Introducción

Descripción general del sistema de riego de campos de golf

Un sistema de riego eficiente es crucial para el correcto mantenimiento de cualquier campo de golf. Garantiza un suministro de agua adecuado para mantener saludables el césped y las plantas del jardín mientras se conserva el agua. Los sistemas de riego de campos de golf constan de componentes como bombas, válvulas, aspersores, tuberías, estaciones meteorológicas y sistemas de control central.

Las bombas del sistema de riego extraen agua de fuentes como lagos, estanques o pozos y la entregan a través de líneas principales y secundarias a los aspersores repartidos por todo el campo de golf. Las válvulas solenoides conectadas a estas tuberías se abren y cierran automáticamente según los programas de riego para controlar el flujo de agua a diferentes secciones del campo.

Importancia de la Gestión Eficiente en el Mantenimiento de Campos de Golf

La utilización y gestión eficiente del sistema de riego es clave para el mantenimiento de la calidad del extenso paisaje de un campo de golf. El superintendente y los administradores de terrenos deben garantizar el funcionamiento impecable de los distintos componentes de riego para una distribución uniforme del agua.

Es necesario monitorear factores como los cambios en los patrones climáticos, los niveles de humedad del suelo, etc. para realizar ajustes dinámicos en el programa de riego. También es fundamental identificar y rectificar rápidamente cualquier fallo o fuga. Esto requiere mecanismos de seguimiento y control en tiempo real.

Necesidad de una solución de monitoreo y control remoto

El seguimiento manual por parte del personal que recorre el campo de golf requiere mucho tiempo, es ineficiente y carece de respuesta en tiempo real. Los sistemas de telemetría y control remoto satisfacen esta necesidad de supervisión y administración automatizadas de la amplia red de riego desde una ubicación central/remota.

El superintendente puede realizar un seguimiento de los caudales, presiones, estado de las válvulas, cambios en el nivel de humedad, etc. e identificar problemas rápidamente para activar horarios alternativos. El rápido diagnóstico y rectificación de fallas conduce a la conservación de agua y energía. Se pueden realizar ajustes remotos a las duraciones/frecuencias de riego según sea necesario sin tener que enviar personal al sitio.

Remote Control of Golf Irrigation System

Componentes de la solución de control remoto

Estación de bombeo

1. Funcionalidad

Las estaciones de bombeo de los campos de golf son el punto de partida crítico para el suministro de agua de riego. Las bombas sumergibles o de turbina vertical alojadas en pozos/pozos de concreto extraen agua de la fuente para alimentar las líneas principales.

Los motores de la bomba deben controlarse de forma remota para ajustar la capacidad de producción en función de programas de riego dinámicos para las distintas áreas de césped. Su funcionamiento y salud deben ser monitoreados 24 horas al día, 7 días a la semana para identificar fallas. Los medidores de flujo registran y transmiten lecturas en tiempo real.

2. Integración con Motores y PLC Allen-Bradley vía Modbus

Los motores eléctricos de las bombas se pueden integrar en la arquitectura de automatización mediante pasarelas de hardware y software adecuadas. Los protocolos de comunicación comunes como Modbus permiten que los motores transmitan datos del sensor y reciban señales de control del controlador lógico programable (PLC).

Las plataformas PLC ampliamente utilizadas, como la gama ControlLogix de Allen-Bradley, pueden modular las velocidades de salida de las bombas. Las alertas automáticas notifican fallas en la bomba, lo que provoca revisiones manuales o apagados para evitar daños.

PLC (controlador lógico programable)

1. Papel en el sistema de riego

El PLC funciona como centro de automatización que recopila las entradas de los sensores y transmite los controles de operación a dispositivos de campo como válvulas, bombas, medidores, etc. a través de interfaces Modbus.

Está programado con lógica de riego que procesa datos en tiempo real y los compara con puntos de ajuste. Las señales de salida se inician en función de este análisis, impulsando la actuación de varios componentes de hardware.

2. Monitoreo de datos en tiempo real a través de VNC/HMI

Un cliente de Visual Network Computing (VNC) permite la visualización y el control remotos del sistema PLC como escritorios virtuales a través de protocolos de Internet seguros. Los administradores del sistema pueden solucionar problemas o modificar la lógica de control según sea necesario.

De manera similar, una terminal de interfaz hombre-máquina (HMI) permite a los supervisores monitorear las operaciones de riego en tiempo real. Las mediciones del sensor se registran y muestran como tendencias/informes mediante el software SCADA integrado.

Puerta de enlace (Puerta de enlace VPN AR7088H)

Router industrial AR7088H 3 LAN Tarjeta SIM dual

1. Conexión con PLC Onsite, HMI y PC con Windows

El enrutador VPN industrial AR7088H proporciona la puerta de enlace de comunicación desde el campo de golf hasta el centro de ingeniería remoto. Tiene múltiples puertos LAN para conexiones por cable a dispositivos en el sitio: PLC, HMI, controladores de válvulas de riego o una PC con Windows.

2. Conectividad a Internet y uso de direcciones IP globales

El enrutador tiene un módem celular incorporado que admite conectividad 4G/LTE de nivel industrial. Obtiene una dirección IP WAN pública única, que enruta todos los datos desde el equipo del curso a la nube y a los servidores remotos del equipo de ingeniería.

3. Mapeo de IP privada a IP global

El AR7088H asigna direcciones IP privadas locales a su IP global para transferencias de datos de equipos bidireccionales. Esta traducción NAT permite el acceso a Internet para los componentes de riego sin cambiar su configuración de red.

Capacidades de monitoreo remoto

1. Acceder al servicio web HMI en PC y dispositivos móviles

El software de gestión de riego HMI dispone de un servidor web integrado, alojado en el ordenador de la oficina del campo de golf y conectado a los PLC. El AR7088H asigna solicitudes a este servidor web desde dispositivos remotos a la IP privada de la computadora.

Los ingenieros pueden monitorear los paneles de métricas de rendimiento del riego y los gráficos de análisis en el navegador de su PC o en la aplicación móvil. La visualización de datos sofisticada permite el diagnóstico de fallas.

2. Realización de programación y mantenimiento remoto de PLC

El equipo de ingeniería remoto puede acceder al PLC ControlLogix utilizando el software de programación Studio5000 de Allen-Bradley. El enrutador AR7088H asigna esta comunicación a través de un túnel VPN a través de firewalls.

Los especialistas pueden cargar sin problemas las modificaciones del programa para ajustar los programas de riego según el clima o la superposición de nuevas áreas de césped sin necesidad de una visita al sitio.

3. Utilización del cliente VNC para acceso a escritorio remoto de PC con Windows

Un programa de visualización VNC en la computadora del ingeniero asegura la conexión a través del enrutador AR7088H a la máquina de la sala de control de riego del campo de golf. Esto brinda un control completo del escritorio remoto para actualizaciones de software o resolución práctica de problemas.

Solución para el control remoto del riego

Establecimiento de red remota

1. Conexión entre Sitios Remotos e Ingenieros

Históricamente, se instalaban soluciones APN personalizadas o módems de acceso telefónico para crear costosas redes privadas entre campos de golf y oficinas centrales de ingeniería. La infraestructura pública de Internet o la conectividad celular implican hoy en día menores costos de hardware.

2. Utilización de la dirección IP global

La asignación dinámica de direcciones IP globales mediante enrutadores celulares industriales ha reemplazado la dependencia de IP pública estática que anteriormente requería líneas dedicadas arrendadas. Aún ofrece un tiempo de actividad confiable con cifrado VPN.

Conectividad del motor y protocolo Modbus

1. Integración de motores con Allen-Bradley PLC

La interfaz de los motores de riego con los PLC solía requerir tarjetas de E/S o convertidores de señal adicionales. Con el cambio a arquitecturas distribuidas y la adopción del protocolo industrial Modbus, los motores y variadores VFD inteligentes ahora pueden integrarse directamente.

2. Protocolos de comunicación para un control eficiente

Las señales analógicas/digitales cableadas limitaban la flexibilidad de control entre el PLC y los dispositivos de campo. Los modernos protocolos digitalizados plug-and-play como Modbus-RTU y Modbus-TCP permiten la automatización impulsada por software.

Puerta de enlace VPN industrial AR7088H

1. Conexión Ethernet con PLC, HMI y PC con Windows en el sitio

Las soluciones SCADA y de telemetría convencionales dependían de backends propietarios con dependencia de proveedores. El enrutador AR7088 ofrece redes industriales abiertas para integrar localmente PLC, HMI y PC.

2. Dirección IP global para conectividad a Internet

La conectividad de las máquinas heredadas se basaba en IP públicas estáticas o servidores host en un campo de golf que implementaban el protocolo NAT. Con las puertas de enlace celulares AR7088H, las IP globales dinámicas permiten sin problemas el acceso a la nube.

3. Mapeo de IP privada a IP global

Anteriormente, la traducción de la dirección de red de origen (SNAT) tenía que ser realizada por servidores locales como máquinas con Windows NT antes del enrutamiento de Internet. El AR7088H maneja de manera integral esta transición de esquema IP internamente.

Mapeo de IP privada a IP global

1. Funcionalidad de AR7088H en la asignación de IP privadas a IP globales

El enrutador VPN celular tiene un módulo NAT incorporado para traducir IP locales privadas como 192.168.1.X, 10.10.X.X, 172.16.X.X a su IP WAN pública temporal como 166.23.X.X proporcionada por el operador de telefonía celular.

Esto permite que los dispositivos con direccionamiento privado únicamente se conecten simétricamente a través de Internet. La puerta de enlace maneja las transformaciones del esquema de IP automáticamente sin necesidad de IP estáticas o mapeo de puertos.

Acceso remoto para programación y monitoreo

1. Acceso al servicio web en PC y dispositivos móviles

Con los sistemas SCADA convencionales, la creación de paneles requería una programación frontal compleja con recursos de desarrollador. Las plataformas HMI modernas proporcionan módulos de servidor web listos para usar y aplicaciones multiplataforma listas para usar para una implementación simplificada.

2. Funciones de programación remota de PLC

Los módems anteriores y las herramientas de programación patentadas ofrecían capacidades de depuración muy limitadas para los ingenieros de automatización remota. Allen-Bradley Studio 5000 IDR ahora ofrece opciones avanzadas de edición remota, simulación y resolución de problemas.

3. Cliente VNC para acceso a escritorio remoto de PC con Windows

Los programas de escritorio remoto heredados eran en su mayoría emuladores de terminal con interfaces de texto únicamente. Los clientes VNC modernos admiten conectividad de interfaz de usuario gráfica completa asegurada mediante un túnel VPN a través del enrutador AR7088H. Permite el acceso al software sin restricciones.

Conclusión

Resumen de la solución de control remoto

En resumen, la adopción de enrutadores-puertas de enlace basados en conectividad celular como AR7088H hace posible implementar ecosistemas integrales de administración remota para el riego de campos de golf con costos de infraestructura modestos.

Se pueden crear enlaces VPN seguros a través de redes públicas entre sensores de campo, accionamientos de motores, dispositivos de medición y oficinas centrales de ingeniería de manera bastante flexible. Los protocolos industriales de estándar abierto promueven la interoperabilidad entre diversos proveedores de hardware.

Ventajas de lograr una gestión eficiente de los campos de golf

La funcionalidad automatizada de seguimiento y control remoto mejora la confiabilidad de la infraestructura de riego generalizada, como tuberías, bombas y válvulas en acres de campo de golf.

Ayuda a conservar agua, electricidad y recursos humanos al prevenir fallas hidráulicas o exceso de agua. La organización del análisis de datos de telemetría también ayuda a la planificación de actualizaciones de capital a largo plazo a través de capacidades de mantenimiento predictivo.

Perspectivas futuras y mejoras en el control remoto del riego

Con la actualización de los operadores de telefonía celular a la conectividad 5G de alto ancho de banda, los sistemas SCADA basados en la nube y de soporte de decisiones que aprovechan las plataformas de IoT se volverían más viables y asequibles. Los análisis impulsados por IA combinados con imágenes infrarrojas de drones geoespaciales y sensores de precisión pueden marcar el inicio de una gestión inteligente del agua.

La integración de redes de malla inteligentes que ejecutan nodos controladores de borde alimentados por células solares puede ampliar la administración remota a lo largo del campo, eliminando el cableado complejo. El uso de dispositivos IoT también fomenta la conservación del agua mediante una distribución específica del sitio en sintonía con las diferencias microclimáticas.

Preguntas más frecuentes

¿Qué es el controlador del sistema de riego?

Un controlador del sistema de riego funciona como centro de control para operar válvulas para el suministro de agua a través de varias tuberías conectadas en red a las zonas de césped deseadas en todo el campo de golf, según lo programado. Envía señales de actuación a válvulas solenoides y monitorea sensores de flujo.

¿Cómo se controla el riego?

El control de riego eficiente implica la modulación dinámica de la duración y frecuencia del riego para diferentes partes del campo de golf en función de las condiciones en tiempo real. El controlador automatizado cambia los horarios en respuesta a los datos del sensor, p. reducir los ciclos cuando se pronostica lluvia o limitar el riego en días ventosos para reducir las pérdidas por evaporación de la pulverización.

¿Cómo elijo un controlador de riego?

Los factores que influyen en la selección del controlador de riego son: cantidad de estaciones de válvulas admitidas según los requisitos del sitio, tipo de red (cableada, inalámbrica), flexibilidad para crear cronogramas complejos basados en eventos, capacidad de integraciones con sensores de humedad del suelo, medidores climáticos y válvulas maestras. Evalúe también si la opción de conectividad remota está disponible para el acceso a través de aplicaciones web o móviles.

¿Cuáles son los sensores utilizados en el sistema de riego automático?

Algunos sensores comunes integrados con controladores de riego automatizados para una gestión óptima del agua incluyen sondas de humedad del suelo, sensores de temperatura y humedad, anemómetros, medidores de flujo, analizadores de calidad del agua, pluviómetros, detectores de niveles (para estanques/embalses), codificadores de retroalimentación de control de válvulas y válvula maestra. transductores de presión.

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