con una frecuencia de 1 Hz, la cual se activará al sobrepasar en un 10% los límites establecidos y se apaga una vez que el valor de la temperatura está dentro de los rangos normales de operación establecidos. Regulación de CO2: • • La CO2 se desea controlar en un rango de 400 a 600 ppm (ajustar a un intervalo que se pueda manejar en la práctica pe. 1200-1400ppm, de manera inicial). Para el control dentro de los valores establecidos se deberá de abrir una ventila o quema de combustible según sea el caso. Control de iluminación artificial: • • • Se cuenta con un botón de iniciar el proceso de iluminación. Se tendrá periodos cíclicos de 10 seg. encendido y 20 seg. Apagado para la simulación de 10 y 20 minutos respectivamente (valores iniciales). Una vez que se oprime el botón, inicia la operación con los periodos mencionados en el punto anterior, y con ese mismo apagamos el sistema de iluminación. Para la Pantalla: • • En la pantalla HMI deberá de tener una página para cada una de las variables donde se podrá observar el valor de la variable correspondiente y el estado de cada uno de los actuadores respetivamente en tiempo real Se tienen pantallas adicionales para la actualización de los setpoints para cada una de las variables del invernadero. Se podrá actualizar de manera independiente cada una de ellas. Variables a medir y controlar: • • • • Temperatura Humedad Gas Luz Componentes para circuito: • • • • Modulo MQ2 Ml8511 LM35 Resistencia 1k • • • • Resistencia 9k OP-AMPS 741 Fuente 5V Fuente 12v Programa: Prueba Variables Globales Pantalla: Pantalla Principal Temperatura Límites de Temp Humedad Limites Humedad Gas Limites de Gas Anexos: Luz CONCLUSION: Las variables a controlar en un invernadero son la temperatura del aire, la humedad relativa, la concentración de CO2 (anhídrido carbónico) y la radiación solar. Por tanto, las instalaciones que se utilizan para el control de estos parámetros son la instalación de calefacción, la instalación de ventilación (pasiva: ventanas; forzada: ventiladores), la instalación de humidificación, la instalación de dosificación de CO2 (quemadores de propano y gas natural; instalaciones de dosificación a partir de gas CO2 licuado), la instalación de pantallas térmicas y la iluminación artificial. El sistema de control y automatización de invernaderos en nuestra región es un proceso muy poco aplicado debido a que la mayor parte del control se realiza manualmente. Se logra un ahorro de tiempo y costes económicos al agricultor/propietario del invernadero en el proceso de riego y calefacción debido a que este proceso es automático. Es necesario calibrar bien todos los sensores antes de ser leídos por el PIC. Debido a que por medio de estos se logra el control de los sistemas de riego, calefacción y ventilación. El sensor LM35 que utilizamos para medir la temperatura nos arroja un voltaje muy pequeño, esto quiere decir que el PLC no nos leerá ese voltaje tan pequeño como entrada, es por ello que utilizamos un circuito conformado por un OP-AMPS 741, este amplificador de señal nos ayudara a utilizar el LM35 con un PLC como entrada digital, el armado del circuito se nos hizo complicado.
