Javier Fernández Lorca. Ingeniería y Control Remoto
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- Cristián Bustamante Villalba
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1 Javier Fernández Lorca Ingeniería y Control Remoto
2 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
3 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
4 Descripción general del sistema Panorama general del riego en España Desde hace 15 años se inicia una transformación en el regadío español Política Agraria Común (PAC) Directiva Marco de Agua (DMA) Objetivos: Objetivo Económico : Mantenimiento de Rentas Agrarias Objetivos Sociales : Generar empleo en zonas rurales Objetivos Ambientalistas : Ahorro de agua y disminución en el uso de agroquímicos
5 Descripción general del sistema Las comunidades de regantes realizan un proceso de modernización dentro del cual se priorizan las políticas de ahorro y gestión eficiente del recurso. Las obras de regadío necesitan de una mejora en la gestión hidráulica y una mejora en la gestión administrativa del agua. Es necesario un control en las instalaciones, del consumo, reparto y gestión económica.
6 Descripción general del sistema Sistema de Control, Supervisión y Gestión Administrativa (1) Necesidades de Control Accionamiento de válvulas, motores y elementos hidráulicos Turnos Lectura de contadores
7 Descripción general del sistema Sistema de Control, Supervisión y Gestión Administrativa (2) Necesidades de Supervisión Gestión de alarmas y eventos Históricos Señales Caudales Presiones calidad del agua etc.
8 Descripción general del sistema Sistema de Control, Supervisión y Gestión Administrativa (3) Necesidades de Gestión administrativa El ciclo de las comunidades de regantes Gestión de redes de alta Sistema de gestión de redes de Baja Gestión económica.
9 Descripción general del sistema TELECONTROL DE INSTALACIONES DE RIEGO POZOS, ESTACIONES DE BOMBEO, VALVULAS, FILTROS, DOSIFICADORES DE ABONO, PIVOTS, BALSAS, DESALADORAS, TELEVIGILANCIA,... CONTROL CENTRALIZADO DE HIDRANTES DE PARCELA LECTURA DE CONTADORES, APERTURA Y CIERRE DE VALVULAS, MEDIDAS DE PRESION, NIVEL DE BALSAS, CAUDAL,... SISTEMA DE GESTION DE COMUNIDADES DE REGANTES FACTURACION POR BLOQUES, REGISTRO DE CONSUMOS, BASE DE DATOS DE SOCIOS Y PARCELAS, PROGRAMACION HORARIA, BANCOS,... SISTEMA DE INFORMACIÓN AL REGANTE PORTAL DE LA COMUNIDAD, ACCESO POR INTERNET, TELEFONÍA MÓVIL, CAJEROS y PUNTOS DE INFORMACIÓN,...
10 Descripción general del sistema...en campo el control se configura en base a diversos factores FACTORES TECNICOS DISPONIBILIDAD DE ELEMENTOS, (placas solares, telecomunicaciones)... FACTORES GEOGRAFICOS OROGRAFIA, AREAS A CONTROLAR,... FACTORES FUNCIONALES REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA, (tiempo real, centro de control, forma de riego...) FACTORES ECONOMICOS IMPORTE DE LAS INVERSIONES, MANTENIMIENTO, AMORTIZACION DE EQUIPOS (Obsolescencia),...
11 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
12 Remota de Control Alimentación con pilas alcalinas: autonomía de varios años en función de su uso. Microcontrolador de muy bajo consumo, con control sobre 4 válvulas de solenoide biestable, lectura de 4 contadores de impulsos, dt detección arqueta abierta y lectura 2 entradas 4 20 ma. RadioULP (Ultra Low Power) en banda ICM.
13 Remota de Control Medida de calidad de señal (RSSI). Enrutamientos (hasta 4 saltos de 5 Km). Transmisión ió bj bajo eventos, o bj bajo demanda. d Telecarga del firmware vía radio desde la central o in situ. Programación local opcional de los turnos de riego.
14 Remota de Control Diseño mejorado de la remota con nuevo porta pilas de tipo D que permite el cambio de éstas sin tener que abrir la remota.
15 Remota de Control Consumo de la Terminal Remota Depende de: Número de lecturas de contadores por día Número de actuaciones de válvulas por día (apertura ó cierre) Número de medidas analógicas por día Número de configuraciones por día (p.e. cambio de turno) Potencia de transmisión (25 mw ó 500 mw)
16 Remota de Control
17 Remota de Control
18 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
19 Estación Concentradora La Estación concentradora está compuesta por un hardware simple y robusto en la cual está corriendo un pequeño Linux con la programación necesaria para la comunicación con las remotas. Este hardware es de muy bajo consumo y permite ser alimentado mediante placas solares. Es muy robusto en cuanto a fallos de tensión volviendo a comunicar correctamente cuando ésta es restablecida.
20 Estación Concentradora Permite: Realizar lecturas, actuaciones y configuraciones individuales en una remota Realizar lecturas colectivas mediante Poling optimizando el consumo y tiempo de respuesta Configurar agrupaciones para hacer peticiones i de lecturas y escrituras Envío de configuraciones o actualizaciones de firmware colectivas mediante broadcast o a grupos de remotas concretas con multicast
21 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
22 Comunicaciones Comunicaciones vía radio entre concentradores y terminales remotas. Transceptor de radio ULP (Ultra Low Power) en banda ICM. Alcance en directo hasta 5 Km y posibilidad de establecer saltos con un máximo de 3 (Hasta 15 km) Protocolo de comunicación radio. Sobre este protocolo se implementan tramas modbus.
23 Comunicaciones Comunicaciones entre concentradores y el sistema de control. Implementada mediante el protocolo TCP IP por lo que podremos utilizar el medio que nos interese en cada caso. Radio UHF IP Wimax GPRS / 3G Cable o Fibra óptica
24 Comunicaciones ICR ha desarrollado ado un driver de comunicaciones encargado gestionar la comunicación entre las estaciones concentradoras y los sistemas de control. Este driver utiliza el estándar Modbus Servidor OPC por lo que cualquier sistema Scada puede comunicar con él. Mantiene información en base de datos para no tener que preguntar a las remotas cada vez que se consulta un dato. Permitiendo así el ahorro de baterías de las remotas. Está siempre activo y a la escucha para recibir eventos de las remotas, como cambios de estado o alarmas.
25 Comunicaciones Resumen de la arquitectura en conjunto
26 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
27 Centro de control El sistema propuesto p tiene como ventaja que permite una gran escalabilidad en el centro de control. Sin centro de control. Toma de lecturas mediante PDA. Centro de control Sencillo. Compuesto por un frontal de comunicaciones con acceso a todas las remotas y un ordenador que se encargará de tomar lecturas y almacenarlas permitiendo ii apertura o cierre de válvulas l en remoto. Centro de Control Avanzado. Compuesto por un sistema de comunicaciones y varios ordenadores con reparto de tareas como toma de lecturas, gestión o almacenamiento de información. Este sistema es adecuado para grandes comunidades que mantienen gran cantidad de información.
28 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
29 Software de control El software de control se divide en dos grandes apartados. o Software de configuración o Software de explotación
30 Software de control (Configuración) El software configuración. Funcionalidades Alta/Baja/Modificación / de Concentradores y Remotas Configuración de remotas Sincronización automática de todo el sistema. Generación y envío de Configuración de Concentradores. Configuración ió de servidor OPC. Configuración automática de Scada. Configuración diferentes sistemas Scada. Citect, Archestra, Topkapi, Labview, WinCC
31 Software de control (Configuración)
32 Software de control (Configuración)
33 Software de control (Explotación) El software explotación. (Basado en un Sistema SCADA) Actualmente se ha desarrollado utilizando dos Scada de mercado diferentes aunque en ambos implementan funcionalidades similares de cara al control. Wonderware Citect
34 Software de control (Explotación) Funcionalidades Actuación sobre remotas Actuación sobre concentradores Tareas de lectura/sincronización planificadas Gestión de históricos y alarmas. Interfaz gráfica Google Earth Google Maps Software SIG (Mediante Active X) Web Map Services
35 Software de control (Explotación)
36 Software de control (Explotación)
37 Software de control (Explotación)
38 Software de control (Explotación)
39 Software de control (Explotación) Parcelarios y mapas topográficos
40 Software de control (Explotación) Usos del suelo
41 Software de control (Explotación) Tipos de cultivo
42 Software de control Diagrama de conexión entre los diferentes sistemas BD Configurador Sistema SCADA DA Server HBRF Concentrador
43 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
44 Software de gestión Encargado de llevar a cabo la gestión de toda una comunidad, teniendo control de Fincas, Comuneros y Cobros. Este software se conecta con el software de explotación para obtener las lecturas de todos los contadores. Además se encarga de relacionar las fincas con los comuneros en el sistema de explotación.
45 Software de gestión
46 Software de gestión
47 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
48 Referencias (Motril) Comunidad de Regantes de Motril - Carchuna Arquitectura Gran número de Concentradores y Repetidoras (25) Comunicación radio UHF-IP Sistema de gestión integrado Funcionalidades d propias integración de bombeos. Hidrantes y parcelas en google earth, plano catastro, WMS. Las casetas que tienen presión se actualizan automáticamente. Integración con sistema de gestión
49 Referencias (Motril)
50 Referencias (Motril)
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59 Referencias (Motril)
60 Referencias (Motril)
61 Referencias (Mérida) Comunidad de Regantes de Mérida Arquitectura Centro de control sencillo Funcionalidades propias Integración con contadores waveflow y lectura directa desde PDA (El usuario toma lecturas de toda la comunidad desde unos pocos puntos estratégicos) Sincronización PDA y sistema de gestión.
62 Referencias (Pozo Alcón) C. R. de Pozo Alcón Arquitectura Centro de control avanzado con sistema de gestión incluido Wimax Funcionalidades propias Integración de balsas. Remotas 500mW. Pilas tipo D. Integración con sistema de gestión
63 Referencias (Pozo Alcón)
64 Referencias (Pozo Alcón)
65 Referencias (Barranda) C. R. de Barranda (Caravaca de la Cruz) Arquitectura Centro de control sencillo con una sola estación concentradora. Funcionalidades propias Remotas 500mW. Aplicación usando citect. Optimización i ió de sistema de comunicaciones i
66 Referencias (Barranda)
67 Referencias (Barranda)
68 Referencias (Barranda)
69 Referencias (Barranda)
70 Referencias (Barranda)
71 Referencias (Calasparra) C.R. de Calasparra Arquitectura 4 Concentradores comunicados vía radio. Aproximadamente 300 remotas Centro de control sencillo Funcionalidades propias Se utiliza una exportación de consumos automática a csv para integrar con sistema de gestión actual. Instalado e Integrado por una empresa externa a ICR.
72 Referencias (Jardines de Motril) Parques y Jardines de Motril Arquitectura 5 Concentradoras situadas por la cuidad 1 Centro de control Funcionalidades propias Hasta 32 turnos de riego para cada remota Operadores encargados del mantenimiento equipados con PDA para activar o desactivar programas según las necesidades del momento. Integración con sondas de humedad y estaciones meteorológicas
73 Descripción general del sistema Remota de Control Estación Concentradora Comunicaciones Centro de control Software de control Software de gestión Referencias Conclusiones
74 Conclusiones Con este sistema conseguimos: Un mejor aprovechamiento de los recursos hidráulicos. Prevención de fraudes y fugas. Gestión en tiempo real de consumos y facturaciones. Ordenación de los turnos y posibilidad de gestionar adecuadamente el riego según la demanda. Interfaz cómoda para explotación, configuración y modificación de la comunidad modificación de la comunidad Posibilidad de integración con otros sistemas
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