Unidad 1: Sistemas de automatización continuos

Sistemas de control

Un sistema es un conjunto de componentes que interactúan, alrededor de los cuales se dibuja una frontera imaginaria de modo que solo es de interés la interacción de la o las entradas y su salida o salidas, sim importar la interacción de los elementos que lo forman.

Un sistema de control es aquel en el que la salida del sistema se controla para tener un valor específico o cambiarlo según lo determina la entrada del sistema.

Existen dos formas básicas de sistemas de control, una es la denominada en lazo abierto y la otra es lazo cerrado.

En un sistema en lazo abierto la entrada se elige en base a la experiencia previa que se tiene para poder lograr el valor de salida deseado ya que la salida del sistema no tiene efecto sobre la señal de entrada por lo que no responden a influencias externas. Un sistema de control con mecanismos de temporización es un sistema en lazo abierto. Su ventaja recae en que son muy sencillos, de bajo costo y buena confiabilidad. La gran desventaja es su inexactitud ya que no poseen ninguna corrección de errores.

En un sistema de control en lazo cerrado, se tiene una señal de realimentación hacia la entrada desde la salida, la cual se utiliza para modificar la entrada de modo que la salida se mantenga constante a pesar de los cambios en las condiciones de operación. Estos sistemas tienen la ventaja de ser capaces de igualar los valores reales a los requeridos. Estos sistemas son más complejos y por lo tanto más costosos. Además, si no se calibran correctamente pueden experimentar inestabilidad debida a los retrasos de acción. Estos retrasos propician que la acción correctiva llegue demasiado tarde y como consecuencia se tienen oscilaciones en la entrada. Su principal ventaja es poder minimizar los efectos del entorno sobre la salida.

Elementos básicos de un sistema en lazo abierto

Un sistema en lazo abierto consiste en algunos subsistemas básicos, siendo la entrada global del sistema una señal, que, basada en experiencias anteriores, es probable que conduzca a la salida requerida.

Elemento de control: Este elemento determina que acción se va a tomar dada una entrada al sistema de control.

Elemento de corrección: Este elemento responde a la entrada del elemento de control e inicia la acción para producir el cambio en la variable controlada al valor requerido.

Proceso: El proceso o planta es el sistema en el que se va a controlar la variable.

Los primeros dos subsistemas generalmente se unen para formar un controlador. Muchos sistemas utilizan un elemento de control que envía una señal o una secuencia de señales para iniciar la acción luego de un periodo de tiempo preestablecido.

Elementos básicos en un sistema en lazo cerrado

Al igual que en un sistema en lazo abierto, un sistema de control en lazo cerrado esta formado por distintos subsistemas, que pueden o no formar parte del mismo dispositivo.

Elemento de comparación: Este elemento compara el valor real con el valor medido de lo que se obtiene a la salida, y produce una señal de error la cual indica la diferencia del valor obtenido a la salida y el valor requerido

Elemento de control: Este elemento decide que acción tomar cuando se recibe una señal de error. A menudo se utiliza el término controlador para un elemento que incorpora el elemento de control y la unidad de corrección.

Elemento de corrección: Este elemento se utiliza para producir un cambio en el proceso al eliminar el error, y con frecuencia se denomina actuador.

Elemento de medición: Este elemento produce una señal relacionada con la condición de la variable controlada, y proporciona la señal de realimentación al elemento de comparación para determinar si hay o no error.

Una característica necesaria de un sistema de control