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El uso del Simatic S7-1200 para combatir las heladas

Simatic S7-1200: La empresa agrícola Thiermann utiliza los controladores para proteger su cultivo de arándanos contra el frío primaveral.

Las noches frías de primavera son un reto para los cultivadores de frutas de la baja Sajonia. Las heladas suponen una gran amenaza para los huertos de arándanos, aunque se pueden combatir mediante el uso del agua. La Granja de Thiermann cultiva frutas y verduras, además de cultivos agrícolas convencionales; cría de cerdos; cultivos de trigo y maíz; y también producción de biogás y energía eólica. Su gestión es todo un reto, pues contempla, entre otras operaciones, la comercialización y logística de sus productos. Gracias a la incorporación de las últimas tecnologías de automatización, la granja ha logrado un ambiente de producción sostenible, eco-amigable.

A medida que los arándanos maduran, se vuelven más susceptibles al frío y si sus capullos se congelan, se perderá un cultivo completo, con la consiguiente importante pérdida de ingresos. En 2010, prácticamente el 50% de la plantación —en torno a 2.000 toneladas de arándanos— cayó víctima de las heladas. Con el fin de evitar la repetición de tal desastre, se han incorporado tecnologías de automatización Siemens, en concreto el Mini PLC Logo! 8, comunicado con los controladores Simatic S7-1200.

Combatiendo el hielo con agua

Para contrarrestar cualquier caída repentina de temperatura y evitar los daños ocasionados por las heladas, Thiermann ha instalado varios centenares de aspersores de agua en sus huertos de arándanos. Los aspersores rocían las cimas de los arbustos con agua para evitar que la fruta se congele. Su activación depende de lo avanzado del fruto. Si los capullos siguen cerrados, se activan a los 0,5 °C. Si están abiertos, la activación de las bombas se realiza cuando la temperatura alcanza el punto de congelación. Este método de protección se basa en las propiedades físicas del agua. Cuando el agua transita del estado líquido al estado sólido agregado, se crea calor.

Pero el método sólo funciona si se espolvorea la fruta con agua continuamente. Si se interrumpe, la fruta se congelará porque su superficie perderá calor debido al frío por evaporación. Tan pronto como la temperatura del día se eleva por encima de la congelación, se cierran los aspersores. El hielo se derrite y el agua se filtra hacia el suelo.

Control de bombeo de agua

Por supuesto, esto requiere grandes cantidades de agua. Con el fin de garantizar que el sistema de aspersión se suministra continuamente con agua, se cavaron pozos a lo largo del perímetro de los huertos y se equiparon con bombas. Además, se instaló un armario de control en cada estación de bombeo equipada con los componentes de control necesarios. Los componentes instalados en cada estación incluyen un Mini PLC Logo! 8, una fuente de alimentación Sitop de 24V y un módulo de expansión analógico para la conexión de sensores de presión y temperatura.

Aspersores controlados por el sistema Logo 8!

Ajuste rápido y precio de los datos de rendimiento

Este nivel de automatización no siempre ha estado en su lugar. Cuando el sistema de aspersión fue instalado por primera vez en 2010, el agua fue rociada con la ayuda de interruptores de presión mecánicos y relés temporizadores. Los interruptores de presión eran extremadamente difíciles de ajustar, por lo que a principios de 2013, el sistema se hizo electrónico. Los sensores de presión dictan cuando una bomba necesita cambiar al modo de auto-bloqueo; y Logo! controla la fase de arranque por medio de un relé temporizador hasta que la presión correcta de la bomba se haya acumulado. Tan pronto como un sensor detecta una alta o baja presión en una tubería, el módulo lógico apaga la bomba eléctrica.

Logo! 8 también controla la temperatura mediante termómetros de resistencia: si la temperatura alcanza un valor umbral predefinido, notifica a la CPU S7-1200 de la estación de cabecera, El uso del Simatic S7-1200 para combatir las heladasy un trabajador activa el sistema de aspersión en el panel táctil. El comando es enviado al Logo! 8 de la estación de campo, que monitoriza todos los datos de la bomba-relacionados activando la bomba. Los módulos lógicos permiten un ajuste preciso y extremadamente rápido de los datos de rendimiento especificados. Los valores reales medidos por el sensor están indicados en la pantalla Logo! pudiéndose sus ajustes cambiarse con las teclas integradas.

El programa también tiene en cuenta factores de seguridad como el cierre en casos de flujo cero o mínimo de la tubería. La información de control y estado se intercambia continuamente entre los controladores S7-1200 y los módulos Logo! en el campo. Estos controladores Simatic han sido configurados utilizando el marco de ingeniería TIA Portal, mientras que los programas para los módulos lógicos fueron desarrollados usando Logo! Soft Comfort.

¡Éxito gracias al LOGO! 8