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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
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JARDIN BOTANICO DE BOGOTA
JOSE CELESTINO MUTIS
MANUAL PARA EL USO CORRECTO Y SEGURO DE LA INTERFAZ
DE USUARIO
INTERFAZ DE USUARIO JBB
APROBÓ
JARDÍN BOTANICO DE BOGOTÁ
SUB DIRECCION CIENTIFICA
REALIZO
ENERGYAIRE S.A.
Firma:
Firma:
SEPTIEMBRE 2015
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TABLA DE CONTENIDO
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1. SISTEMA DE AUTOMATIZACION DE INVERNADEROS 4
1.1. OBJETO DEL PROYECTO 4
1.2. DESCRIPCIÓN GENERAL 4
2. PANTALLA PRINCIPAL 7
2.1. INICIO Y CIERRE DE SESIÓN 8
2.2. CONEXIÓN/DESCONEXIÓN USB 10
2.3. ADMINISTRACIÓN DE USUARIOS 12
2.4. INVERNADEROS ASOCIADOS 15
2.5. CONEXIÓN REMOTA A TRAVÉS DE VNC VIEWER® 17
3. ORQUÍDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA CÁLIDO 24
3.1. BANCOS 25
3.2. PARÁMETROS DE LOS BANCOS 1, 2, 3 Y 4: 28
3.3. VISUALIZACIÓN DE VARIABLES AMBIENTALES DE LOS BANCOS 1, 2, 3 Y 4 37
3.4. PARÁMETROS Y GRAFICAS DEL INVERNADERO DE ORQUÍDEAS Y BROMELIAS DE
CLIMA CÁLIDO 39
3.5. INTERFAZ DE MANTENIMIENTO 44
3.6. INTERFAZ DE ALARMAS 49
3.7. CONDICIONES AMBIENTALES 51
4. PLANTULAR 53
5. ENDURECIMIENTO 56
6. PROPAGACIÓN 57
6.1. CABINAS/BANCOS 58
6.2. MANTENIMIENTO 75
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6.3. ALARMAS 84
7. CONCLUSIONES 87
7.1. CENTRALIZACIÓN 87
7.2. OPERACIÓN 87
7.3. DATOS E INFORMACIÓN 87
7.4. ALMACENAMIENTO USB 88
7.5. MANIPULACIÓN DE ARCHIVOS CSV 89
7.6. RECOMENDACIONES FINALES 102
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1. SISTEMA DE AUTOMATIZACION DE INVERNADEROS
1.1. OBJETO DEL PROYECTO
Este documento está dirigido al personal autorizado para manipular la interfaz de
usuario con el fin de brindar una mayor información acerca de su funcionamiento y
así obtener un mejor rendimiento en los procesos que se requieran.
1.2. DESCRIPCIÓN GENERAL
Para facilitar a un usuario el poder no solo monitorear los parámetros y variables
involucradas en un proceso, sino interactuar e intervenir sobre estos parámetros,
es necesario brindar al usuario las herramientas necesarias que le permitan
realizar uno o varios de los aspectos anteriormente mencionados.
Para estos casos se emplean las HMI (Human Machine Interface), las cuales
permiten crear una interfaz de comunicación entre una persona y las máquinas y/o
equipos a través de un programa previamente elaborado, gracias a esto se
pueden tener registros de información, y una mayor interacción con parámetros
reales o virtuales al interior de un proceso.
Para el caso del Jardín Botánico José Celestino Mutis, el uso de un dispositivo
HMI, permite ampliar en gran manera las posibilidades en campos como
investigación y control de ambientes artificiales y el desarrollo de vida vegetal en
estos entornos manipulados, ya que permite tener acceso a variables y algoritmos
de control programados en un controlador como el PLC S7-1200, brindando la
posibilidad de tener control sobre los equipos encargados del proceso de
acondicionamiento ambiental, además de la información relacionada con las
variables reales de interés en el invernadero.
Finalmente a través de la integración de pantallas HMI con controladores PLC se
puede llegar a obtener niveles de control y monitorización cada vez más puntuales
haciendo que el proceso investigativo sea más preciso.
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Este manual es entregado por ENERGYAIRE S.A., para brindar al usuario la
completa información sobre cómo operar correctamente cada una de las opciones
programadas en la interfaz de usuario de la Kinco HMIware para la manipulación,
almacenamiento, control y alarmas relacionadas con funcionamiento de los
invernaderos a continuación relacionados:
Invernadero Orquídeas y Bromelias de clima cálido.
Invernadero Plantular.
Invernadero Endurecimiento.
Invernadero Propagación.
Detallando aspectos como los procedimientos necesarios para ejecutar cada una
de las acciones que esta permite realizar, el registro de usuarios, almacenamiento
de datos, entre otros.
Queda prohibida la descarga, copia o reproducción no autorizada del software, y/o
programa realizado para esta pantalla y los controladores asociados.
Manual: Interfaz de Usuario JBB
Fecha de revisión del documento: 24 de Sep. De 2015
Versión del producto: JBB_DC_02
Elaborado por: Ing. Daniel Antonio Calderón González
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INTERFAZ DE USUARIO
La interfaz de usuario se desarrolló en un dispositivo táctil, con gráficos y botones
entre otros, que permiten la completa operación de la interfaz y la fácil
comprensión de las rutas que se deben seguir para ejecutar cada acción y/o
modificar cada uno de los parámetros según se requiera. Se cuenta con notas y
ventanas de ayuda en algunos casos para facilitar la ejecución de la acción
correspondiente de manera correcta.
A continuación se hace una descripción de los pasos que se deben seguir para la
ejecución de diferentes acciones relacionadas con la administración de usuarios,
modificación de parámetros, control de equipos entre otros.
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2. PANTALLA PRINCIPAL
En la siguiente imagen se muestra la portada de la interfaz de usuario, la cual
tiene como imagen de fondo una fotografía de la entrada al Jardín Botánico de
Bogotá, y el logo oficial del JBB.
A partir de esta imagen se puede tener acceso a la creación, eliminación y
administración de usuarios, así como también a los datos de los invernaderos
asociados a la pantalla, control de conexión y desconexión de una unidad de
almacenamiento USB y la posibilidad de habilitar o deshabilitar la operación
remota desde otro ordenador o Smartphone de la pantalla HMI. Las partes que se
señalan en la imagen son:
1. Inicio y cierre de sesión.
2. Conexión/Desconexión USB.
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3. Administración de usuarios.
4. Acceso a invernaderos asociados.
5. Conexión remota a través de VNC Viewer®.
En los siguientes numerales se describe en detalle cada uno de los aspectos
antes mencionados y los pasos a seguir para realizar cada acción.
2.1. Inicio y cierre de sesión
Con la finalidad de proteger de personal no autorizado, los datos
almacenados y configurados en el software, además de la manipulación de
equipos, la interfaz de usuario permite ciertos accesos según el usuario que
desee manipular el sistema.
Para ingresar sesión simplemente se presiona suavemente con cualquier
dedo de la mano (se recomienda tener los dedos limpios y secos), el icono
ubicado en la esquina inferior izquierda, mostrado en la siguiente imagen.
Es importante mencionar que para tener un mejor resultado a la hora de
presionar los iconos, botones y demás accesorios en pantalla, se debe
presionar con la yema y no con la punta del dedo o con las uñas o cualquier
otra parte, ya que la pantalla probablemente no reconocerá el comando.
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Una vez se presiona el icono de la imagen, se despliega la ventana que se
muestra a continuación:
Según si se necesita iniciar sesión o finalizar la sesión se debe ingresar el
usuario presionando en la casilla vacía frente a la palabra usuario, con lo que
se despliega un teclado con el cual se ingresa el nombre del usuario:
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Cuando se ha ingresado el nombre del usuario, se hace clic en la tecla Enter
y posteriormente ingresar la contraseña presionando con el dedo sobre la
casilla frente a la palabra “Contraseña”, con lo cual se despliega el teclado
numérico como se muestra a continuación:
Ingresada la contraseña se presiona la tecla Enter y si se desea iniciar
sesión, se presiona la tecla “Entrar”, de lo contrario, si se desea cerrar la
sesión, se presiona la tecla “Salir”, y finalmente se cierra la ventana
presionando la tecla roja con la X.
2.2. Conexión/Desconexión USB
Como complemento a la investigación y al monitoreo de las condiciones
ambientales al interior de los invernaderos asociados al programa, está la
posibilidad de almacenar los datos de humedad relativa y temperatura de las
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cabinas y los invernaderos como tal en archivos con formato CSV, los cuales
pueden ser abiertos en Excel.
Estos datos son almacenados en el formato antes mencionado en una USB
la cual se puede conectar al reverso de la pantalla HMI. Una vez la USB ha
sido insertada en el puerto correspondiente los iconos encerrados en la
siguiente figura alumbran una vez es reconocido el dispositivo (el recuadro
con el símbolo de la USB brilla en azul y el indicador de la izquierda enciende
en color verde).
Cuando sea necesario extraer los datos que han sido almacenados para su
análisis correspondiente, es necesario pulsar con el dedo sobre el recuadro
azul el cual indica que la USB está en uso. Una vez (después de pulsado), se
apaguen los indicadores de que se encuentra en uso, es seguro retirar el
dispositivo para acceder a los archivos clasificados por carpetas al interior de
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la carpeta “Trend”, teniendo como resultado archivos del estilo mostrado en
la siguiente figura1.
2.3. Administración de usuarios
Para facilitar al administrador de la aplicación, la creación y/o eliminación de
usuarios, así como el control sobre los mismos a quienes se les está
permitiendo el acceso a ciertas ventanas de la interfaz, el administrador
quien es el único quien podrá tener este acceso, debe presionar el botón
“Usuarios”, cuya ubicación se muestra a continuación:
1 la gráfica fue añadida como ejemplo de la curva, si desean ver la curva es necesario
insertar la gráfica.
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Ingresando a través de este botón se obtiene la tabla que se muestra a
continuación, en la que se pueden ver los usuarios modificables y no
modificables que están inscritos a la aplicación, los permisos que poseen y el
tiempo de sesión que poseen.
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Para crear un usuario, se presiona el botón “Nuevo usuario”, y se despliega
la ventana que se muestra a continuación:
1. Campo para ingresar el nombre del nuevo usuario.
2. Campo para ingresar la nueva contraseña.
3. Campo para confirmar la nueva contraseña.
4. Campo para ingresar el tiempo en que se cerrara la sesión.
5. Botón para confirmar la adición del nuevo usuario.
6. Selección de permisos para cada usuario.
Una vez se está en la ventana que se muestra, se puede agregar el usuario
nuevo para el cual se debe introducir el nombre de usuario con el cual él se
identificara para iniciar sesión, posteriormente se introduce la contraseña y
su confirmación la cual será personal e intransferible para el usuario.
También se configuran los permisos de acceso para limitar de ciertos
espacios al usuario que se está creando, para hacer esto solo se presiona
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sobre el cuadro del permiso correspondiente hasta que este alumbre de color
verde, finalmente se introduce el valor en minutos del tiempo durante el cual
el usuario estará activo una vez se inicia sesión.
Configurado lo anterior, se presiona “Añadir”, y finalmente queda agregado el
nuevo usuario. Ahora, si por el contrario se desea eliminar un usuario, solo
se presiona sobre el botón “Borrar usuario”, y posteriormente se introduce el
nombre de usuario y su contraseña. Habiendo hecho esto se presiona el
botón “Borrar” y el usuario queda automáticamente borrado siempre y
cuando sea modificable.
La acción de eliminar un usuario se ve en la imagen siguiente:
2.4. Invernaderos asociados
Gracias a la capacidad de procesamiento, el sistema permite supervisar y
operar los parámetros y condiciones ambientales de diferentes invernaderos
al unificarlos en un solo panel de control (HMI).
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Con la finalidad de facilitar al usuario u operario del sistema el ingreso a cada
uno de los invernaderos que estén vinculados al sistema de control, se ha
dispuesto un botón “INVERNADEROS”, que al ser presionado despliega una
ventana en donde se pueden ver los invernaderos que están asociados al
sistema de automatización.
Este botón se puede ver en la siguiente imagen:
Una vez es presionado este botón, la ventana que se despliega es la que se
observa a continuación en donde se pueden observar los invernaderos que
se han integrado al sistema. Accediendo a cada uno de ellos se podrá
visualizar las condiciones ambientales2 y programar ambientes artificiales
para facilitar la supervivencia de la especie vegetal que allí se encuentre.
2 No todos los invernaderos que se muestran en la imagen permiten visualizar las condiciones ambientales o
programar curvas de humedad y temperatura, debido a que en algunos dicho nivel de automatización no es
necesario por el momento.
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2.5. Conexión remota a través de VNC Viewer®
VNC (Virtual Network Computing) es un tipo de software que permite
compartir y operar remotamente una pantalla mediante protocolo RFB. Este
software es capaz de transferir comandos de teclado y mouse a la pantalla
en tiempo real. El sistema VNC actúa como un sistema Servidor-Cliente a
través de un protocolo permitiendo de esta manera acceder de forma remota
desde cualquier cliente al servidor.
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Teniendo en cuenta esto, la pantalla HMI actúa como servidor, compartiendo
su pantalla a través del protocolo RFB con el cliente (usuario del Jardín
Botánico de Bogotá), permitiendo que este interactúe con el servidor
(pantalla) ya sea monitoreando variables ambientales, o configurando las
acciones de control a realizar.
El cliente o usuario puede operar remotamente la pantalla a través del
sistema VNC desde un PC, celular o cualquier otro dispositivo similar.
Para acceder desde un computador es necesario descargar la aplicación
VNC Viewer la cual le permitirá acceder a la pantalla como cliente. Esta
aplicación puede descargarla gratuitamente a través de la página
www.realvnc.com, e instalando el archivo VNC.exe:
Una vez haya instalado el programa, lo primero que se debe hacer es
habilitar la pantalla como servidor. Para esto se debe presionar el botón con
el icono de VNC ubicado en la ventana principal de la pantalla HMI como se
ve en la siguiente figura:
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Con esto se desplegara la ventana de configuración que permite habilitar la
pantalla como servidor y establecer una contraseña que permitirá a quien se
conecte operar y/o monitorear la pantalla.
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1. Habilita la asignación de una contraseña para permitir la operación
remota de la pantalla.
2. Una vez habilitado el botón (1) se establece una contraseña numérica
en este campo.
3. Habilita la asignación de una contraseña para permitir la visualización
remota de la pantalla.
4. Una vez habilitado el botón (3) se establece una contraseña numérica
en este campo.
5. Indica si el servidor VNC ha sido habilitado.
6. Habilita el servidor VNC3.
7. Habilita la máscara de operación.
Al habilitar el servidor VNC, el botón presionado cambia de color indicando la
orden de encendido, y posteriormente el indicador (5), encenderá verificando
que ha sido habilitado el servidor.
3 El servidor VNC debe estar habilitado antes de fijar las contraseñas necesarias. Para obtener un acceso
completo (visualización y operación), se recomienda solo habilitar el servidor (botón 6), luego habilitar la
contraseña de operación (botón 1) y finalmente ingresar una contraseña. Si la pantalla es reiniciada por
perdida de energía, al ser encendida de nuevo es necesario repetir el procedimiento.
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Hecho lo anterior solo queda fijar una contraseña para el acceso total, para
esto se habilita el botón de operación y se fija una contraseña numérica
como se ve en la siguiente imagen.
Si se ha seguido el procedimiento correctamente, el servidor estará en
operación y listo para poder acceder a él desde cualquier dispositivo
Smartphone o PC.
Ahora el paso siguiente es acceder al servidor. Para esto se muestra el
ejemplo desde un computador. Lo primero es ubicar el icono de acceso
directo a la aplicación el cual ha sido generado después de que se ha
instalado VNC.exe.
Ubicado el icono se procede a ejecutarlo como se ven en la siguiente
imagen:
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Con esto se despliega la ventana de la aplicación en la que se deberá
introducir la dirección IP del servidor el cual para este caso es la pantalla HMI
cuya dirección IP es: 192.168.0.253.
Esta se introduce en la casilla que se indica a continuación:
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Luego se da clic en “Conectarse”, solicitando la contraseña que se ha
introducido en los pasos anteriores cuando se habilitaba el servidor en la
pantalla, con lo que finalmente se abrirá la pantalla del servidor en el
computador desde el cual se está accediendo permitiendo un acceso
completo al monitoreo y operación de todas las funciones de la pantalla en
tiempo real.
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3. ORQUÍDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA CÁLIDO
Luego de presionar el botón asociado al primer invernadero “Orquídeas y
Bromelias de Clima Cálido”, se accede al menú principal de este invernadero el
cual se observa en el siguiente pantallazo:
En esta pantalla se tienen 4 botones los cuales se describen a continuación:
Bancos: Permite acceder a la configuración y supervisión de las
condiciones ambientales de cada uno de los bancos ubicados al
interior del invernadero.
Mantenimiento: Permite a personal autorizado, monitorear el
funcionamiento de los equipos encargados de mantener las
condiciones ambientales programadas y las horas que llevan estos
funcionando.
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Alarmas: Permite tener un reporte sobre las variables ambientales
que se salen de los parámetros programados, además de posibles
fallas en los equipos.
Condiciones Ambientales: Permite acceder a una gráfica en la que
se leen constantemente las condiciones de temperatura y humedad
exterior al invernadero.
3.1. Bancos
Al oprimir el botón “Bancos” de la ventana principal del invernadero de
Orquídeas y Bromelias de Clima Cálido, se tiene acceso a la configuración y
monitoreo de las condiciones ambientales tanto del invernadero en general
como de cada uno de los bancos en los que está distribuido en su interior. La
ventana que representa gráficamente esto, se muestra a continuación:
En la imagen que se muestra, se observan dos recuadros, el de la izquierda
corresponde a los bancos al interior del invernadero y sus parámetros, y el de
la derecha, corresponde al invernadero en general y sus parámetros. Las
etiquetas de la imagen se describen a continuación:
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1. Banco 1: este botón permite ingresar a las gráficas de
temperatura y humedad relativa y a la configuración de los
parámetros de las mismas variables.
2. Banco 2: este botón permite ingresar a las gráficas de
temperatura y humedad relativa y a la configuración de los
parámetros de las mismas variables.
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3. Banco 3: este botón permite ingresar a las gráficas de
temperatura y humedad relativa y a la configuración de los
parámetros de las mismas variables.
4. Banco 4: este botón permite ingresar a las gráficas de
temperatura y humedad relativa y a la configuración de los
parámetros de las mismas variables.
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5. Banco 5 / General: permite acceder a la ventana del ambiente
del invernadero general, monitorear variables como
temperatura, humedad relativa y CO2, y configurar los
parámetros de temperatura y humedad del mismo, así como
la tolerancia máxima y mínima de humedad relativa para el
encendido y apagado de los aspersores ubicados sobre el
banco No. 5.
Como se puede observar, todas las ventanas cuentan con tres
botones, uno para parámetros y los otros para monitoreo y
tolerancias respectivamente.
3.2. Parámetros de los bancos 1, 2, 3 y 4:
Para los bancos 1, 2, 3, y 4, la ventana de parámetros es la siguiente:
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Dependiendo el banco (1 a 4), que se quiera configurar, se desplegara una
ventana similar a la anterior por cada uno en donde se podrán configurar los
parámetros deseados para controlar la temperatura y humedad relativa para
cada uno de los bancos desde el 1 al 4. Las partes de la ventana se
describen a continuación:
1. Estas casillas corresponden a las tolerancias máxima y mínima que
tendrá el valor de referencia de temperatura actual. La finalidad de
esta tolerancia es principalmente proteger los equipos y componentes
encargados de controlar la temperatura de cada banco.
Para ingresar esta tolerancia, es necesario tener activado el botón de
carga en verde, etiquetado con la marquilla número 3.
Carga de datos inactiva
Carga de datos activa
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Posteriormente se presiona sobre la casilla correspondiente al límite
que se quiere ingresar (límite superior, límite inferior), y se digita el
valor o número de grados de rebase por exceso y defecto (números
de 0 a 9), valores que serán sumados y restados a la referencia actual
para determinar la banda de tolerancia.
Con el valor de los límites ya ingresado, el sistema operara para
mantener la temperatura deseada entre los límites ingresados como
se muestra en la siguiente imagen:
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1. El conjunto de 24 casillas corresponde al ingreso de la
referencia de temperatura deseada en el banco seleccionado
durante el transcurso de las 24 horas, teniendo la posibilidad
de modificar el valor hora a hora. De igual manera para cargar
el valor de la temperatura hora a hora es necesario activar el
botón de carga ya mencionado, presionar sobre la casilla
correspondiente a la hora deseada, ingresar el valor a través
del teclado numérico que se despliega en pantalla y presionar
ENTER.
2. El botón de carga habilita que los datos que se deseen
modificar sean cargados en la memoria interna del
controlador, de lo contrario los valores ingresados no tendrán
efecto alguno.
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3. Los LED de estado, indican para el caso de la humedad relativa de
cada banco, cual carpeta de parámetros está siendo
implementada en el banco correspondiente.
4. Estas casillas corresponden a los valores de tolerancia4, o limites
inferior y superior para la humedad relativa de cada banco. Esto
para prevenir de posibles daños a las válvulas encargadas del
control de la humedad relativa.
Al igual que para la temperatura, se debe ingresar el valor
deseado presionando sobre la casilla según desee (límite superior,
límite inferior). Este valor corresponde al porcentaje de rebase por
exceso y/o defecto según se requiera:
4 Los valores de tolerancia son independientes para cada uno de los bancos, a diferencia de las tablas las
cuales si pueden ser comunes para los bancos que lo requieran.
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Para el ejemplo visto en la imagen anterior se desea que sobre el
porcentaje de humedad relativa de referencia (ej. 56%), no se
incremente más allá de un 3%, es decir, que se tendrá una
humedad relativa máxima de 59% (56% + 3% = 59% HR), y que
tampoco descienda por debajo de un 4%, es decir, que se tendrá
una humedad relativa mínima de 52% (56% - 4% = 52% HR).
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5. Este icono azul permite acceder a la configuración de los valores
de humedad relativa hora a hora del banco sobre el cual se esté
trabajando.
En total se tienen 10 tablas las cuales, como se muestra en la
siguiente imagen, pueden ser llamadas desde cualquier banco.
Cada una de las tablas puede ser llamada por los cuatro bancos al
mismo tiempo, o solamente por algunos. Por ejemplo, los bancos
1 y 2 pueden estar usando la tabla 5, y los bancos 3 y 4, las tablas
2 y 8 respectivamente.
Como se muestra en la imagen, las 10 tablas son generales, lo
que implica que al modificar los parámetros de una tabla se debe
tener precaución que no esté siendo usada por otro banco a
menos que se deseen los mismos parámetros en los bancos que
estén usando la tabla a modificar.
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En la imagen anterior se muestra la ventana que aparece al abrir
alguna de las tablas, para el caso de la imagen, está abierta la
tabla 1. Para modificar los datos es necesario activar el botón para
guardar los datos, posteriormente se presiona con el dedo sobre la
casilla de la hora a modificar, como se muestra en la siguiente
imagen:
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Una vez se han cargado todos los datos en la tabla a utilizar, se
habilita dicha tabla en el banco correspondiente como ya se
mencionó anteriormente.
6. Estos botones activan o desactivan la carpeta de parámetros de
Humedad Relativa deseada para el banco correspondiente. Si se
tiene en funcionamiento por ejemplo la tabla 1, como se ve en la
imagen siguiente:
Pero si se desea que empiecen a funcionar los parámetros
cargados en la tabla 7, es necesario desactivar primero la tabla 1 y
posteriormente activar la 7.
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Para verificar que lo anterior fue correcto se verifican los LED de
estado.
3.3. Visualización de variables ambientales de los bancos 1, 2, 3 y 4
Para brindar al usuario una mejor interacción con la interfaz de usuario y los
parámetros que se están presentando en cada uno de los bancos al interior
del invernadero, se han añadido una serie de graficas en tiempo real en las
que es estarán graficando los valores medidos de la temperatura y la
humedad relativa de estos bancos, junto con el valor de referencia
programado en la ventana de parámetros según el banco seleccionado.
La ventana se muestra a continuación:
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Los cuatro bancos (1 al 4), al presionar en el botón “Grafica de Temperatura
y Humedad R.”, despliegan la gráfica de las variables de temperatura y
humedad relativa con una ventana como la que se muestra, la cual
corresponde a las variables del banco número 1.
En la imagen se pueden observar dos gráficas, una superior y otra inferior las
cuales estarán registrando la curva de oscilación de dichas variables
ambientales, así como su valor actual en las casillas del costado derecho de
la ventana. A continuación se describe en detalle cada una de las partes de
la ventana:
1. En esta grafica se traza en tiempo real la variación de la
temperatura del banco correspondiente en una escala de 0 a
100 °C.
2. En esta grafica se traza en tiempo real la variación de la
humedad relativa del banco correspondiente en una escala de
0 a 100%.
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3. En esta casilla se muestra el valor numérico presente de la
temperatura que se está midiendo.
4. En esta casilla se muestra el valor numérico de referencia de
temperatura en (°C), configurado en la ventana de parámetros
correspondiente a la hora del día en que se esté observando
la gráfica.
5. En esta casilla se muestra el valor numérico presente de la
humedad relativa que se está midiendo.
6. En esta casilla se muestra el valor numérico de referencia de
humedad relativa en (%), configurado en la ventana de
parámetros correspondiente a la hora del día en que se esté
observando la gráfica.
7. Presionando sobre este icono se estará guardando en un
dispositivo de almacenamiento USB (si este se encuentra
conectado al puerto ubicado en la parte superior del tablero),
el pantallazo de la ventana en observación.
3.4. Parámetros y graficas del invernadero de Orquídeas y Bromelias de
clima cálido
Cuando se ingresa a la ventana de “BANCOS”, en la ventana principal del
invernadero “Orquídeas y Bromelias de Clima Cálido”, para acceder a la
configuración de parámetros del ambiente general de este invernadero, el
cual es el mismo que se encuentra en el banco 5, se presiona sobre el icono
mostrado en la siguiente imagen:
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Con esto se accede a la ventana mostrada en el numeral “5.1.1. BANCOS: 5.
Banco 5 / General”, en donde se tienen dos botones, uno para los
parámetros y el otro para acceder a las gráficas de supervisión.
Presionando el botón “Parámetros de Configuración”, se tiene acceso a la
ventana mostrada en la imagen siguiente:
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En esta imagen se muestran dos tablas que permiten la introducción hora a
hora de los valores de referencia para la temperatura y la humedad relativa
del ambiente general del invernadero. Adicionalmente se puede introducir el
valor de alarma de CO2, este con el fin solo de informar si las
concentraciones de CO2 en el ambiente son mayores al valor introducido.
Recuerde que es importante si se desea modificar los valores de las tablas,
activar el botón “Guardar Datos”.
Grafica:
Presionando el botón “Temperatura y Humedad Relativa”, se tiene acceso a
la ventana que contiene las gráficas y valores actuales de las variables de
Temperatura, Humedad relativa y CO2, como se muestra en la imagen
siguiente:
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1. En esta grafica se traza en tiempo real la variación de la
temperatura del banco correspondiente en una escala de 0 a 100
°C.
2. En esta grafica se traza en tiempo real la variación de la humedad
relativa del banco correspondiente en una escala de 0 a 100%.
3. En esta casilla se muestra el valor numérico presente de la
temperatura que se está midiendo.
4. En esta casilla se muestra el valor numérico de referencia de
temperatura en (°C), configurado en la ventana de parámetros
correspondiente a la hora del día en que se esté observando la
gráfica.
5. En esta casilla se muestra el valor numérico presente del nivel de
CO2 que se está midiendo.
6. En esta casilla se muestra el valor numérico presente de la
humedad relativa que se está midiendo.
7. Presionando sobre este icono se estará guardando en un
dispositivo de almacenamiento USB (si este se encuentra
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conectado al respaldo de la pantalla HMI), el pantallazo de la
ventana en observación.
8. En esta casilla se muestra el valor numérico de referencia de
humedad relativa en (%), configurado en la ventana de parámetros
correspondiente a la hora del día en que se esté observando la
gráfica.
9. Al presionar este botón, se puede acceder a la gráfica que
muestra la curva de concentración de CO2 en el tiempo, como se
muestra a continuación:
Finalmente se tiene la configuración de las tolerancias máxima y mínima para
el encendido y apagado de los aspersores para tener un mayor control sobre
la humedad relativa en esta área.
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3.5. Interfaz de mantenimiento
Esta ventana permite al personal de mantenimiento monitorear el estado de
los equipos y su tiempo de funcionamiento mediante la siguiente imagen:
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Chiller: permite acceder al encendido y apagado del enfriador de
agua. Es importante tener en cuenta que el chiller no puede ser
encendido si las bombas no están en funcionamiento.
Desde esta ventana se puede, al presionar el botón ON/OFF,
encender o apagar el chiller tras confirmar la acción.
Adicionalmente se puede acceder al tiempo que lleva este
funcionando al presionar el icono siguiente:
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Bombas: en esta ventana se puede encender o apagar el ciclo de las
bombas, el cual una vez iniciado notificara si se detecta presencia de
agua y cuál de las bombas está funcionando, ya que cada bomba
tiene un ciclo periódico de funcionamiento igual a 168 horas
equivalentes a una semana, transcurrido esto, se alternará con la
bomba que no estaba en funcionamiento.
En la ventana de “Bombas”, se monitorea el estado de dos bombas de
agua, un sensor diferencial de presión de agua, un Chiller y el
porcentaje de apertura de una válvula.
Cada uno de los equipos monitoreados tiene un LED de estado: Rojo
= Apagado, Verde = Encendido.
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El porcentaje de apertura de la válvula es numérico, siendo 0%
cerrado y 100% totalmente abierta. Para garantizar el óptimo
funcionamiento del Chiller, la válvula debe estar abierta parcial o
totalmente.
Cuando una de las bombas entra en falla, sea por falla del equipo o
por falta de agua, esta genera una alerta visible en esta ventana sobre
la bomba que la está generando. Si el motivo de la falla es revisado y
corregido, la alerta se puede resetear presionando el icono azul que
se encuentra junto al icono de estado de cada bomba.
También se tiene acceso al tiempo que lleva cada equipo funcionando
al presionar el icono siguiente:
UMA: la ventana de la Unidad Manejadora de Aire (UMA), permite al
igual que la del Chiller, realizar el encendido o apagado de este
equipo, además de poder controlar la velocidad del Blower
introduciendo el valor del porcentaje al cual se desea que este dicho
componente. A continuación se describen las etiquetas de la imagen
siguiente:
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En la imagen anterior se ven varios objetos que representan
información que permite entender tanto el estado de la maquina como
el control que se está haciendo al interior del invernadero.
1) Indica si hay flujo de aire o si el flujo de aire en el ducto de
suministro es suficiente para climatizar el invernadero. De lo
contrario se presentara alarma.
2) Este botón permite apagar o encender la unidad manejadora de
aire (por defecto está encendida).
3) En esta casilla se introduce el valor en porcentaje relacionado a la
frecuencia a la que se desea que opere el VDF5 de la UMA.
4) Esta casilla indica el valor actual del porcentaje de frecuencia del
VDF de la UMA.
5) Con este valor se carga el porcentaje introducido en la casilla 3 a la
4 para actualizar el nuevo valor de frecuencia.
6) Este conjunto de iconos indican el estado del dámper de toma de
aire de retorno y de toma de aire exterior, ya que esto cumple la
función de mejorar el rendimiento de los equipos al momento de
5 VDF: Variador de frecuencia.
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calentar o enfriar el ambiente del invernadero apoyando con aire
exterior si es necesario.
Horometro: esta ventana permite llevar el control y monitoreo del
número de horas y semanas que lleva cada equipo en funcionamiento,
esto con la finalidad de llevar un mejor proceso de mantenimiento
preventivo.
3.6. Interfaz de alarmas
Al presionar el botón de “Alarmas”, se accede a la ventana mostrada a
continuación:
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En esta ventana se presenta una tabla la cual estará registrando la siguiente
información por cada evento:
No. : corresponde al número consecutivo de eventos registrados.
Fecha: es la fecha en la que se registra el evento.
Inicio: corresponde a la hora en la que se presentó la alarma.
Revisión: registra la hora en la que el usuario notifica haber revisado
el reporte. Para esto es necesario presionar dos veces, sobre la
casilla vacía de dicha columna.
Fin: hora en la que la alarma deja de presentarse.
Descripción: información en detalle sobre la causa de la alarma.
Adicional a lo anterior, también se pueden eliminar registros y guardar
pantallazos si se tiene conectado un dispositivo de almacenamiento USB.
Los iconos encargados de estas funciones se muestran a continuación:
Retorna a la ventana anterior. (presente en la
mayoría de ventanas)
Retorna a la pantalla principal de la aplicación.
(presente en la mayoría de ventanas)
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3.7. Condiciones ambientales
Al oprimir el botón “Condiciones Ambientales”, se despliega la ventana
mostrada a continuación:
Permite eliminar registros en la tabla de alarmas.
Para esto, primero se presiona con el dedo sobre
el registro a eliminar y posteriormente se presiona
este icono.
Permite al presionar este icono, generar un
pantallazo de la ventana actual, la cual se guarda
en formato BMP en un dispositivo de
almacenamiento USB. (presente en la mayoría de
graficas)
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En esta se aprecia el valor actual de la temperatura y humedad relativa
exterior al invernadero, además de la gráfica en el tiempo de ambas
variables. Adicionalmente se pueden almacenar pantallazos de la gráfica
presionando el icono de la esquina inferior derecha.
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4. PLANTULAR
Para acceder a la configuración de este invernadero, se presiona el botón
“Plantular”, ubicado en la ventana “INVERNADEROS”.
Al ingresar a este invernadero, se tiene la posibilidad de configurar el riego sobre
las plantas, al gobernar la señal de encendido y apagado de la válvula de agua.
Para la configuración de este parámetro se tiene la siguiente ventana:
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Como se muestra en la imagen, se tiene la posibilidad de seleccionar las horas
durante las cuales se activara el riego en el invernadero al presionar el botón
correspondiente, según si es AM o PM, y adicionalmente se puede seleccionar la
cantidad de segundos (0 a 999 segundos), que estará encendido el riego durante
la hora seleccionada.
La configuración de los segundos se hace presionando sobre la casilla mostrada
en la siguiente imagen, con la que se despliega un teclado numérico para ingresar
los segundos:
Para que los segundos sean cargados y entren en funcionamiento, se debe activar
el icono encerrado por el círculo verde en la segunda figura de este numeral. Sin
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embargo esto se explica presionando el icono de ayuda con el cual se despliega la
siguiente ventana:
Finalmente, configurados los segundos y seleccionadas las horas durante las
cuales se desea que se active el riego, el sistema, llegada la hora, iniciará el riego
hasta cumplir los segundos programados.
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5. ENDURECIMIENTO
Para acceder a la configuración de este invernadero, se presiona el botón
“Endurecimiento”, ubicado en la ventana “INVERNADEROS”:
Y se procede de igual manera que en el invernadero plantular. En esta área hay 2
líneas de riego que se pueden gobernar simultáneamente, enviando la misma
orden a ambas líneas (encender / apagar), sin embargo, de forma manual se
puede determinar cuál de las dos líneas estará en funcionamiento y cual no (si no
se requieren ambas líneas funcionando), al manipular una válvula de paso para el
cierre correspondiente.
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6. PROPAGACIÓN
Para el acceso al invernadero de propagación, se presiona en el botón
correspondiente de la ventana “Invernaderos”, teniendo como página principal de
este invernadero la que se muestra a continuación:
Este invernadero ubicado junto al invernadero de orquídeas y Bromelias de clima
cálido tiene la función de brindar las condiciones ambientales óptimas a las
plantas que vienen de un proceso de cultivo y crecimiento y que necesitan
empezar a fortalecerse para la ubicación en un ambiente real o para un proceso
de producción.
El interior de este invernadero está dividido en tres cabinas con el fin de recrear
diferentes climas entre cada una de las cabinas.
Este invernadero tiene (al igual que el de orquídeas y Bromelias de clima cálido),
una serie de sensores y actuadores que permiten tener información acerca de la
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temperatura y humedad relativa de cada una de las cabinas además de tener
control manual y programado no solo sobre estas mismas variables sino sobre los
actuadores y equipos que se encargan de mantener las condiciones ambientales
de riego, temperatura y humedad bajo las condiciones requeridas por los
investigadores, todo unificado en un solo panel de control (o de manera remota), lo
que da las herramientas suficientes para garantizar unas condiciones ambientales
artificiales adecuadas dentro de un rango permitido.
6.1. Cabinas/Bancos
Como ya se mencionó, el invernadero en su interior está dividido en 3
cabinas con el fin de recrear tres climas diferentes al interior del mismo
invernadero.
Presionando sobre el botón “Bancos”, se puede acceder a la ventana que se
muestra a continuación en donde se tiene una vista superior del invernadero,
permitiendo observar la puerta de acceso, el mesón de trabajo y las tres
cabinas ya mencionadas.
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Cada una de las cabinas posee los equipos necesarios para el enfriamiento y
calentamiento según se requiera, además del riego para mantener la
humedad relativa. Dichos equipos funcionan según la tabla de parámetros
que se programe para cada cabina.
Presionando el botón correspondiente a la cabina, se puede acceder a la
información y configuración de cada una.
6.1.1 Cabina 1
Al presionar el botón que permite acceder a la cabina 1, se
despliega la imagen mostrada a continuación:
En esta ventana se pueden observar tres botones los cuales
permiten lo siguiente:
Parámetros de Configuración T y Hr: al presionar este botón
se puede acceder a la configuración de las referencias
(SetPoint), que serán seguidas hora a hora por la cabina. La
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referencia de temperatura y la humedad relativa de la cabina
se puede ver en la imagen siguiente:
En esta tabla el usuario que vaya a ingresar los datos de
humedad y temperatura que debe haber en la cabina en cada
hora del día, debe habilitar el botón “Guardar Datos”, como lo
indica la ayuda que se muestra al presionar el icono azul de la
esquina superior izquierda.
Mientras este botón este habilitado, los datos ingresados
serán almacenados en la memoria del sistema, de lo contrario
el dato no se almacenara y por consiguiente no será
modificado. Para ingresar los datos solo se presiona sobre la
casilla de la hora a la que se quiere introducir la referencia
correspondiente.
En la zona central de la tabla hay dos casillas las cuales
muestran en tiempo real el valor calculado del DewPoint de la
cabina.
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DewPoint Ref.: corresponde al que se calcula con los valores
de temperatura y humedad relativa de la tabla de referencias.
DewPoint Real: corresponde al que se calcula con la lectura
en tiempo real de los sensores.
Grafica de Temperatura y Humedad R: presionando sobre
este botón se tiene acceso a la ventana que se muestra a
continuación:
En esta ventana se puede ver en tiempo real la gráfica
correspondiente a la curva que ha venido teniendo la
temperatura (grafica superior), y la humedad relativa (grafica
inferior), junto con los valores actuales de los sensores y la
tabla de referencias en el costado derecho de la ventana.
Tolerancias: con la finalidad de evitar resonancia en los
actuadores o prevenir que por sensibilidad los equipos
enciendan y apaguen varias veces en un intervalo de tiempo
corto, esto debido a la oscilación que empieza a tomar la
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variable real cuando se acerca a la referencia, se proporcionó
al usuario esta ventana que le permite establecer una ventana
de tolerancia que en conjunto con la tabla programada en la
tabla de referencias permiten obtener una respuesta optima y
eficiente de los equipos lo que se verá reflejado en el
ambiente deseado en la cabina.
La ventana correspondiente se puede ver a continuación:
Al igual que para la tabla de referencias, es necesario que se
active el botón “Cargar Tolerancias”, para que los valores sean
guardados y actualizados.
Finalmente como se puede ver en la ventana principal de la
cabina, existe una vista superior en la que se encierra la
cabina sobre la cual se está operando, con el fin de que el
usuario tenga una ayuda visual que le recuerde que cabina
está modificando y así no regresarse a la ventana principal.
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CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Al costado izquierdo de la ventana se ve una vista superior de
la cabina en la que ven las líneas de riego habilitadas por
cabina, lo que permite al usuario determinar por cuales líneas
se regará y por cuales no para el caso en el que en
determinadas camas no haya material vegetal presente.
En la siguiente figura se muestran los botones que permiten
apagar o encender las válvulas por las que estará habilitado el
riego6.
En este ejemplo, si se enumeran las válvulas de 1 hasta 4 de
izquierda a derecha, las válvulas 2 y 4 no regarían cuando el
sistema habilite el riego, y este solo saldría por las válvulas 1 y
3.
6 Las válvulas por defecto, siempre que se encienda el sistema estarán habilitadas. Las válvulas se enumeran
en orden ascendente de izquierda a derecha.
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6.1.2 Cabina 2
Al presionar el botón que permite acceder a la cabina 2, se
despliega la imagen mostrada a continuación:
En esta ventana se puede observar una vista en miniatura del
invernadero con la cabina a la que se está accediendo
encerrada en un recuadro segmentado verde con el fin de
recordar al usuario la cabina que está modificando, además se
pueden observar tres botones en la parte inferior los cuales
permiten lo siguiente:
Parámetros de Configuración T y Hr: al presionar este botón
se puede acceder a la configuración de las referencias
(SetPoint), que serán seguidas hora a hora por la cabina. La
referencia de temperatura y la humedad relativa de la cabina
se puede ver en la imagen siguiente:
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En esta tabla el usuario que vaya a ingresar los datos de
humedad y temperatura que debe haber en la cabina en cada
hora del día, debe habilitar el botón “Guardar Datos”, como lo
indica la ayuda que se muestra al presionar el icono azul de la
esquina superior izquierda.
Mientras este botón este habilitado, los datos ingresados
serán almacenados en la memoria del sistema, de lo contrario
el dato no se almacenara y por consiguiente no será
modificado. Para ingresar los datos solo se presiona sobre la
casilla de la hora a la que se quiere introducir la referencia
correspondiente.
En la zona central de la tabla hay dos casillas las cuales
muestran en tiempo real el valor calculado del DewPoint de la
cabina.
DewPoint Ref.: corresponde al que se calcula con los valores
de temperatura y humedad relativa de la tabla de referencias.
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DewPoint Real: corresponde al que se calcula con la lectura
en tiempo real de los sensores.
Grafica de Temperatura y Humedad R: presionando sobre
este botón se tiene acceso a la ventana que se muestra a
continuación:
En esta ventana se puede ver en tiempo real la gráfica
correspondiente a la curva que ha venido teniendo la
temperatura (grafica superior), y la humedad relativa (grafica
inferior), junto con los valores actuales de los sensores y la
tabla de referencias en el costado derecho de la ventana.
Tolerancias: con la finalidad de evitar resonancia en los
actuadores o prevenir que por sensibilidad los equipos
enciendan y apaguen varias veces en un intervalo de tiempo
corto, esto debido a la oscilación que empieza a tomar la
variable real cuando se acerca a la referencia, se proporcionó
al usuario esta ventana que le permite establecer una ventana
de tolerancia que en conjunto con la tabla programada en la
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tabla de referencias permiten obtener una respuesta optima y
eficiente de los equipos lo que se verá reflejado en el
ambiente deseado en la cabina.
La ventana correspondiente a lo anterior se puede ver a
continuación:
Al igual que para la tabla de referencias, es necesario que se
active el botón “Cargar Tolerancias”, para que los valores sean
guardados y actualizados.
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En la parte superior de la ventana se ve una vista superior de
la cabina en la que ven las líneas de riego que están
habilitadas o no, lo que permite al usuario determinar por
cuales líneas se regará y por cuales no, para el caso en el que
en determinadas camas no haya material vegetal presente.
En la siguiente figura se muestran los botones que permiten
apagar o encender las válvulas por las que estará habilitado el
riego7.
7 Las válvulas por defecto, siempre que se encienda el sistema estarán habilitadas. Las válvulas se enumeran
en orden ascendente de izquierda a derecha.
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A diferencia de las cabinas 1 y 3, para la cabina 2 existen 7
líneas de riego las cuales fueron distribuidas como aparecen
en la figura que se muestra en la parte superior de este
párrafo.
Enumerando las válvulas de izquierda a derecha del 1 al 7, las
válvulas 1 y 2 se habilitan o deshabilitan con el primer botón
(se encuentra en OFF), las válvulas 3 y 4 se habilitan y
deshabilitan con el segundo botón (se encuentra en ON), las
válvulas 5 y 6 se habilitan o deshabilitan con el tercer botón
(se encuentra en OFF), y la última válvula se opera con el
cuarto botón (se encuentra en ON).
En este ejemplo, las válvulas 1, 2, 5 y 6 no regarían cuando el
sistema habilite el riego, y este solo saldría por las válvulas 3,
4 y 7.
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6.1.3 Cabina 3
Al presionar el botón que permite acceder a la cabina 3, se
despliega la imagen mostrada a continuación:
En esta ventana se puede observar una vista en miniatura del
invernadero con la cabina a la que se está accediendo
encerrada en un recuadro segmentado verde con el fin de
recordar al usuario la cabina que está modificando, además se
pueden observar tres botones en la parte inferior los cuales
permiten lo siguiente:
Parámetros de Configuración T y Hr: al presionar este botón
se puede acceder a la configuración de las referencias
(SetPoint), que serán seguidas hora a hora por la cabina. La
referencia de temperatura y la humedad relativa de la cabina
se puede ver en la imagen siguiente:
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En esta tabla el usuario que vaya a ingresar los datos de
humedad y temperatura que debe haber en la cabina en cada
hora del día, debe habilitar el botón “Guardar Datos”, como lo
indica la ayuda que se muestra al presionar el icono azul de la
esquina superior izquierda.
Mientras este botón este habilitado, los datos ingresados
serán almacenados en la memoria del sistema, de lo contrario
el dato no se almacenara y por consiguiente no será
modificado. Para ingresar los datos solo se presiona sobre la
casilla de la hora a la que se quiere introducir la referencia
correspondiente.
En la zona central de la tabla hay dos casillas las cuales
muestran en tiempo real el valor calculado del DewPoint de la
cabina.
DewPoint Ref.: corresponde al que se calcula con los valores
de temperatura y humedad relativa de la tabla de referencias.
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DewPoint Real: corresponde al que se calcula con la lectura
en tiempo real de los sensores.
Grafica de Temperatura y Humedad R: presionando sobre
este botón se tiene acceso a la ventana que se muestra a
continuación:
En esta ventana se puede ver en tiempo real la gráfica
correspondiente a la curva que ha venido teniendo la
temperatura (grafica superior), y la humedad relativa (grafica
inferior), junto con los valores actuales de los sensores y la
tabla de referencias en el costado derecho de la ventana.
Tolerancias: con la finalidad de evitar resonancia en los
actuadores o prevenir que por sensibilidad los equipos
enciendan y apaguen varias veces en un intervalo de tiempo
corto, esto debido a la oscilación que empieza a tomar la
variable real cuando se acerca a la referencia, se proporcionó
al usuario esta ventana que le permite establecer una ventana
de tolerancia que en conjunto con la tabla programada en la
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CALIDO Y PROPAGACIÓN
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tabla de referencias permiten obtener una respuesta optima y
eficiente de los equipos lo que se verá reflejado en el
ambiente deseado en la cabina.
La ventana correspondiente a lo anterior se puede ver a
continuación:
Al igual que para la tabla de referencias, es necesario que se
active el botón “Cargar Tolerancias”, para que los valores sean
guardados y actualizados.
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Al costado izquierdo de la ventana se observa una vista
superior de la cabina en la que se detallan las líneas de riego
que están habilitadas o no, lo que permite al usuario
determinar por cuales líneas se regará y por cuales no, para el
caso en el que en determinadas camas no haya material
vegetal presente.
En la siguiente figura se muestran los botones que permiten
apagar o encender las válvulas por las que estará habilitado el
riego8.
8 Las válvulas por defecto, siempre que se encienda el sistema estarán habilitadas. Las válvulas siempre se
enumeran en orden ascendente de izquierda a derecha.
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En este ejemplo, si se enumeran las válvulas de 1 hasta 4 de
izquierda a derecha, las válvulas 2 y 3 no regarían cuando el
sistema habilite el riego, y este solo saldría por las válvulas 1 y
4.
6.2. Mantenimiento
Como se ha mencionado en los numerales anteriores, para mantener las
condiciones climáticas al interior de cada cabina el invernadero cuenta con
una serie de equipos y actuadores que se encargan de mantener las
condiciones ambientales introducidas en las tablas de referencia para cada
cabina.
Algunos actuadores ya se mostraron en los numerales anteriores cuando se
explicaba el funcionamiento de las electroválvulas para habilitar o deshabilitar
el riego en cada cabina.
con la finalidad de proporcionar al usuario o personal técnico la información
suficiente relacionada al estado de los equipos, cuales se encuentran en
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funcionamiento y el tiempo que lo llevan haciendo, es que se proporcionó
una ventana llamada “Mantenimiento”, a la cual se accede presionando el
botón que se muestra a continuación:
Con este botón se tiene acceso a la ventana que se muestra a continuación:
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En esta ventana se pueden observar una serie de botones que nos permiten
tener información de los equipos que se encuentran en funcionamiento, y el
tiempo que lo llevan haciendo. A continuación se describe en detalle cada
uno de los botones y la ventana emergente que abre.
6.2.1 Chiller (botón 1)
Al presionar este botón se tiene acceso a la ventana que nos
permite encender o apagar el chiller si llega a ser necesario o
requerido por el personal calificado. El Chiller así como los
demás equipos por defecto cuando tablero de control es
energizado están encendidos.
Este equipo es el encargado del enfriamiento del agua que
circula por los serpentines de las unidades manejadoras para
disminuir la temperatura del aire suministrado a cada cabina
hasta llegar al valor de referencia introducido en las tablas.
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6.2.2 UMAS (botón 2)
Con este botón se accede al encendido y apagado de las
UMA (Unidad Manejadora de Aire) de cada cabina, las que se
encargan del suministro de aire (caliente o frio según sea
necesario), hacia la cabina correspondiente y del retorno del
mismo para limpieza y reutilización en el ciclo de climatización.
Como se puede ver en la imagen, cada una de las cabinas
cuenta con dos equipos de este estilo para garantizar un
óptimo manejo de las condiciones climáticas y una mejor
distribución del aire el interior, para un total de 6 Unidades
Manejadoras de Aire.
Debido a que son dos por cabina, cada botón que se ve en la
imagen apaga o enciende el par de equipos de la cabina
correspondiente. Para apagar o encender, se presiona el
botón correspondiente a la cabina donde se desea realizar la
acción y se confirma el mensaje de advertencia, como se
muestra a continuación:
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6.2.3 Horometro (botón 3)
Ingresando a la ventana que se muestra al presionar este
botón, se puede ver el tiempo que lleva funcionando cada uno
de los equipos en horas y semanas. Cada vez que el equipo
completa el número de horas que conforman una semana, la
casilla de semanas incrementa en una unidad, y el contador
de horas vuelve a cero (0).
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Cada contador del tiempo de funcionamiento correspondiente
a cada equipo tiene un botón de reinicio ubicado al costado
derecho de la imagen que se muestra en la página anterior, el
cual reinicia las semanas y horas que lleva funcionando el
equipo respectivo, pero si lo que se desea es reiniciar todos
los contadores, se puede presionar el botón ubicado en la
parte inferior de la ventana.
Como se habrá fijado, las horas están dadas en formato
decimal, es decir, hay una parte entera a la izquierda del punto
decimal y a la derecha un valor que corresponde a la fracción
que ha transcurrido de la hora siguiente. A manera de
ejemplo, suponga que la bomba 1 lleva funcionando:
SEMANAS HORAS
2 3.63
Lo que indica que ya lleva funcionando un total de 2 semanas,
3 horas y 0.63 horas, la pregunta es ¿A cuántos minutos
equivalen 0.63 horas? Para esto el usuario solamente debe
tomar el valor decimal y operar la fórmula que se muestra a
continuación:
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑐𝑖𝑚𝑎𝑙 ∗ 60
Así que reemplazando el valor del ejemplo en la fórmula:
𝑀𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 = 0.63 ∗ 60 ≈ 37
Lo que indica que la bomba lleva funcionando 2 semanas, 3
horas y 37 minutos.
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6.2.4 Bombas (botón 4)
Entrando a esta ventana, se tiene acceso a la información del
estado de funcionamiento de bombas y el chiller ya que estos
encienden si alguna de las cabinas necesita refrigeración.
Como se puede ver en la imagen mostrada, existe un botón de
encendido de bombas, este botón habilita todo el sistema de
agua helada y por defecto está en estado ON.
Cada una de las bombas tiene un indicador de funcionamiento
que alumbra de color verde cuando la bomba está encendida9,
ya que el sistema funciona alternando las bombas
semanalmente. Si durante la semana de funcionamiento, por
algún motivo la bomba entra en falla y no suministra agua, el
switch de flujo de agua (SDPW), el cual tiene un indicador al
9 Cada bomba funciona durante una semana y al término de este periodo alterna con la otra bomba y así
sucesivamente.
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igual que las bombas pasara de verde a rojo indicando que no
se detecta flujo de agua hacia el Chiller, por lo que el sistema
apagara la bomba que se encontraba en servicio y encenderá
la bomba de respaldo, generando un indicador en pantalla
mostrando que hubo un problema con la bomba que acaba de
ser apagada.
Esta alerta debe ser solucionada inmediatamente se detecte
para prevenir daños. Una vez sea solucionada, la alarma o
alerta puede ser reseteada presionando el icono de Reset,
que está junto al indicador de la bomba en cuestión.
Finalmente si existe una bomba en funcionamiento y se
detecta flujo de agua el indicador del Chiller encenderá en
verde indicando que éste está encendido de lo contrario no
encenderá.
6.2.5 MANUAL (botón 5)
A través de este botón se pretende brindar al personal de
mantenimiento o personal calificado la opción de operar de
forma manual los equipos para verificar su funcionamiento
después de algún arreglo o mantenimiento preventivo y/o
correctivo.
Como se ve en la imagen que se muestra a continuación, en la
esquina inferior derecha existe un botón que habilita la
operación manual de los equipos. Esto solo deshabilita las
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acciones que estén teniendo los algoritmos de control sobre
los equipos mientras se esté en forma manual10.
Una vez activado, se pueden encender o apagar los equipos
que se muestran en pantalla, al finalizar este procedimiento se
debe volver a desactivar la operación manual, de lo contrario
los algoritmos de control no tendrán acción alguna sobre los
equipos y variables ambientales.
En la siguiente imagen se muestra el estado del botón de la
esquina inferior derecha cuando la operación manual ha sido
habilitada.
10 Este procedimiento no reinicia ningún parámetro que se haya programado en las tablas de referencias u
otras configuraciones, solamente permite operar los equipos de forma manual, una vez la operación manual
se desactive, los equipos retomaran su funcionamiento según los algoritmos programados
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6.3. Alarmas
Finalmente, se encuentra el botón “Alarmas”, ubicado en la ventana principal
del invernadero como se muestra a continuación:
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En esta ventana se presenta una tabla la cual estará registrando la siguiente
información por cada evento:
No. : corresponde al número consecutivo de eventos registrados.
Fecha: es la fecha en la que se registra el evento.
Inicio: corresponde a la hora en la que se presentó la alarma.
Revisión: registra la hora en la que el usuario notifica haber revisado
el reporte. Para esto es necesario presionar dos veces, sobre la
casilla vacía de dicha columna.
Fin: hora en la que la alarma deja de presentarse.
Descripción: información en detalle sobre la causa de la alarma.
Adicional a lo anterior, también se pueden eliminar registros y guardar
pantallazos si se tiene conectado un dispositivo de almacenamiento USB.
Los iconos encargados de estas funciones se muestran a continuación:
Retorna a la ventana anterior. (presente en la
mayoría de ventanas)
Retorna a la pantalla principal de la aplicación.
(presente en la mayoría de ventanas)
Permite eliminar registros en la tabla de alarmas.
Para esto, primero se presiona con el dedo sobre
el registro a eliminar y posteriormente se presiona
este icono.
Permite al presionar este icono, generar un
pantallazo de la ventana actual, la cual se guarda
en formato BMP en un dispositivo de
almacenamiento USB. (presente en la mayoría de
graficas)
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7. CONCLUSIONES
7.1. Centralización
Todos los invernaderos que están automatizados, algunos con mayor
complejidad que otros, se encuentran unificados bajo un sistema centralizado
de control a través de una pantalla HMI ubicada en el tablero de control del
invernadero de Orquídeas y Bromelias de Clima Cálido. La conexión entre
los diferentes controladores PLC y la pantalla está bajo protocolo Ethernet y
de esta misma forma esta llevado al servidor de la subdirección científica con
la finalidad de que el personal autorizado de operar el sistema de control y
monitoreo pueda acceder de forma remota a la pantalla.
La dirección IP de la pantalla se muestra en el numeral 2.5 en la página 22,
por lo que se recomienda que los dispositivos (PC y/o Smartphone), que
deseen controlar la pantalla se encuentren en la misma subred11.
7.2. Operación
Como ya se mencionó la operación del sistema puede hacerse de forma
presencial a través de la pantalla o de forma remota a través de un
dispositivo PC o Smartphone. Para la operación de la pantalla se recomienda
tener las manos limpias de cualquier elemento o partícula que pueda rayar o
dañar la superficie táctil de la pantalla.
7.3. Datos e Información
La pantalla cuenta con un puerto USB que permite, al colocar un dispositivo
de almacenamiento, guardar en formato CSV los valores de temperatura y
humedad relativa en archivos independientes de los invernaderos que
11 El personal encargado de las redes de telecomunicaciones debe garantizar la configuración del servidor tal
que permita dicho acceso.
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cuenten con los sensores para la medición de estas variables. Dichos
archivos serán almacenados por carpetas con el nombre de la zona a la cual
pertenecen los datos, y al interior de esta estarán clasificados por la fecha en
la que se tomaron los datos (DD/MM/AA).
El sistema permite almacenar en la memoria Flash los registros de acceso de
usuario y la fecha en que se ingresó al sistema.
Y finalmente en la carpeta SCR, se encontraran las imágenes
correspondientes a los pantallazos que el usuario haya generado
identificadas con la fecha y hora en que se generó, ya que la mayoría de
ventanas, en especial las que contienen información poseen el icono que se
muestra a continuación, el cual permite, al ser presionado, generar un
pantallazo que es almacenado en la memoria flash que se encuentra
conectada, esto con el fin de tener un mejor análisis de la información y para
generar reportes.
7.4. Almacenamiento USB
El almacenamiento de datos inicia inmediatamente el dispositivo es
conectado a la pantalla, con esto se generan automáticamente las carpetas
con los nombres de las zonas a las cuales pertenecen los datos. Los datos
son almacenados en archivos independientes correspondientes a un día de
registro (cada día se crea un nuevo archivo con la fecha del día). Con los
registros que se tomaron durante las pruebas de climatización, se pudo
determinar que el tamaño aproximado de los archivos CSV que se generan
tienen un tamaño aproximado de 40 KB (Kilobytes), lo que significa que para
un dispositivo de almacenamiento como lo puede ser una memoria flash con
una capacidad de 1 Gb (Gigabyte), se pueden tener 25.000 archivos con los
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registros de la variable medida con un tiempo de muestreo de 1 minuto.
Teniendo en cuenta que actualmente se están almacenando datos de 19
zonas, se puede afirmar que para una memoria flas de 1 Gb, se pueden
almacenar 1.315 archivos por zona, lo que equivale a los datos de
aproximadamente 3 años y medio12.
7.5. Manipulación de archivos CSV
Como se menciona en el numeral “2.2. Conexión/Desconexión USB”, al
conectar un dispositivo de almacenamiento en el puerto USB disponible al
reverso de la pantalla, el sistema centralizado de control empezará a realizar
un registro periódico de las variables ambientales de las zonas que están
programadas para monitoreo en formato CSV el cual puede ser abierto en
Excel.
Teniendo lo anterior en cuenta y siguiendo las recomendaciones para el
retiro del dispositivo indicadas en el numeral antes mencionado, las carpetas
que se encontraran al interior de la memoria flash una vez se conecte a un
ordenador serán las mostradas en la siguiente imagen:
12 El número de archivos que se pueden almacenar por zona puede variar dependiendo de la capacidad del
dispositivo de almacenamiento que se conecte y de si el usuario realiza tomas de imagen de pantalla
(pantallazos), lo cual le va restando espacio a los demás archivos.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Las carpetas que interesan al usuario y que se describen a continuación son:
LOG: en esta carpeta el usuario encontrara una llamada “Record”, la
cual al interior tiene el reporte de accesos al sistema por parte de los
usuarios, registrando en archivos independientes (uno diario), la hora
en la que se accede y se sale del sistema y el usuario que lo hizo en la
fecha que indica el nombre del archivo. Esto se puede ver en la
imagen siguiente:
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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En la imagen se pueden apreciar un ejemplo de los archivos
generados en las fechas en las que se tuvo acceso al sistema13, y en
la zona derecha de la imagen se puede ver el registro de acceso del
día 6 de mayo de 2015, en el cual el usuario “Administrador”, ingreso
al sistema dos veces en las horas indicadas. Con esto se le da al
usuario la posibilidad de tener un seguimiento de las personas que
manipulan el sistema.
SCR: esta carpeta contiene los pantallazos que genera el usuario al
presionar el icono correspondiente. Dichos pantallazos son
almacenados como imágenes en formato .BMP, los cuales pueden ser
abiertos normalmente como cualquier archivo de imagen o foto.
El nombre de las imágenes corresponde a la fecha y hora en la que se
tomó el pantallazo, esto con el fin de guardar datos como gráficas,
alarmas y/o configuraciones de parámetros para un posterior análisis.
13 El nombre de los archivos corresponde a la fecha en la que se genera en formato (AAAA/MM/DD).
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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En la siguiente imagen se puede ver el interior de la carpeta
mencionada y los pantallazos en ella generados.
TREND: esta es quizá la carpeta que más interesa al investigador, ya
que contiene todos los datos de las tendencias de la Temperatura,
Humedad relativa, y 𝐶𝑂2 de cada una de las zonas en las que se
estén midiendo dichas variables ambientales. Estos datos son
almacenados con una frecuencia de un dato por minuto en un periodo
de 24 horas, y se genera un archivo por cada día que inicia desde la
hora 0 horas hasta las 23:59 horas. En la imagen que se muestra a
continuación se ven las carpetas que se encuentran al interior de
“Trend”, correspondientes a las zonas en las que se están midiendo
dichas variables ambientales:
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Como se ve en la imagen, en total se están almacenando 19 datos
entre temperatura, humedad y 𝐶𝑂2, de diferentes zonas
correspondientes al invernadero de Orquídeas y Bromelias de Clima
Cálido y del invernadero de Propagación. Las carpetas que
corresponden a cada uno se muestran a continuación:
Orquídeas y Bromelias de Clima Cálido
CO2
H InvGeneral
HR Banco 1
HR Banco 2
HR Banco 3
HR Banco 4
T InvGeneral
Temp B1
Temp B2
Temp B3
Temp B4
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Propagación
Hr Cabina 1
Hr Cabina 2
Hr Cabina 3
Temp Cabina 1
Temp Cabina 2
Temp Cabina 3
Condiciones Exteriores
HR exterior
Temperatura ext
Al interior de cada carpeta correspondiente a la zona sobre la cual se
desea observar alguna condición ambiental en específico, se
encuentran los archivos en formato CSV de las fechas desde las
cuales se encuentra generando los registros el sistema de control,
como se ve a continuación:
En la imagen se observan los archivos los cuales pueden ser abiertos
desde Excel y cuyo nombre corresponde a la fecha a la cual
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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pertenecen los datos almacenados durante las 24 horas del día en
formato (AAAA/MM/DD).
Si el archivo es abierto directamente (haciendo doble clic sobre el
archivo), el archivo abrirá mezclando los datos medidos con la hora
en la que fue grabado, impidiendo de esta manera su análisis, como
se puede ver en la siguiente imagen:
Como se puede confirmar en la imagen, los datos salen fusionados
por lo que para facilitar el análisis de los datos y las gráficas
correspondientes es necesario adecuar los datos que se tienen
siguiendo los siguientes pasos:
PASO 1: abra la aplicación de Excel y ubique el cursor en la pestaña
datos.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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PASO 2: seleccionar la opción “Desde texto”.
PASO 3: en la ventana emergente busque el archivo CSV que
contiene los datos que desea adecuar y haga clic en “Importar”.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
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CALIDO Y PROPAGACIÓN
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PASO 4: en la ventana que ahora aparece haga clic en “Siguiente”,
luego de verificar que los datos mostrados sean los que deseo
manipular.
PASO 5: en este paso, debe seleccionar la casilla “Coma”, esto con el
fin de separar los datos de tiempo de los de la variable medida, y
luego de clic en “Siguiente”.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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PASO 6: en esta ventana, verifique que el formato de las columnas
este en “General”, y posteriormente de clic en “Finalizar”.
PASO 7: finalmente seleccione la casilla donde desea que se ubiquen
los datos ya separados y de clic en “Aceptar”.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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PASO 8: con estos pasos tendrá el usuario los datos separados desde
la casilla seleccionada, sin embargo se dará cuenta que los datos
correspondientes a la variable medida no está en formato decimal, por
lo que se debe adecuar este valor.
Para esto simplemente se emplea la columna de la derecha y se
opera el valor de la columna CH0 para adecuar el valor según la
formula siguiente:
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 = 𝑪𝑯𝟎(𝟏) ∗ 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟏
Con esto, el valor se convierte a decimal para permitir el análisis de
los datos, y finalmente se hace el barrido de la casilla hacia abajo para
repetir el proceso para todos los datos de la columna CH0.
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AUTOMATIZACION DEL INVERNADERO DE
ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Una vez finalizado el proceso anterior ya se puede realizar el análisis
de los datos corregidos permitiendo obtener graficas14 de la variable
ya manipulada como se muestra a continuación:
Temperatura de cada cabina del invernadero de Propagación
14 Se espera que el investigador o usuario posea los conocimientos básicos en la manipulación de Excel para
la manipulación y grafica de datos.
0
5
10
15
20
25
30
0:0
0:4
8
0:5
6:3
8
1:5
2:2
8
2:4
8:1
8
3:4
4:0
8
4:3
9:5
8
5:3
5:4
8
6:3
1:3
8
7:2
7:2
8
8:2
3:1
8
9:1
9:0
8
10
:14
:58
11
:10
:48
12
:06
:38
13
:02
:28
13
:58
:18
14
:54
:08
15
:49
:58
16
:45
:48
17
:41
:38
18
:37
:28
19
:33
:18
20
:29
:08
21
:24
:58
22
:20
:48
23
:16
:38
Cabina 1 Cabina 2 Cabina 3 Ambiente
0
5
10
15
20
25
30
0:0
0:4
8
0:5
6:3
8
1:5
2:2
8
2:4
8:1
8
3:4
4:0
8
4:3
9:5
8
5:3
5:4
8
6:3
1:3
8
7:2
7:2
8
8:2
3:1
8
9:1
9:0
8
10
:14
:58
11
:10
:48
12
:06
:38
13
:02
:28
13
:58
:18
14
:54
:08
15
:49
:58
16
:45
:48
17
:41
:38
18
:37
:28
19
:33
:18
20
:29
:08
21
:24
:58
22
:20
:48
23
:16
:38
T Controlada T sin Control
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ORQUIDEAS Y BROMELIAS DE CLIMA
CALIDO Y PROPAGACIÓN
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Temperatura de la Cabina 1 sin control de temperatura y con control a
Media potencia
7.6. Recomendaciones finales
Recuerde que todas las tablas de referencia poseen una configuración de
tolerancias con la finalidad de mejorar la sensibilidad del sistema ante los
cambios y/o perturbaciones no deseadas que se puedan presentar. Se
recomienda utilizarlos ya que es un sistema de control complejo y no tendría
sentido realizar un encendido y apagado “Manual”, de los sistemas de riego u
otros equipos.
Recuerde que está completamente prohibido la copia y/o modificación de
cualquier algoritmo, software o hardware elaborado para el sistema de
control de los invernaderos.
Ing. Daniel Antonio Calderón González
ENERGYAIRE S.A.