Presentacin de PowerPoint

Instituto Politcnico NacionalNombre(s):Figueroa Mendiola Cristopher Daniel

Mendoza Garca Erick

Avilez Alvarado Jonathan

Grupo: 9EM6

Descripcin general del control por computadora

Bases del Control por ComputadoraEl control por computadora permite emplear un ordenador para controlar un sistema fsico, esto, a travs de la interaccin con dicho sistema.Para ello hace uso del control digital.

Controlador DigitalUn controlador digital es un sistema controlador en tiempo discreto. Los pasos para la construccin de un controlador digital son:

Eleccin del periodo de muestreo : Se escoge el periodo T varias veces ms pequeo que la constante de tiempo ms pequea de la planta.

Se calcula la ley del control: Comando en funcin del error en las etapas actual y anteriores y del comando en las etapas anteriores.Algoritmo de control

Algoritmo de control para lazo cerrado

1. Leer la variable de salida mediante un sensor y conversor analgico digital2. Calcular el error e(k)3. Calcular u(k) con la ley de control y enviarlo al sistema mediante un conversor digital analgico4. Esperar a que t=(k+1)*T5. Hacer k=k+16. Ir al punto 1

Ventajas y desventajas

ventajasDesventajasLos sistemas de control digital permiten crear registros y almacenar informacin.Errores de cuantificacin en la conversin A/D Y D/A.Menor tamao.Puede ser mas caro que un anlogo para ciertos sistemas.Menor consumo de energa.Operarios deben ser capacitados en informtica.Facilidad en el cambio de estrategia de control.Errores por muestreo insuficiente.

Sistemas de tiempo real

Unsistema de tiempo reales unsistema informticoque interacciona con su entorno fsico y responde a los estmulos del entorno dentro de un plazo de tiempo determinado. No basta con que las acciones del sistema sean correctas, sino que, adems, tienen que ejecutarse dentro de un intervalo de tiempo determinado.

Elementos de un sistema de control digitalLa planta.Dispositivos de entrada.Dispositivos de salida.Tareas de entrada.Tareas de salida.Tareas de control.Tareas de comunicacin.Interface de comunicacin.

Clasificacin de los sistemas en tiempo realSistemas peridicos.Muestreos de variables a controlar.

Sistemas basados en eventos.Apertura o cierre de interruptores, alarmas.

Sistemas interactivos.Cajeros automticos.Otra forma de clasificarlos:

Sistemas de tiempo real crtico (tiempo real duro).

Sistemas de tiempo real acrtico (tiempo real suave).

Clasificacin de los Programas

Los sistemas de control digitales requieren de programas para su funcionamiento, que corren en la memoria del sistema. Se pueden considerar tres tipos de programacin usados para implementar estos programas:

Programacin secuencial.Programacin multitarea.Programacin en tiempo real.

Conceptos sobre Control por ComputadoraProceso por lotes: Consiste en realizar un a secuencia de operaciones para producir cierta cantidad de producto Proceso Continuo: Es continuo cuando la produccin puede mantenerse por largos periodos de tiempo sin interrupciones Proceso de laboratorio: En este caso el computador es utilizado para controlar cierto proceso complejoY peligroso

En cualquiera de los procesos mencionados anteriormente, las actividades que desarrollan son las siguientes:Adquisicin de datosControl secuencialLazos de Control Digital DirectoControl supervisorAnlisis de datosAlmacenamiento de datosInterface Hombre-Maquina

Adquisicin de Datos Consiste, en tomar un conjunto de seales fsicas (Analgicas), convertirlas en tensiones elctricas y digitalizarlas de manera que se puedan procesar y manipular. Se requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la seal a niveles compatibles con el elemento que hace la transformacin a seal digital. El elemento que hace dicha transformacin es el mdulo de digitalizacin o tarjeta de Adquisicin de Datos (DAQ).

Control secuencial

El objetivo del control secuencial es la realizacin de una serie de tareas que deben hacerse en un estricto orden secuencial para la correcta obtencin del producto final

Ejemplo:Abrir la vlvula AEsperar 20 segundosAbrir la vlvula BSi el interruptor S1 esta abierto cerrar la vlvula A, en caso contrario abrir la vlvula CMonitorear la temperatura. Cuando alcance el valor de referencia dado, cerrar todas las vlvulas

Lazos de Control Digital Directo

En un lazo de control digital el computador se encuentra dentro del bucle de dicho control.

En la actualidad el algoritmo de control mas utilizado en estos sistemas es el PID, aunque tambin se esta incrementando el uso de sistemas inteligentes de control

El control digital directo no esta limitado a un lazo de control realimentado. Otras tcnicas son, Control Inferencial, Control por adelanto de la seal, Control Adaptivo.

Control InferencialEs aquel en el que las variables en las que se basa la seal realimentada de control no se miden directamente, si no que se infieren a partir de mediciones efectuadas de otras variables de proceso.

Control por adelanto de la sealEn este caso lo que se miden son los disturbios en el sistema en lugar de la salida del mismo.El control por delante de la seal solo puede ser usado si los disturbios puede ser medidos.

Control AdaptivoConsiste en modificar el ajuste de los parmetros del controlador de a cuerdo a cambios que se presentan en el proceso, buscando que la respuesta del sistema sea la misma, independientemente de las variaciones producidas en el proceso.

Control SupervisorEn este caso el computador supervisa el funcionamiento total de la planta, permitiendo la modificacin de los set-points de los controladores y el conocimiento de los valores de las variables involucradas en el proceso

Sistemas JerrquicosEn estos sistemas las tareas son divididas de acuerdo a la funcin que ejecutan.

Por ejemplo, un computador realiza funciones de control digital directo, actuando como esclavo de otro que realiza las funciones de control supervisor. Obteniendo as una pirmide, donde cada elemento de decisin recibe comandos de nivel superior y enva informacin de vuelta a dicho nivel

Sistemas DistribuidosEn este tipo de sistema, los componentes que estn dentro trabajan en forma paralela, por lo que el trabajo no se divide por funciones y designado a un computador en particular, si no que el trabajo total es dividido y repartido en varios computadores

Tareas tpicas de un sistema de medicin y control.Adquisicin y procesamiento de la informacin.Atencin a alarmas, arranque, paradas, condiciones anormales, etc.Regulacin: Consiste en la ejecucin de un algoritmo de control. Generalmente pueden tomar la informacin de las tareas de medicin.Clculos. Presentacin de la informacin.Atencin del operador: Tarea que atiende teclado, mouse, etc. Reportes.Controles lgicos secuenciales: Se caracterizan por ser acciones lgicas.Comunicacin: Se encargan de la transmisin de la informacin a los diferentes niveles de automatizacin en tiempo real.Optimizacin, despacho, anlisis tcnico-econmico, etc.: Tienen como objetivo establecer los ajustes y valores deseados ms convenientes para la produccin.

Transformada ZLos sistemas lineales analgicos se pueden representar mediante la funcin de transferencia, que no es ms que la transformada de Laplace de su respuesta al impulso.La ventaja de esta transformacin es la de transformar la ecuacin Diferencial, que relaciona la salida y la entrada del sistema, en una ecuacin polinomial que se puede resolver manualmente.Con el objeto de manipular los sistemas digitales de una manera similar a los sistemas continuos, se define una transformacin matemtica denominada transformada Z.

Transformada Z inversaExisten 4 mtodos para determinar la transformada Z inversa:Frmula de inversin.Es utilizada raramente en casos prcticos.

Tablas de transformadas.No se puede aplicar directamente a funciones complejas.Descomposicin en fracciones parciales.Mtodo ms utilizado.Divisin polinomial.Es til para la programacin.

Estabilidad de los sistemas digitalesPara estudiar la estabilidad de un sistema digital es necesario recurrir a la relacin entre la variable z y la variable s.

Software para su implementacin.Utilizar software (SOFT) y lenguajes estndar:SOFT: Matlab, Eclipse, Netbeans, visual basic soft, etc.Lenguajes: java, C++, assembler, phyton, visual basic.Utilizar un SOFT de tiempo real y lenguaje con bibliotecas diseadas para ello:SOFT: Labview, Laabwindows, Time-slicer sobre DOS, C con biblioteca especial.Sistemas especficos para medicin y control:SOFT: Genie, Intouch, Factory link, Sistema SCAP, RSVIEW.

El ingeniero en controlLas responsabilidades de un ingeniero en control son:Definir la estrategia apropiada de control para alcanzar los requerimientos del sistema.Definir las variables a medir, manipular y controlar, y establecer las constantes de escala, filtrado, puntos de alarmas, intervalos de muestreo, etc.Definir los controladores a utilizar y las conexiones con los otros elementos del sistema.Sintonizar o ajustar los controladores de acuerdo a la especificacin escogida.Definir y programar los procedimientos de control secuencial necesarios para la operacin de la planta.Determinar e implementar el esquema de control supervisor que se requiera.

Referencias:http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/11737/1/TranspT1.pdfhttp://es.slideshare.net/cessarcastro/control-por-computadorashttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_de_controlhttp://www.cms.caltech.edu/academics/grad_cds