Una de las medidas para conseguir una gestión adecuada de los recursos hídricos en la agricultura es la automatización y el telecontrol de los sistemas de riego. Se trata de registrar y repartir de un modo adecuado las cantidades de agua y fertilizantes que se manejan en riego utilizando diversas herramientas tecnológicas proporcionadas por la electrónica digital. La automatización y el telecontrol facilitan la gestión en el uso del agua de riego y la facturación por el volumen de agua consumido.
En las redes de agua a presión de zonas regables, la automatización y el telecontrol representan un porcentaje elevado de las inversiones que se realizan. Por otra parte, existe una amplia oferta en el mercado que propone sistemas de telecontrol muy diferentes.
En definitiva, la automatización y el telecontrol de los sistemas de riego contribuyen de manera decisiva a la sostenibilidad de los recursos hídricos en un entorno donde las carencias y baja calidad del agua son cada día más crecientes.
Este libro ofrece una visión genérica de las posibles aplicaciones de los sistemas de automatización y control en la gestión y manejo de regadíos e instalaciones de riego. A su vez se proporcionan los conocimientos básicos necesarios para que el lector pueda diseñar sistemas de adquisición de datos, supervisión y control (SCADA) y hacer uso del telecontrol para automatizar las instalaciones de riego. Tomando como origen los fundamentos teóricos, esta obra da un enfoque práctico de los temas tratados. Al mismo tiempo se presenta al lector una bibliografía actualizada para poder ampliar conocimientos.
Esta edición viene avalada por un equipo de profesores de diferentes universidades españolas (Universidad Miguel Hernández de Elche, Universidad Politécnica de Cartagena, Universidad de Santiago de Compostela y Universidad de Castilla-La Mancha) con líneas de investigación relacionadas con la temática del libro.
Esta obra, con un enfoque multidisciplinar, va dirigida a los técnicos que trabajan en los diferentes campos del conocimiento que se presentan en cada capítulo. Los técnicos relacionados con el manejo y mantenimiento de las instalaciones de riego a presión, a quienes se hace referencia en los capítulos del 1 al 8. En segundo lugar, los técnicos en sistemas de automatización y control, reflejado en los capítulos del 9 al 19. Por último, se desarrollan entre los capítulos 20 al 22 los aspectos relacionados con las telecomunicaciones empleadas en estos sistemas.
Por su contenido, esta obra es una buena herramienta de consulta para diferentes grados de estudios: formación profesional, diplomatura, licenciatura y tercer ciclo.
AUTOMATIZACIÓN Y TELECONTROL DE SISTEMAS DE RIEGO
Coordinadores: Antonio Ruiz Canales - José Miguel Molina I. MODERNIZACIÓN DE REGADÍOS Y SU AUTOMATIZACIÓN 1. La planificación de regadíos en España 1.1 Introducción 1.2 Importancia del regadío en España 1.3 Necesidad del Plan Nacional de Regadíos Horizonte 2008 1.4 Situación de los regadíos a fi nales del siglo XX 1.5 El Plan Nacional de Regadíos Horizonte 2008 1.5.1 Objeti vos del PNR 1.5.2 Programas de actuación 1.5.3 Estado de ejecución del PNR 1.6 El Plan de Choque de Modernización de Regadíos 1.6.1 Justi fi cación del Plan de Choque de Modernización de Regadíos 1.6.2 Objeti vos 1.6.3 Estado de ejecución del PCMR 1.7 El futuro Plan de Regadíos Sostenible 2008-2013 (PRS) 1.8 Bibliografí a 2. Sistemas de automatización y control en la modernización de regadíos 2.1 Introducción 2.2 Tipos de regadíos y necesidades de modernización 2.2.1 Regadíos históricos o tradicionales 2.2.2 Regadíos de iniciati va y fi nanciación estatal 2.2.3 Regadíos de iniciati va privada 2.3 Escalas y niveles de automati zación del riego 2.4 Interés de la automati zación y telecontrol de redes de riego 2.5 Los sistemas de telecontrol de redes de riego 2.5.1 Arquitectura del sistema de telecontrol 2.5.2 Característi cas a exigir en un sistema de telecontrol 2.5.3 Elementos de la instalación 2.5.4 Sistemas de control 2.5.5 Benefi cios para las Comunidades de Regantes 2.6 El coste energéti co de la modernización de regadíos 2.7 Bibliografí a 3.1 Introducción 3.2 Antecedentes históricos y base legal de las CCRRs 3.3 Importancia y régimen de funcionamiento de las CCRRs 3.4 Derechos y obligaciones de los comuneros 3.4.1 Derechos 3.4.2 Obligaciones 3.5 Gesti ón de CCRRs 3.5.1 Gesti ón directa 3.5.2 Gesti ón indirecta 3.5.3 Principios de gesti ón 3.6 Unidades del sistema de gesti ón y su automati zación 3.6.1 Censo 3.6.2 Gesti ón administrati va: esquema general 3.6.3 Unidades vinculadas al sistema de gesti ón 3.7 Bibliografí a 4. Redes de distribución y sistemas de almacenamiento 4.1 Introducción 4.2 Almacenamiento y regulación. Embalses 4.3 Transporte y distribución 4.3.1 Control y toma de datos en puntos de derivación 4.3.2 Control de caudal tuberías principales 4.3.3 Control en estaciones de bombeo 4.4 Tratamiento y fi ltrado 4.5 Drenaje 4.6 SCADA 4.6.1 Centro de control 4.6.2 Estaciones concentradoras 4.6.3 Estaciones Remotas (RTU) 4.6.4 Medios de comunicación 4.7 Bibliografí a 5. Automatización de instalaciones en parcela. Sistemas de bombeo 5.1 Introducción 5.2 Característi cas de los autómatas programables 5.3 Característi cas de los variadores de frecuencia 5.4 Automati zación de bombeos en pozos 5.5 Automati zación de elevaciones a altura constante 5.6 Automati zación de inyecciones directas a red 5.7 Bibliografí a 6.1 Introducción 6.2 Sistemas de riego localizado 6.2.1 Emisores de riego por goteo 6.2.2 Emisores de riego por microaspersión 6.3 Cabezal de riego 6.3.1 Elementos de fi ltrado 6.3.2 Hidrociclones 6.3.3 Filtros de arena 6.3.4 Filtros de malla 6.3.5 Filtros de anillas 6.4 Ferti rrigación 6.4.1 Bombas dosifi cadoras 6.4.2 Inyector Venturi 6.5 Bibliografí a 7. Automatización de instalaciones en parcela. Sistemas de riego por aspersión 7.1 Introducción 7.2 Sistemas de riego por aspersión. Aspersores. Aplicación del agua 7.3 Automati zación de los sistemas de riego por aspersión 7.3.1 Sistemas estacionarios. Cobertura total 7.3.2 Sistemas de desplazamiento conti nuo 7.3.3 Automati zación del pívot 7.4 Bibliografí a 8. Automatización y programación de riego de espacios verdes 8.1 Métodos y sistemas de riego en áreas verdes 8.1.1 Situación actual 8.1.2 Defi nición de los disti ntos sistemas de riego 8.1.3 Criterios de programación y diseño 8.2 Cabezal de riego 8.2.1 Característi cas generales 8.2.2 Automati zación y programación 8.3 Sectorización 8.4 Reuti lización de aguas en el riego de áreas verdes 8.4.1 Introducción 8.4.2 Medidas de corrección de las condiciones del agua 8.4.3 Almacenamiento 8.4.4 Tratamiento 8.4.5 Integración del agua tratada en el sistema de riego 8.5 Bibliografí a 9. Transductores y acondicionadores de señal para el clima 9.1 Introducción 9.2 Defi niciones 9.3 Clasifi cación de transductores 9.4 Característi cas de los transductores 9.4.1 Característi cas de funcionamiento. Linealidad de las señales de salida 9.4.2 Indicaciones para seleccionar y emplear los transductores 9.4.3 Errores 9.5 Transductores uti lizados para esti mar la evapotranspiración del culti vo 9.5.1 Temperatura 9.5.2 Humedad relati va 9.5.3 Velocidad y dirección del viento 9.5.4 Radiación 9.5.5 Medida de la precipitación 9.5.6 Presencia de agua libre en hojas 9.5.7 Evaporímetros 9.6 Bibliografí a 10. Transductores y acondicionadores de señal para el riego 10.1 Introducción 10.2 Transductores empleados para el manejo del riego en función del estado hídrico del suelo 10.2.1 Sensores de humedad del suelo 10.2.2. Sensores para la determinación de sales 10.2.3 Sensores de temperatura del suelo 10.3 Transductores empleados para el manejo del riego en función del estado hídrico de la planta 10.3.1 Dendrómetros 10.3.2 Medida del fl ujo de savia 10.3.3 Medida de la temperatura de la hoja 10.3.4 Fitomonitoreo 10.4 Bibliografí a 11. Transductores y actuadores empleados en sistemas de riego 11.1 Introducción 11.2 Transductores empleados en las redes de riego 11.2.1 Medidores de presión 11.2.2 Contadores 11.2.3 Sondas de nivel y control de pozos 11.3 Válvulas hidráulicas 11.4 Válvulas reductoras de presión 11.6 Elementos inyectores 11.6.1 Tanques de ferti lización 11.6.2 Aspiración directa 11.6.3 Inyector Venturi 11.6.4 Bomba inyectora o dosifi cadora de ferti lizantes 11.7 Sensores para controlar la ferti rrigación 11.7.1 Medida del pH 11.7.2 Medida de la conducti vidad eléctrica 11.8 Bibliografí a 12. Fundamentos de control y programación del riego 12.1 Introducción 12.2 Defi niciones 12.2.1 Análisis de sistemas lineales 12.2.2 Transformada de Laplace 12.2.3 Función de transferencia de un sistema 12.3 Elementos de un sistema de control 12.3.1 Tipos de sistemas de control 12.3.2 Ejemplos de sistemas de control 12.3.3 Tipos de sistemas de control automáti co 12.4 Programación del riego 12.4.1 Objeti vos de la programación 12.4.2 Métodos de programación 12.5 Método basado en el estado hídrico del suelo 12.6 Métodos basados en el estado de la planta 12.6.1 Medida del potencial hídrico de base 12.6.2 Micromorfometría 12.6.3 Termometría infrarroja 12.6.4 Sensores de fl ujo de savia 12.7 Método del balance hídrico del conjunto suelo-planta-atmósfera 12.8 Control del riego y la ferti lización 12.8.1 Variables a controlar en el riego y la ferti lización 12.8.2 Controladores en la programación de riego y la ferti rrigación 12.8.3 Algoritmos de control de riego 12.8.4 Algoritmos de control de la ferti rrigación 12.9 Bibliografí a 13. Lógica básica para el diseño de automatismos 13.1 Introducción 13.2 Tipos de automati smos 13.4 Los sistemas lógicos 13.5 Funciones lógicas básicas 13.6 Funciones lógicas con funciones NAND y NOR 13.7 Desarrollo de circuitos lógicos a parti r de la expresión algebraica de una función lógica 13.8 Determinación de la expresión algebraica de una función lógica a parti r de su tabla de verdad 13.9 Simplifi cación de funciones lógicas 13.10 Ejemplo de aplicación de lógica combinacional 13.11 Bibliografí a 14. Lógica secuencial. Registros de desplazamiento y contadores 14.1 Introducción 14.2 Biestables sensibles por nivel o latches 14.3 Biestables disparados por fl ancos o fl ip-fl ops 14.4 Registros de desplazamiento 14.5 Contadores 14.6 Ejemplo de diseño de circuito secuencial 14.7 Ejemplo de aplicación de lógica secuencial 14.8 Bibliografí a 15. Automatismos eléctricos cableados 15.1 Introducción 15.2 Elementos de automati smos eléctricos cableados 15.2.1 Detectores de señal en automati smos basados en lógica cableada 15.2.2 Relé y contactor 15.2.3 Temporizadores 15.3 Esquemas básicos de sistemas cableados 15.3.1 Encendido de una lámpara mediante relé 15.3.2 Automati smos con dos relés 15.3.3 Automati smos con temporizadores 15.4 Bibliografí a 16. Automatismos eléctricos programados 16.1 Introducción 16.2 Autómatas programables 16.2.1 Clasifi cación 16.2.2 Consti tución 16.3 Programación de PLCs 16.3.1 Lenguaje por lista de Instrucciones (IL) 16.3.2 Lenguaje gráfi co de contactos (LD) 16.3.3 Lenguaje gráfi co de funciones lógicas (FBD) 16.3.5 Lenguaje de control estructurado (SCL) 16.4 Programación de bloques lógicos mediante lenguaje de funciones 16.4.1 Encendido de una lámpara con retención 16.4.2 Esquema de mando del funcionamiento temporizado con dos lámparas 16.4.3 Automati zación temporizada de dos motores 16.4.4 Automati zación semanal de un riego 16.4.5 Automati zación anual de un riego 16.4.6 Automati zación de un riego por medio de sensores de potencial matricial 16.5 Desarrollo de programas mediante el lenguaje KOP 16.5.1 Elementos de un programa en lenguaje KOP 16.5.2 Instrucción de control 16.5.3 Conversión de un esquema eléctrico al lenguaje de programación KOP 16.5.4 Empleo de temporizadores 16.5.5 Empleo de contadores 16.5.6 Empleo de reloj ti empo real y operaciones de comparación 16.6 Bibliografí a 17. LabVIEW como lenguaje de programación 17.1 Introducción 17.2 Programación gráfi ca 17.3 Instrumentos virtuales (VI) 17.4 Menús de labview 17.5 Barra de herramientas (toolbar) 17.6 Paletas de controles, funciones y herramientas 17.7 Creación de un VI 17.8 Flujo de datos (datafl ow) 17.9 SubVI 17.10 Bibliografí a 18. Programación gráfi ca aplicada 18.1 Introducción 18.2 Estructuras 18.2.1 Estructuras iterati vas 18.2.2 Estructuras de casos y eventos 18.2.3 Estructuras de secuencia (Flat Sequence y Stacked Sequence) 18.2.4 Nodo de Fórmula (Formula Node) y Scripts 18.2.5 Variables locales y globales 18.3 Arrays y cluster 18.3.1 Arrays o arreglos 18.3.2 Cluster 18.4.1 Arquitectura de VI Simple 18.4.2 Arquitectura de un VI General 18.4.3 Arquitectura de un VI de Máquina de Estado 18.5 Bibliografí a 19. Adquisición de datos, supervisión y control 19.1 Introducción 19.2 Soft ware SCADA 19.3 Equipos para la adquisición de datos y el control 19.4 Measurement & automati on explorer (MAX) 19.5 DAQ Assistant 19.6 Manejo de archivos 19.7 Generación de informes ( reports ) 19.8 Mensajes 19.9 Paneles remotos 19.10 Otros módulos de LabVIEW y su aplicación en riegos 19.11 Bibliografí a III. FUNDAMENTOS DE CONTROL Y SU APLICACIÓN 20. Introducción a los sistemas de telecomunicación 20.1 Introducción 20.2 Generalidades sobre los sistemas de telecomunicación 20.3 Esquema general de un sistema de telecomunicaciones 20.3.1 Transmisores 20.3.2 Receptores 20.3.3 Canales de transmisión 20.4 Sistemas de telecomunicaciones por ondas 20.4.1 Telecomunicaciones terrestres 20.4.2 Telecomunicaciones vía satélite 20.5 El ruido en los sistemas de comunicaciones 20.6 Clasifi cación de los sistemas de telecomunicación 20.6.1 Modos de transmisión de la señal 20.6.2 Modos de comunicación 20.6.3 Modos de sincronización 20.7 Comunicaciones digitales punto a punto. Conceptos básicos 20.7.1 Normalización de las comunicaciones punto a punto 20.7.2 Característi cas mecánicas y eléctricas de las conexiones 20.8 Efectos biológicos de las radiaciones electromagnéti cas 20.10 Bibliografí a 21. Redes de comunicaciones y datos 21.1 Redes de datos 21.1.1 Redes de área local 21.1.2 Redes de área local descentralizadas 21.1.3 Redes de área extensa 21.1.4 Interconexión de redes de datos 21.2 Redes de cable 21.2.1 Red de Telefonía Básica (RTB) 21.3 Redes inalámbricas 21.3.1 Clasifi cación 21.3.2 WWAN (Wireless WIDE Area Network) 21.3.3 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network, Wireless MAN) 21.3.4 WLAN (Wireless Local Area Network) 21.3.5 WPAN (Wireless Personal Area Network) 21.4 Otros sistemas y redes de telecomunicaciones 21.4.1 PMR446 21.4.2 Trunking 21.4.3 TETRA 21.4.4 LMDS 21.5 Bibliografí a 22. Generalidades y fundamentos de los sistemas de telecontrol 22.1 Introducción 22.2 Panorámica general 22.3 Terminología 22.4 Principios de los sistemas de telecontrol 22.5 Modos de funcionamiento 22.5.1 La Telegesti ón 22.5.2 El Control Local 22.5.3 El Control Remoto 22.5.4 El Telecontrol 22.6 Los sistemas de telecomunicación en telecontrol de regadíos 22.7 Soporte fí sico y lógico de los sistemas de telecontrol 22.7.1 Protocolos de Comunicación 22.7.2 Arquitecturas de Comunicación – Defi nición Topológica 22.7.3 Técnicas de adquisición de información 22.8 Buses de campo 22.8.1 Tendencias 22.8.3 La guerra de los buses 22.9 Redes de comunicaciones industriales 22.9.1 Redes de datos 22.9.2 Redes de control 22.9.3 Comunicación entre el autómata programable los dispositi vos de campo 22.9.4 Comunicación entre el autómata programable y otros sistemas electrónicos de control 22.9.5 Redes de sensores inalámbricos 22.10 Justi fi cación de la implantación del telecontrol 22.11 Funcionalidad del sistema de telecontrol 22.12 Objeti vos del sistema de telecontrol del regadío 22.13 Condicionantes de diseño del sistema de telecontrol 22.14 Consideraciones fi nales 22.15. Bibliografí a
3. Comunidades de Regantes. Funciones y modelo de gestión
6. Automatización de instalaciones en parcela. Sistemas de riego localizado
II. FUNDAMENTOS DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
11.5 Válvulas limitadoras de caudal
13.3 El sistema binario
16.3.4 GRAFCET (SFC)
18.4 Arquitectura básica de programación
20.9 Glosario
22.8.2 Buses de campo disponibles
Caperucita Roja (el Patito Editorial)
Los Vengadores Vs la Patrulla-x Prologo: el Fin de Generacion Hope
Parker 03: el Golpe
Piensa y Hazte Rico
Agua y Agronomía
Domótica para Viviendas y Edificios
Tratamiento Digital de la Voz e Imagen
Fisiología Vegetal