El sistema de control es el recurso más utilizado en el sector industrial. Para que pueda existir una producción es importante que esté dirigida por ingeniería,esto es para que se puedan lograr todos esos objetivos que se tengan determinados. La verdad es que esto es mucho más importante de lo que podemos imaginar y se encuentra hasta en los artefactos que tenemos en la casa. Sigue leyendo si deseas saber más del tema.
¿Qué es un sistema de control?
El sistema de control es el recurso más utilizado en el sector industrial. Cualquier producción que esté vinculada con la ingeniería va a necesitar de este proceso para que puedan lograr esos objetivos que tiene determinados. La principal función que tiene este sistema es la de regular o gestionar la manera en la que actúa o se comporta otro sistema para que de esta manera se puedan evitar las fallas.
El sistema de control de procesos se encuentra compuesto por una serie de dispositivos de diferente orden. Estos pueden ser considerados como de tipo neumático, eléctrico, mecánico, etc. Es importante saber que los tipos o el tipo de dispositivo va a estar determinado por el objetivo que en el fondo es el que desea alcanzar.
La verdad es que el sistema de control no está determinado por contar solo con estos dispositivos, la verdad es que debe seguir la lógica de contener por lo menos 3 elementos base:
- Una variable que en el fondo se desea controlar.
- Un actuador.
- El set – point o el punto de referencia.
Tipos de sistemas de control
A continuación vamos a hablar de los sistemas de control que están agrupados por tres tipos básicos:
- Los que están hechos por el hombre: son como lo sistemas electrónicos o eléctricos que constantemente se encuentran capturando señales del estado del sistema bajo su control y que cuando detectan una desviación de los parámetros normales con los que funciona el sistema, estos van a actuar mediante los actuadores y los sensores, esto es con la función de poder llevar al sistema de vuelta a las condiciones normales de funcionamiento.
Esto lo podemos ejemplificar de manera fácil con un termostato, este se encarga de poder captar rutinariamente las señales de temperatura. Cuando esta empieza a descender o, por el contrario, aumenta y se sale del rango común, lo que sucederá es que se encenderá un sistema de calefacción o de refrigeración.
Pueden ser por su causalidad: no causales y causales. Cuando hablamos de un sistema causal quiere decir que existe una relación de causalidad entre lo que vienen siendo las entradas y salidas del sistema, mejor dicho, entre los valores futuros de la entrada y la salida.
Según la cantidad de salidas y entradas del sistema, esto se le llama: por su comportamiento.
- De una salida y una entrada o SISO (single output, single input).
- De una sola entrada y muchas salidas o SIMO (single input, multiple output).
- De varias entradas y una salida o MISO (multiple input, single ouput).
- De muchas entradas y muchas salidas o MIMO (multiple input, multiple output).
Según la ecuación que es la que vaa definir el sistema, se le llama:
– Lineal, esto quiere decir que la ecuación diferencial es lineal.
– No lineal, esto quiere decir que la ecuación diferencial que lo representa es no lineal.
Características de un sistema de control
Control: selección de las entradas de un sistema para que las salidas o los estados puedan cambiar de una manera deseada. Esos elementos son los siguientes:
- Esto existe para que se pueda verificar que se logren los objetivos que se establecen en la planeación.
- Medición. Esto es para que se pueda controlar porque es imprescindible cuantificar y medir lo que son los resultados.
- Establecer medidas correctivas: esto es debido a que el objeto del control es poder prevenir y corregir los posibles errores.
- Detectar desviaciones: una de las funciones que se encuentran con el control es poder descubrir las diferencias que se van a estar presentado entre lo que es la planeación y la ejecución.
- Establecer medidas correctivas. lo que en el fondo aquí se desea es tener como objetivo el control de prevención y de corrección de los posibles errores.
- Factores de control, aquí estamos hablando del costo, tiempo, cantidad y calidad. Controlador. Nos referimos a un dispositivo electrónico que lo que desea es poder emular la capacidad que tienen los seres humanos para poder tener el control. Esto es mediante 4 acciones de control: compara, calcula, ajusta y limita. El proceso es el siguiente: la operación natural progresiva va a estar marcado por una serie de cambiar que se hacen de forma gradual, esto sucede de una manera relativamente fija y que se dirigen a un propósito determinado o resultado. La operación artificial o voluntaria progresiva que se realiza mediante una serie de acciones o movimientos controlado, esto va dirigido hacia un propósito determinado o un resultado.
- Señal de corriente de entrada: esta es considerada como un estímulo que se aplica a un sistema desde la fuente de energía que es externa con la intención de que el sistema pueda arrojar una respuesta específica.
- Señal de corriente de salida: cuenta con una respuesta que es obtenida por el sistema que se puede o no relacionar con la respuesta que requería de la entrada.
- Variable Manipulada: aquí estamos hablando del elemento que en el fondo de desea controlar, podemos decir entonces que es la salida del proceso.
- Conversión: esto ocurre por medio de receptores que generan las variaciones o los famosos cambios que van a ocurrir en la variable.
- Variaciones externas: son factores que tienen una gran influencia en la acción de producir un buen cambio que surge en la variable.
- Fuente de energía: es la que ofrece la energía que es necesaria para que pueda generar un tipo de actividad dentro del sistema.
- Retroalimentación: esto es muy importante cuando hablamos de los sistemas de control de lazo cerrado. Es importante resaltar que es una relación secuencial de efectos y causas entre las distintas variables de estado.
Elementos de un sistema de control en lazo cerrado
A continuación vamos a hablar de los sistemas de control que están agrupados por tres tipos básicos:
Los elementos son: consigna, controlador, accionador, sistema y sensor.
Es importante destacar que este tipo de sistema de control va a poder solucionar el inconveniente de los sistemas en lazo abierto, pero esto depende netamente de las condiciones ambientales. El nombre de lazo cerrado viene dado de la señal del sensor que regresa al control en lazo cerrado, recordemos que son los mismo que el sistema en lazo abierto, solo que tiene dos añadidos:El sensor:
es muy importante porque su función es poder medir la variable o el estado para controlar el sistema (temperatura, posición, humedad, etc.). Esto lo que da paso es que el se pueda conocer el estado del sistema y así poder corregir las posibles desviaciones para que se pueda tener el estado que en el fondo se desea. Por ejemplo: si hablamos de un frigorífico, cuando hablamos del sensor de la temperatura es la que va a detectar la temperatura interior, si hace mucho frío va apagar el motor y este se va a volver a encender si la temperatura empieza a subir mucho.El comparador:
aquí estamos hablando de un sistema que tiene la función de comparar la señal que se tiene de referencia, que tiene como origen de la consigna, y la señal de realimentación, que es la que proviene del sensor para así poder calcular el error que puede existir en una respuesta deseada y el verdadero estado en el que se encuentra el sistema.
Ejemplos de sistemas de control en lazo cerrado
Como también ocurre en el caso de los controladores en lazo abierto, existen también muchos aparatos cotidianos que cuentan con un sistema de control en lazo cerrado. Todos estos disponen de un sensor que es el que permite que se pueda medir el estado del sistema y de esta manera se puedan controlar con precisión.
-Control de temperatura de un frigorífico.
-El control de temperatura de un horno eléctrico, que todos tenemos en nuestras casas.
-Dirección asistida de un camión o de un vehículo.
-Control de posición de un servomecanismo.
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