Comunicacion de un sensor de ultrasonidos a traves de Arduino enviando datos a un Automata S7 1200 de Siemens a traves de la red de comunicaciones industrial MODBUS.

Este proyecto se ha desarrollado en el IES la Fuensanta en colaboración con la empresa DEUSER.

La importancia de este proyecto radica en la conexión de cualquier sensor de bajo coste a traves de un microcontrolador y la comunicación con el autómata de Siemens a través de la red industrial de comunicaciones ModBus.

El proyecto consiste en montar un sistema que almacene el agua de lluvia y lo aproveche para el riego de jardines próximos o para agricultura.

Se ha planteado para el agua de lluvia, pero con un sistema de canales se podría aprovechar el agua de algún río.

La estructura es la siguiente:

Vamos a disponer de un aljibe que va a recoger el agua de la lluvia. Este aljibe dispondrá de un sensor y un motor (1). Cuando el sensor detecte que ha llegado al máximo de su capacidad, se activará una bomba que trasladará toda esa agua a un depósito de una sola vez, hasta que el sensor detecte que se a llegado al mínimo.

Por otra parte, nuestro depósito dispondrá de otro sensor que sus niveles max y min .

Este de dispondrá de dos motores.

El motor 2 se encargará de extraer el agua para el riego de algún jardín cercano mediante un programa semanal, previamente establecido.

El otro motor (3) tendrá la misión de mantener el agua en un nivel óptimo para su uso y evitar posibles rebosamientos. Como? Si se detectara un nivel máximo, el motor se activaría y evacuaría el agua al exterior, es decir, al saneamiento principal, aprovechando para limpiar la red de alcantarillado.

Todo este proceso estaría automatizado y controlado por un PLC S7_1200 de Siemens Y monitorizado en todo momento con una pantalla HMI KTP400 de Siemens.

Mediante el botón F4 accedemos ala pantalla de Acciones. Aquí podemos encender/apagar, pasar de modo automatico a manual, seleccionar el programa semanal, ver el listado de las alarmas o cambiar de idioma. En el modo manual podemos conmutar entre ON/OFF al mismo tiempo que vemos el nivel de los depósitos. En el programa semanal seleccionamos el día y la hora .

Para la toma de datos se han utilizado unos sensores de ultrasonidos que funcionan con la placa Arduino UNO. Si bien no son los más precisos, cumplen a la perfección con el cometido del proyecto, y además son bastante económicos. Los sensores pueden costar unos 2€ y la placa la podemos encontrar por unos 5€ aprox. Además, la Ethernet shield que vamos usar para comunicar con el PLC vía profinet puede costar unos 8€. Con esta tarjeta salvamos el problema de las diferencias de tensión de trabajo de los dos dispositivos (5 y 24v) , pero nos encontramos con otro, ¿Cómo hacer que se entiendan?

Pues bien, la solución la encontramos en el Protocolo de comunicación Modbus TCP, basado en la arquitectura maestro/esclavo (RTU) o, como es en este caso, cliente/servidor (TCP/IP). Una de las dificultades del proyecto ha sido encontrar la librería apropiada para que Arduino pueda enviar la información siguiendo este protocolo. Esta librería se llama MUDBUS, y es la que hemos añadido al programa de Arduino.