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Sistemas de control y automatismos

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RIEGO AGRÍCOLA
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El sistema de control, supervisión y gestión del campo reparte las funciones de proceso y gestión entre sus diferentes componentes, de forma que se obtiene un control distribuido, flexible, de fácil acceso para el operador y con gran fiabilidad.

El control y la gestión del sistema de riego se realizará a través de un computador central desde el cual, con el software correspondiente, se controlará el funcionamiento de toda la instalación de riego. A esta estación central está asociada a seis estaciones remotas o programadores-satélites de campo.

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Sistemas de control y automatismos

Sistema de control por bloques

El sistema de riego por bloques agrupa en una misma unidad, buscando una mayor uniformidad en el reparto de agua y una disminución de los bordes de la zona regada. En nuestro caso el bloque de riego se consigue abriendo varias válvulas a la vez seleccionado por su mayor flexibilidad pues permite modificar la dimensión del bloque de riego y garantía de un mejor funcionamiento del riego. Salvo los aspersores de los greens que llevarán incorporada la válvula en cabeza por las mayores exigencias de riego y seguridad de estos elementos.

Sistema de control automático

El control automático del sistema se puede llevar a cabo mediante equipos eléctrico o hidráulicos, si bien estos últimos normalmente sólo se emplean en pequeñas instalaciones donde la topografía es muy poco acusada y en la actualidad está bastante desechada por los sistemas eléctricos que incorporan mayores ventajas técnicas, de mantenimiento, fiabilidad y de empleo en gran número de situaciones, aunque exige la presencia de pararrayos para evitar descargas eléctricas en caso de tormentas, tan frecuentes en verano.

El sistema de control eléctrico por programador central presenta las siguientes características:

• Generales:

– Permite la utilización, con control centralizado de hasta 800 satélites de 32 estaciones cada uno.

– Los satélites electrónicos pueden programarse desde el central o bien en el propio satélite, pudiendo funcionar como programadores independientes.

– Cada satélite dispone de 8 programas y cada programa tiene hasta 3 repeticiones de los ciclos de riego.

– Calcula los tiempos de riego para todas las estaciones, basado en la evapotranspiración y en las condiciones agronómicas y medio ambientales.

– El sistema de control permite una comunicación del central con los satélites en los dos sentidos.

– El computador puede emplearse simultáneamente para funciones de riego y para cualquier otro tipo de aplicación.

– Puede establecerse un programa multi-manual de riego de refresco desde el satélite, recomendable en los meses más calurosos del año.

– La dosificación del agua puede ajustarse para cada estación, cada programa, un grupo o la totalidad del sistema, esto permite aplicar a cada zona de riego su dosis justa conforme a las características del suelo, del clima y microclima, del césped y de su uso. Logrando altos ahorros de agua y energía.

– Permite su conexión con estaciones meteorológicas, así como el uso de sensores de lluvia y temperatura.

– La unidad de control controla el caudal, la presión, la bomba (encendida/apagada), etc.

• Características de los programadores-satélites: están formados por un autómata programable, con la siguiente configuración y características:

– Unidad central de proceso
– Módulos de entradas/salidas digitales
– Módulos de entradas/salidas analógicas
– módulos de comunicación
– Disponen de al menos 12 estaciones de riego, comandando cada una
por lo menos dos electroválvulas
– Tiempo de riego de 3 a 60 minutos
– Selector de funcionamiento automático o manual
– Protección de circuito
– Instalación a la intemperie
– Transformador interno o enchufable:
× Alimentación 220/240 V c/a, 50 Hz
× Salida 24 V c/a, 30 VA
× Salida máxima hacia las válvulas 1,1 A

Distribución de los programadores

El número de válvulas eléctricas a controlar por el automatismo son 102 (40 corresponden a las aspersores con válvula incorporada y 62 a las válvulas eléctricas colocadas en cabeza de los ramales portaaspersores). Coma cada estación puede controlar dos electroválvulas el número de estaciones necesarias es de 51. Como cada satélite posee 12 estaciones, de las cuales al menos dos se dejarán libres para otras funciones o por seguridad, el número de programadores satélites a emplear es de 6 equivalentes a 72 estaciones y 144 salidas de control.

La distribución de los programadores en campo ha respondido a los criterios de:

• Proximidad entre el programador y las válvulas comandadas (menor longitud del cableado y menores caídas de tensión).

• Proximidad a la red de distribución de riego, para reducir las excavaciones y facilitar reparaciones, así como atravesar lo menos posible las zonas de juego.

• Agrupar zonas comunes de riego.

En la tabla siguiente se recoge la distribución de los satélites según los ramales servidos. En total se dispondrán 6 unidades de programadores-satélites.

Tabla de distribución de satélites

Tabla de distribución de satélites
Tabla de distribución de satélites
* A este satélite se conectará el control automático del grupo de bombeo.

Cálculo de las conexiones eléctricas

El máximo número de elementos controlado por un programador-satélite son 24, que se corresponde en nuestro caso con un máximo de 18 electroválvulas, que tiene las siguientes características eléctricas:

Intensidad máxima normal: 0,365 A
Potencia aparente: 8,8 VA
Voltaje: 24 V
Factor de potencia 0,8
Cada una de las cuales va comandada por un cable de mando y otro común.

• Cálculo de la sección del cable común (para sección constante):

Longitud máxima 200 m
Número de electroválvulas 10 (programador en el punto medio)
Caída máxima de potencia permitida 5 % (1,2 V)
Tipo de conductor: cobre, conductor aislado (1000 V) enterrado en tubo flexible.
Resistividad: 0,018 mho/m.

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Sección nominal del cable común 25 mm2

• Cálculo de la sección del cable de mando:

Longitud máxima 200 m
Número de electroválvulas 1
Caída máxima de potencia permitida 5 % (1,2 V)
Tipo de conductor: cobre, conductor aislado (1000 V) enterrado en tubo flexible.
Resistividad: 0,018 mho/m
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Sección nominal del cable de sección 2,5 mm2.

• Resumen de elementos:
– Cable de alimentación para 220/240 V y 50 Hz c/a.
– Cable de mando alimentación/impulso de 24 V
– Cable común
– Programadores satélites
– Decodificador

Funciones de los programadores-satélites o estaciones remotas

Las funciones básicas realizadas por los satélites serán:

– Transmisión de órdenes operativas a los distintos accionamientos del sistema de riego, tales como:

. Abrir/cerrar válvulas
. Arranque/parada de motores
. Encender o apagar circuitos eléctricos
. Resto de operaciones necesarias
– Toma de datos del proceso, por medio de señales de entrada, tanto digitales como analógicas.

– Tratamiento y elaboración de estos datos, para su traspaso al puesto central.

– Recepción de datos y consignas desde el puesto central.

– Depósito de datos de proceso, procedentes de la propia elaboración de la estación remota, en el caso de operaciones con elaboración local o procedentes del puesto central, en el caso de elaboración remota.

Por medio del software, es posible, tanto la realización de operaciones lógicas con elementos binarios, como la realización de cálculos, regulación, límites, etc., con valores numéricos a partir de valores continuos convertidos en numéricos, por medio de conversiones analógico-digital o digital-analógicas.

Funciones del sistema informático

El sistema de control de inteligencia distribuida proyectado, dispone en la sala central de un centro operativo que realiza las siguientes funciones principales:

– Control del intercambio de información.
– Presentación de datos al operador.
– Gobierno del proceso.
– Elaboración de partes o informes.
– Realización de un archivo histórico.
– Mando de los accionamientos del campo.

• Las funciones básicas asignadas al sistema informático son:

– Control general del sistema de riego del campo.

– Control energético de la planta, por zonas y servicios, con optimización de rendimientos en función del tipo de contrato de energía eléctrico y de posibilidades de uso del campo.

– Gestión de stocks de almacén y repuestos, especialmente de abonos, semillas, combustible, etc.

– Gestión y emisión de programas de mantenimiento del campo, según horas de funcionamiento y labores a realizar.

– Elaboración de histogramas diarios, semanales, mensuales e históricos por pantalla o impresora, conforme a la variación de los distintos parámetros de control.

– Elaboración de máximos y mínimos de las variables analógicas del Campo, así como desviaciones, tendencias y comparaciones con valores históricos y anteriores.

– Elaboración de acumulados de horas de funcionamiento, agua consumida, energía consumida y demás gastos de mantenimiento (fertilizantes, semillas, etc).

– Elaboración de histogramas de ratios, de valores analógicos.

– Representación de gráficos en pantalla y por impresora.

– Control de presencia de personal y de mantenimiento preventivo.

– Control de la utilización del Campo por el público, horas, días y periodos de máxima afluencia, etc.

– Balance económico del Campo de Golf

Versión móvil: Habilitado