Introducción:

Los procesos continuos son los que proporcionan a su salida un flujo continuo de

un producto líquido o sólido, su funcionamiento se basa en brindar o recibir

señales variables analógicas.

En este capítulo se hablara sobre lo sistemas electrónicos de control que son

procesos que pueden trabajar en un bucle abierto o en un bucle cerrado siendo

estos los auténticos sistemas de control automático.

En la siguiente figura se muestra un sistema electrónico de control de procesos

también conocido como controlador o regulador. En este diagrama se observan

cuatro variables:

Variable de proceso (PV), cuyo valor se controla, se conecta al controlador y

constituye una señal de realimentación (feedback signal).

Punto de consigna (SP) o referencia, esta es el valor que es parte de la variable

PV y constituye otra variable de entrada del controlador.

Variable de control (CV), esta es ejecutada en el controlador mediante un

algoritmo.

Variable manipulada (MN), esta actúa sobre el proceso para hacer que la

variables del proceso PV tenga valor establecido por la variable de consigna SP.

Los sistemas electrónicos se control de procesos, denominados controladores o

reguladores, pueden utilizar internamente señales analógicas o digitales.

Los controladores analógicos se utilizan cuando el producto o proceso controlado

es sencillo y en cambio los controladores digitales programables son los más

idóneos para controlar procesos complejos.

Existen diferentes algoritmos que tienen como objetivo lograr que en cada instante

la variable PV tenga un determinado valor independientemente de los cambios

que se produzcan en otras variables que actúan sobre el proceso, como por

ejemplo las variaciones de la carga en el caso de una fuente de alimentación

regulada.

Existen dos tipos de controladores de procesos complejos mediante autómatas

programables:

MEDIANTE UN PROGRAMA SITUADO EN SU MEMORIA:

Esta opción consiste en llevar a cabo el sistema electrónico de control de la figura

6.1 mediante un programa ejecutado por la unidad central del autómata

programable. Es la más adecuada cuando el autómata programable dispone de

tiempo durante el ciclo de ejecución del programa.

Al análisis de esta forma se basan en el estudio lineal y no lineal, y mediante su

implementación mediante un programa ejecutado por el autómata programable.

MEDIANTE UN MODULO CONECTADO AL MISMO

Esta forma de realizar el control consiste en utilizar un sistema electronico

especifico que se acopla al automata programable para que le proporcionen los

valores de los diferentes parametros que invierten en le algorimo ejecutado por él.

Los diferentes tipos de algoritmo que se pueden ajecutar en un sistema de control

se clasifican en tres categorias:

Algoritmos lineales de control.

Algoritmos no lineales de control.

Algoritmos especiales de control.

Apartir de esta clasificacion surgen surgen diferentes tipos de controladores

como los siguientes:

Controladores no lineales intermitentes

Se caracterizan por que realizan un algoritmo no linealy su actuacion es del

tipo todo o nada .

Los controladores linealescontinuos

Se caracterizan por que realizan un algoritmo lineal y su actuacion es continua

en el tiempo.

El algoritmo de controlque debe ejecutar el automata programable se puede

programar en diferentes tipos de lenguajes literales y graficos tanto normalizados

como propietarios. La utilizacion de lengujes grafico facilita al usuario la

programacion.

Para programar algoritmos sencillos, como por ejemplo el correspondiente a los

controladores TODO/NADA con histeresis se le es utilizado un lenguaje de

diagrama de funciones por ejemplo el lenguaje FUP.

Para programar algoritmos complejos es preferible utilizar lenguajes

especialmente orientados a la especificacion de algoritmos de control como por

ejemplo el CFC de siemens.

CONTROLADORES NO LINEALES INTERMITENTES

Se le denomina controladores no lineales a los que, coo nombre indica, ejecutan

un algoritmo de control que no es lineal. Diversos autores los denominan

conroladores intermitentes por que la variable CV solo tiene, em regimen

permanente, un numero discreto de valores. El controlador basico intermitente es

el TODO-NADA.

CONTROLADOR TODO O NADA BASICO:

El mecanismo de realimentacion mas simple se puede describir mediante el

algoritmo representando en la figura 6.2 que se puede indcar mediante la

expresion:

En la que e es el error y representa en cada instante la diferencia entre el valor de

consignia SP y el valor de la variable PV de salifda del proceso de la figura 6.1

Esta ley de controlonsiste en aplicar en cada instante la accion correctiva maxima,

es decir CV tiene su valor maximo cuando el error es positivo y su valor minimo

cuando el error es negativo. Por eso ha ese nombre todo-nada basico todo- nada

basico. El inconveniente en este es que cuando se producen pequeoscambios de

valor de la variable PV por encima de la variable SP se producen oscilaciones de

la variable CV.

CONTROLADOR TODO O NADA DE DOS POSICIONES

Si se modifica el comportamiento del controlador todo-nada basico se obtiene un

todo-nada de dos posiciones y se implementa de las siguienetes maneras:

Controlador todo-nada con histeresis

Controlador todo nada zona muerta

CONTROLADOR TOD-NADA CON HISTERESIS

En su comportamiento se puede observar que existe una zona en la que el valor

de variable de control CV depende en el sentido en el que varia el error e. Si el

error aumenta positivamente apartir de cero, CV no cambia de CV min a CV max

hasta que el valor supera un determinado valor positivo. De igualmente cuando el

valor disminuye negativamente apartir de cero, CV no cambia de CV min a CV

max hasta que el valor supera undeterminado valor negativo. La anchura del ciclo

histeresis depende del nivel de error qu epuede admitir el proceso que se

controla.

En la siguiente figura se encuentra una comparacion del comportamiento del

controlador todo-nada basico y todo nada con histeresis.

CONTROLADOR TODO NADA ZONA MUERTA

En este existe una zona en la que la variable de control CV toma el valor cero , si

el error aumenta positivamente apartir de cero, CV no cambia de 0 a CV max

hasta que el error supera un determinado valor positivo, de igual manera cuando

le valor disminuye negativamente apartir decero, CV no cambia de 0 a CV max

hasta que el error supera un determinado valor negativo. La anchura de la zona

muerta depende tambien del nivel del error que puede admitir el proceso que se

controla.

CONTROLADOR TODO-NADA MULTIPOSICION

Un aplicación de este tipo de controlador es en motores reversibles de velocidad

a los cuales sobre actua directamente en las valvulas o posicionadores que ban en

funcion con dicho motor. Mediante los cilcos de histeresis se evitan las

conmutaciones bruscas entre el giro en uno de los dos sentdos de y el paro.

Mediante la zona muerta se evitan las conmutaciones bruscas entre un sentido de

giro y el otro.

CONTROLADOR INTERMITENTE PROPORCIONAL EN LE TIEMPO

En este controlador se establece un periodo de tiempo fijo Tm durante el cual la

variable de control CV toma el valor maximo un tiempo proporcional al valor del

error y permanece desactivada durante el reto de periodo, tal como se muestra en

la figura 6.7. se dice que la señal de control sasi generadfa esta modulada en

anchura de impulsos y de le conoce por el ancronimo PWM.

Cualquiera de los diferentes sistemas de control intermitente descrito este

apartado 6.2 se puede implementar mediante un automata programable.

CONTROLADORES LINEALES CONTINUOS

estos se caracterizan por realizar un conjunto de operaciones lineales como por

ejemplo la resta y la multiplicacion por una constante (amplificacion). En los

controladores lineales continuos, la variable de proceso PV se resta de la variable

de consigna SP. Se obtiene asi una variable denominada error e igual a l

adiferencia entre el valor real de la salida y el que se pretende obtener. La variable

e se aplica a un procesador electronico que la transforma mediante un operador

lineal.