Diseño automatizado para el control del sistema de bombeo de agua potable del hotel mediante Telemetría y detección de fugas en tuberías

Abstract

The shortage of drinking water in the province of Guanacaste becomes increasingly a priority the development of various types of projects, measures, and any considerations that will help avoid wasting this resource. In previous years there have been cases of large number of cattle that died for lack of water, a clear example of the situation in the province with respect to the mentioned resource; and if this is added that lots of drinking water is obtained from fresh water wells, which currently there have been cases that have dried completely. The importance of this resource lies in the fact that practically most of the activities of humans depend on water and this is intensified in the activities of a hotel of great quality as is Club & Hotel CONDOVAC La Costa characterized by excellent services they provide to guests and visitors. For these reasons, the development of this project takes a great importance , both environmentally avoiding waste of water when the pumps continue to work even when the tanks are full, as technical and development level, the fact that the hotel has automated the pumping system of drinking water that supplies all the needs of the hotel is a great advantage for the maintenance department, and that having this system ensures the availability of drinking water and besides this a burden for this department removed the not having to be aware of the levels of water tanks. The project proposes a design automation for the pumping system of the hotel, using technology called telemetry to control the operation of pumps with 2 PLC Siemens S7-1200 series and 2 communication modules CP 1242-7 also Siemens brand. To do this it must implement a program covering all the different conditions that may occur with water levels that should be placed in tanks of drinking water. Telemetry comes to solve the adverse conditions found on site to control the operation of pumps, that they are not located near the hotel, are 4 km away, where the deep well was constructed for water intake drinking, so the inputs and outputs to be connected to the PLC are not all in the same place so the exchange of signals between PLCs is necessary and for this communication modules are needed. Another aspect that was addressed in the project was to control leaks in pipes that connect water tanks with gauges electronic pressure sensors connected to the PLC and program design is notified when a high pressure differential caused by a leak in a section of the pipe; besides gauges installed along the most critical for earlier detection of the leak portion, since the pipes are buried so finding the leak is complicated in most cases. Keywords: drinking water, services, pumping system, automation, telemetry, leaks, PLC, waste, availability.

La escasez del agua potable en la provincia de Guanacaste hace cada vez más prioritario el desarrollo de varios tipos de proyectos, medidas, y cualquier tipo de consideraciones que ayuden a evitar el desperdicio de este recurso. En años anteriores se han presentado casos de gran cantidad de ganado que ha muerto por la falta de agua, un ejemplo claro de la situación que vive esta provincia con respecto al recurso antes mencionado; y si a esto se le añade que gran cantidad de agua potable se obtiene de pozos de agua dulce, que en la actualidad se han presentado casos en que se han secado por completo. La importancia de este recurso recae en que prácticamente la mayoría de las actividades realizadas por el ser humano dependen del agua potable y esto se intensifica en las actividades realizadas por un hotel de gran calidad como lo es Club & Hotel CONDOVAC La Costa que se caracteriza por los excelentes servicios que le brindan a los huéspedes y visitantes. Por estas razones el desarrollo de este proyecto toma una gran importancia, tanto a nivel ambiental evitando el desperdicio de agua cuando las bombas continúan trabajando aún cuando los tanques están llenos, como a nivel técnico y de desarrollo, el hecho de que el hotel tenga automatizado el sistema de bombeo de agua potable que abastece todas las necesidades del hotel es una gran ventaja para el departamento de mantenimiento, ya que al contar con este sistema se asegura la disponibilidad de agua potable y además de esto se elimina una carga para este departamento al no tener que estar pendiente de los niveles de los tanques de agua. El proyecto plantea un diseño de la automatización del sistema de bombeo del hotel, con el uso de tecnología denominada telemetría para el control del funcionamiento de las bombas mediante 2 PLC Siemens de la serie S7-1200 y 2 módulos de comunicación CP 1242-7 también de la marca Siemens. Para ello se debe implementar un programa que cubra todas las distintas condiciones que se puedan dar con los niveles de agua que deben ser colocados en los tanques de agua potable. La telemetría entra a resolver las condiciones adversas que hay en el hotel para controlar el funcionamiento de las bombas, de que las mismas no están ubicadas cerca del hotel, están a 4 km de distancia, donde se construyó el pozo profundo para la toma de agua potable, por tanto las entradas y salidas que se le conectan al autómata no están todas en el mismo lugar por lo que se hace necesario el intercambio de señales entre PLCs y para esto se necesita los módulos de comunicación. Otro aspecto que se trató en el proyecto fue el control de fugas en las tuberías que conectan los tanques de agua, con medidores de sensores electrónicos de presión conectados al PLC y el diseño del programa avisa cuando hay un diferencial elevado de presión provocado por una fuga en algún tramo de la tubería; además de manómetros instalados a lo largo del tramo más crítico para una detección más temprana de la fuga, ya que las tuberías están enterradas por lo que encontrar la fuga es complicado en la mayoría de los casos