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I. INTRODUCCIONEn este apartado se va a realizar una descripcin de la evolucin histrica y situacin actual de la Ingeniera del Control tanto en sus ramas de la Regulacin Automtica, lo cual va a influir en los programas de las asignaturas que se desarrollarn en apartados posteriores. En esta presentacin histrica se mostrarn algunos de los momentos que han tenido una significativa influencia en la evolucin de las materias relacionadas con el control.II. Historia del control automtico. Control automtico en la industria. Un poco de historia, aspectos generales. La aplicacin del principio de realimentacin tiene sus comienzos en mquinas e instrumentos muy sencillos, algunos de los cuales se remontan a 2000 aos atrs. El aparato ms primitivo que emplea el principio de control por realimentacin fue desarrollado por un griego llamado Ktsibios aproximadamente 300 aos A.C. Se trataba de un reloj de agua como el mostrado en la figura el cual meda el pasaje del tiempo por medio de un pequeo chorro de agua que flua a velocidad constante dentro de un recipiente. El mismo posea un flotante que suba a medida que el tiempo transcurra. Ktsibios resolvi el problema del mantenimiento del caudal constante de agua inventando un aparato semejante al usado en los carburadores de los motores modernos. Entre el suministro de agua y el tanque colector haba una regulacin de caudal de agua por medio de una vlvula flotante que mantena el nivel constante. Si el nivel se elevaba (como resultado de un incremento en la presin de suministro por ejemplo), el flotante se elevaba restringiendo el caudal de agua en el recipiente regulador hasta que el flotante volva al nivel especfico. En el siglo IX el regulador de nivel a flotante es reinventado en Arabia. En este caso se usaba para mantener el nivel constante en los bebederos de agua. En el siglo XVI, en Inglaterra se usaba el principio de realimentacin para mantener automticamente las paletas de los molinos de viento en una posicin normal a la direccin del viento. En el siglo XVII, en Inglaterra se inventaba el termostato que se aplicaba para mantener la temperatura constante de una incubadora. El primer uso del control automtico en la industria parece haber sido el regulador centrfugo de la mquina de vapor de Watt en el ao 1775 aproximadamente. Este aparato fue utilizado para regular la velocidad de la mquina manipulando el caudal de vapor por medio de una vlvula. Por lo tanto, estn presentes todos los elementos de realimentacin. Aun cuando el principio de control por realimentacin desde muchos aos en la antigedad, su estudio terico aparece muy tarde en el desarrollo de la tecnologa y la ciencia. El primer anlisis de control automtico es la explicacin matemtica del regulador centrfugo por James Clerk Maxwell en 1868. Ms tarde la tcnica del regulador se adjudic a otras mquinas y turbinas y a principio del siglo XX comenz la aplicacin de reguladores y servomecanismos en reguladores de energa trmica al gobierno de buques. La primera teora general sobre control automtico, pertenece a Nyquist en el famoso artculo Teora de la regeneracin . Este estudio sent las bases para la determinacin de la estabilidad de sistemas sin necesidad de resolver totalmente las ecuaciones diferenciales. Otros desarrollos en servomecanismos y amplificadores elctricos dieron origen a muchas tcnicas de frecuencia y lugar geomtrico que se usan hoy en da. Las aplicaciones generales al control de procesos no comenzaron hasta la dcada del 30. Las tcnicas de control se consagraron rpidamente, tal es as que ya en los aos 40 funcionaban redes de control relativamente complejas. En casi todas las fases de procesos industriales se utilizan aparatos de control automtico. Se usan corrientemente en:1- Industrias de procesamiento como la del petrleo, qumica, acero, energa y alimentacin para el control de la temperatura, presin, caudal y variables similares. 2- Manufactura de artculos como repuestos o partes de automviles, heladeras y radio, para el control del ensamble, produccin, tratamiento trmico y operaciones similares. 3- Sistemas de transporte, como ferrocarriles, aviones, proyectiles y buques. 4- Mquinas herramientas, compresores y bombas, mquinas generadoras de energa elctrica para el control de posicin, velocidad y potencia. Algunas de las muchas ventajas del control automtico, ya muy difundido, son las siguientes: a) Aument en la cantidad o nmero de productos b) Mejora de la calidad de los productos c) Economa de materialesd) Economa de energa o potenciae) Economa de equipos industrialesf) Reduccin d inversin de mano de obra en tareas no especializadas. Estos factores generalmente contribuyen a aumentar la productividad. La difusin de la aplicacin del control automtico en la industria ha creado la necesidad de elevar el nivel de la educacin de un sector de obreros semiespecializados, capacitndolos para desempear tareas de mayor responsabilidad: el manejo y mantenimiento de equipos e instrumentos de control. Ciberntica e instrumentacin La ciencia de la ciberntica instrumentacin se ocupa de los fenmenos de comunicacin y control en la naturaleza, las mquinas o el hombre. Hay dos sectores de trabajo en el campo de la instrumentacin e informacin a) Estudio de la teora de comunicacin e informacin b) Estudio de la teora de control y realimentacin. Las leyes importantes de comunicacin y control tratan de la informacin concerniente al estado y comportamiento de los sistemas y no se ocupan de la energa o de la transferencia de energa dentro del sistema. El uso de la energa es del orden secundario para el propsito principal de control o comunicacin. La teora de la comunicacin e informacin se basa en el concepto de que todas las ideas pueden expresarse en mensajes traducibles al lenguaje comn. La cantidad de informacin puede ser definida y por lo tanto se puede medir, y en consecuencia, se puede enunciar que gobierna la transmisin de la informacin. La tecnologa de la medicin, telemetra, televisin, estructura del lenguaje, sistemas numricos y computacin automtica, emplean las ideas bsicas de informacin y manejo y procesamiento de datos. El campo del control automtico desde el punto de vista prctico se puede dividir en tres secciones: a) Control de procesos que involucran cambios qumicos y de estado. b) Control de manufactura que involucra cambio de forma. c) Control de posicin fundamentalmente, con niveles de potencia por encima de unos pocos Watt. Sistemas de control. Definicin de sistema : a) Un sistema es un ordenamiento , conjunto o coleccin de cosas conectadas o relacionadas de manera que constituyan un todo b) Un sistema es un ordenamiento de componentes fsicos conectados o relacionados de manera que formen una unidad completa p que puedan actuar como tal . La palabra control generalmente se usa para designar regulacin, direccin o comando. Al combinar las definiciones anteriores se tiene: Un sistema de control es un ordenamiento de componentes fsicos conectados de tal manera que el mismo pueda comandar, dirigir o regularse a s mismo o a otro sistema. En el sentido ms abstracto es posible considerar cada objeto fsico como un sistema de control. Cada cosa altera su medio ambiente de alguna manera, activa o positivamente. El caso de un espejo que dirige un haz de luz que incide sobre l, puede considerarse como un sistema elemental de control, que controla el haz de luz de acuerdo con la relacin el ngulo de reflexin es igual al ngulo de incidencia. En la ingeniera y en la ciencia se restringe el significado de sistemas de control al aplicarlo a los sistemas cuya funcin principal es comandar, dirigir, regular dinmica o activamente. El sistema ilustrado en la figura a la derecha, que consiste en un espejo pivoteado en uno de sus extremos y que se puede mover hacia arriba o hacia abajo por medio de un tornillo en el otro extremo, se denomina propiamente un sistema de control. En ngulo de la luz reflejada se regula por medio del tornillo. Ejemplos de sistemas de control. Los sistemas de control abundan en el medio ambiente del hombre. Antes de mostrar esto, se definirn los trminos entrada y salida que ayudarn a identificar o definir al sistema de control. La entrada es el estmulo o la excitacin que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energa externa, generalmente con el fin de producir de parte del sistema de control, una respuesta especificada. La salida es la respuesta obtenida del sistema de control. Puede no ser igual a la respuesta especificada que la entrada implica. El objetivo del sistema de control generalmente identifica a define la entrada y la salida. Dadas stas es posible determinar o definir la naturaleza de los componentes del sistema. Los sistemas de control pueden tener ms de una entrada o salida. Existen tres tipos bsicos de sistemas de control: 1. Sistemas de control hechos por el hombre. 2. Sistemas de control naturales, incluyendo sistemas biolgicos. 3. Sistemas de control cuyos componentes estn unos hechos por el hombre y los otros son naturales.

EJEMPLOSEjemplo 1. Un conmutador elctrico es un sistema de control (uno de los ms rudimentarios) hecho por el hombre, que controla al flujo de electricidad. Por definicin, el aparato o la persona que acta sobre el conmutador no forma parte de este sistema de control. La entrada la constituye la conmutacin del dispositivo tanto hacia el estado de conduccin como hacia el de corte. La salida la constituye la presencia o ausencia del flujo (dos estados) de electricidad. Ejemplo 2. Un calentador o calefactor controlado por medio de un termostato que regula automticamente la temperatura de un recinto. La entrada de este sistema es una temperatura de referencia, (generalmente se especifica graduando el termostato convenientemente). La salida es la temperatura del recinto. Cuando el termostato detecta que la salida es menor que la entrada, el calefactor produce calor hasta que la temperatura del recinto sea igual a la entrada de referencia. Entonces, el calefactor se desconecta automticamente.

Referencias