Sistemas de Control

1. Ventaja del control en lazo cerrado frente al control en lazo abierto:

1.1. Respuesta del sistema se hace relativamente insensible a perturbaciones externas y a variaciones internas de los parámetros del sistema

2. Requerimientos Generales de un sistema de control

2.1. Estabilidad

2.1.1. Un sistema debe de ser estable, esto significa que la respuesta a una señal debe alcanzar y mantener un valor útil durante un periodo razonable

2.2. Exactitud

2.2.1. Ser exacto dentro de ciertos límites especificados, esto significa que el sistema debe de ser capaz de reducir cualquier error a un límite aceptable.

2.3. Rapidez de Respuesta

2.3.1. Es la cualidad que debe tener un Sistema de control para que funcione a tiempo

3. Sistemas de Control Lineales vs No Lineales

3.1. Sistema Lineal

3.1.1. Un sistema es lineal si la salida sigue fielmente los cambios producidos en la entrada.

3.2. Sistema No Lineal

3.2.1. Los Sistemas no Lineales son todos los demás, regidos por ecuaciones no lineales, por ejemplo, ecuaciones diferenciales con coeficientes que son función de la variable dependiente, ecuaciones diferenciales parciales, multiplicación entre variables.

4. Tipos de control

4.1. Realimentación de la salida:

4.1.1. – Lazo abierto y lazo cerrado

4.2. Comportamiento de la señal de referencia.

4.2.1. – Sistemas seguidores                                     – Sistemas de regulación automática

4.3. Tipo de señal

4.3.1. – Analógicos (continuos) – Digitales (discretos)

4.4. En función de la industria

4.4.1. – Control de procesos                                     – Control de máquinas manufactureras

5. Importancia del Control Automático

5.1. En la actualidad en las modernas fábricas e instalaciones industriales, se hace cada día más necesario de disponer de sistemas de control o de mando, que permitan mejorar y optimizar una gran cantidad de procesos, en donde la sola presencia del hombre es insuficiente para gobernarlos.

6. El concepto de control

6.1. Sistema: de forma más general, podemos definir a un sistema como un arreglo, conjunto o combinación de cosas conectadas o relacionadas de manera que constituyen un todo.

6.2. Proceso: Se denominará proceso a cualquier operación que se vaya a controlar

6.3. Planta: se designará como planta a cualquier objeto físico que pueda ser controlado.

7. Sistemas Invariantes con el Tiempo vs Sistemas Variantes con el Tiempo

7.1. Sistemas Invariantes con el Tiempo.

7.1.1. Son magnitudes que permanecen constantes en el tiempo.

7.2. Sistemas Variante en el Tiempo.

7.2.1. Los Parámetros Varían con el Tiempo

8. Sistemas de control en lazo cerrado

8.1. Aquellos en los que la señal de salida del sistema (variable controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control (variable de control).

8.2. Ejemplo Control de temperatura de un intercambiador de calor usando vapor como medio calefactor

8.3. Clasificación – Manuales: controlador operador humano – Automático: controlador dispositivo

9. Sistemas deControl

10. Sistemas de control en lazo abierto

10.1. El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el que no hay una regulación de variables sino que se realizan una serie de operaciones de una manera determinada. Esa secuencia de operaciones puede venir impuesta por eventos o por tiempo. Se programa utilizando PLCs

10.2. Ejemplo:  Control en lazo abierto por tensión de armadura de un motor DC de excitación independiente.

11. Pasos para la realización

11.1. - Análisis del sistema que se quiere controlar                                                           - Establecer la estructura de regulación.                                                      -  Seleccionar, diseñar y sintonizar los reguladores seleccionados.                  - Evaluar el diseño del sistema de control, utilizando técnicas de simulación dinámica.   -Realización práctica y puesta a punto del sistema de control diseñado.

12. Definiciones básicas

12.1. Sistema

12.1.1. es la combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumplen un determinado objetivo

12.2. Variable de entrada:

12.2.1. es una variable del sistema tal que una modificación de su magnitud o condición puede alterar el estado del sistema

12.3. Variable de salida:

12.3.1. es una variable del sistema cuya magnitud o condición se mide.

12.4. Perturbación:

12.4.1. es una señal que  afecta el valor de la salida de un sistema. Si se genera dentro del sistema se la denomina interna, mientras que una perturbación externa se genera fuera del sistema y constituye una entrada.

12.4.2. Retroalimentación

12.4.2.1. es una propiedad de los sistemas que permiten que la salida del sistema o cualquier variable del mismo sea comparada con la entrada al sistema o con cualquier componente del sistema, de tal manera que pueda establecerse la acción de control apropiada entre la entrada y la salida.

13. Sistemas de control en Tiempo Continuo vs Sistemas de Control de Tiempo Discreto.

13.1. Sistemas de control en Tiempo Continuo

13.1.1. Son aquellos en los que las señales, en varias partes del sistema, son todas funciones de la variable continua tiempo t.

13.2. Sistemas de Control de Tiempo Discreto.

13.2.1. Las señales en uno, o mas puntos del sistema son en forma de pulsos(tren de ondas rectangulares) o son código numérico digital.