Monitorización Inteligente y Solución de Control para Invernaderos

El cultivo de orquídeas es la forma más exitosa de agricultura de precisión en Taiwán, y también la flor más exportada. Las orquídeas necesitan unas condiciones específicas de temperatura y humedad para crecer y florecer, y su tiempo de floración no pueden estar en línea con las demandas del mercado, por lo que el precio se derrumba cuando hay sobreproducción. Por lo tanto, algunos agricultores comenzaron a importar sistemas automatizados de control de efecto invernadero para la cría y forzando, que no sólo mejora la calidad, sino que también controla efectivamente el período de producción y rendimiento para asegurar ingresos.

En 2012, un agricultor de orquídeas construyó un invernadero de unos 200 pings (aproximadamente 661 metros cuadrados) en Tainan, Taiwán. El integrador del sistema escogió los controladores de automatización programables de Advantech APAX-5000 series para construir la plataforma de control, junto con el software HMI / SCADA Advantech WebAccess, para lograr una monitorización en la nube. El personal del campo de orquídeas puede monitorizar los datos importantes en cualquier momento a través de Smarphones, iPad y otros dispositivos de mano, y el control de las condiciones de crecimiento y floración.

Requisitos del sistema

En el pasado, la mayoría de los sistemas de control ambiental de invernaderos de orquídeas en Taiwan utilizaban PLCs (Controlador Lógico Programable) con mala escalabilidad y control, y no podían ser conectados a Internet para el seguimiento en la nube. Para el análisis de la base de datos avanzada y capacidad de red, debe ser adoptada una plataforma PC. Por lo tanto, los sistemas PAC (Controlador de Automatización Programable) con ambas capacidades, de programación de PLC y funciones de PC, son la mejor opción.

El control del medio ambiente del invernadero de orquídeas enciende y apaga los dispositivos como el ventilador, redes para sombra, bomba de refrigeración / calefacción, control de flujo de líquido, pared de refrigeración por agua, etc. Todo ello está gestionado por un panel de controladores eléctricos, y es accionado por un motor, para ajustar la temperatura del invernadero, la humedad y otras condiciones ambientales a los parámetros establecidos.

Por lo tanto, un sistema PAC  de control ambiental del invernadero requiere los siguientes dispositivos:

• Sensores para detectar las condiciones ambientales como la temperatura y la humedad dentro y fuera del invernadero, el sol, la dirección y velocidad del viento, etc.
• Componentes de control para ejecutar comandos, para controlar ventiladores, cortinas, redes, cortinas de agua, el flujo de líquido, y otros equipos.
• Un host de control que puede analizar y calcular, sensores de conexión, componentes de control, equipos eléctricos y ordenadores de oficina.
• Un software HMI / SCADA para controlar los parámetros de entrada del ordenador, con las capacidades de análisis de bases de datos y monitorización remota.

Implementación del proyecto:

Descripción general del sistema:

Los invernaderos utilizan un controlador programable Advantech APAX-5520 como un host de control para conectar los APAX-5520, APAX-5017, APAX-5028, APAX-5045 y otros módulos de E/S, para unir a los sensores remotos y componentes de control a través de cables, y para conectarse a los módulos de expansión y controladores eléctricos a través de un cable de red. Los dispositivos anteriores forman un sistema de automatización y control completo.

Con los controladores APAX y EL software WebAccess de Advantech, el personal de la granja de orquídeas puede establecer los parámetros de control de medio ambiente del invernadero con una interfaz gráfica fácil de usar en el entorno de la computadora y la red. El sistema detecta automáticamente la luz del sol, la temperatura, la humedad, la circulación de aire, y otras condiciones, activando los diferentes componentes de control para ajustar la condición del medio ambiente dentro del invernadero a los parámetros establecidos.

Para los clientes, el host de control APAX-5520 se conecta a un PC de la oficina a través de un cable de red, y se conecta a la nube a través de una transmisión inalámbrica. Para el seguimiento de las condiciones de efecto invernadero de orquídeas y datos, el personal sólo tiene que descargar e instalar la App de Advantech en un Smartphone o iPad.

Los APAX-5000 serie de Advantech tiene la ventaja de ahorrar costes de cableado y tener un bajo costo. En el antiguo sistema PLC, el host de control necesita varios cables para conectarse a los equipos eléctricos del invernadero. El cableado es bastante complejo y difícil de mantener, pero el APAX-5020 sólo necesita un cable de red para conectar con el módulo de expansión APAX y a la sala de control de medio ambiente.

Conclusión

El sistema de control de invernadero automatizado con los controladores de Advantech APAX y software WebAccess tiene las ventajas de ser de bajo coste y alta escalabilidad. Los usuarios pueden controlar fácilmente y controlar a través de un entorno informático y de la red, así como lograr la monitorización de la nube.

Mediante el uso de un sistema de control ambiental de efecto invernadero automatizado, los agricultores pueden controlar efectivamente el período de producción y ajustar su rendimiento. Por ejemplo, cuando se espera que el precio suba, las condiciones ambientales del invernadero se pueden establecer en la etapa de forzado y cuando hay exceso de oferta, poderse suprimir la floración. Por lo tanto, mejora y reduce la pérdida de ingresos. Al mismo tiempo, el invernadero controla las condiciones ambientales óptimas para asegurar la calidad de las flores.

Así como las orquídeas, el sistema de control de ambiente del invernadero automatizado también es adecuado para el cultivo y la mejora de variedades de frutas y verduras orgánicas, lo que aumenta la tasa de supervivencia por unidad y el valor económico agrícola. Con el incremento del cambio climático, el clima extremo a menudo afecta a las cosechas. El sistema automático de monitorización ambiental, alerta y control el sistema, junto con la tecnología de la información y la comunicación, puede ayudar a la agricultura a deshacerse del destino de "confiar en la misericordia de la Madre Naturaleza" y para aliviar las crisis alimentarias.