SISTEMAS DE CONTROL, INTRODUCCION Y ELEMENTOS.

ASESOR: AUTOR:Mariangela Pollonais Héctor Canales

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO.

“SANTIAGO MARIÑO”.MATURÍN – EDO. MONAGAS

INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROLTROL

Sistema de controlEs el conjunto de dispositivos que actúan juntos para lograr un objetivo de control.

SistemaEs la combinación decomponentes que actúanconjuntamente y cumplen undeterminado objetivo.

En el “sistema” están presente

• Variable de entrada: es unavariable del sistema tal que unamodificación de su magnitud ocondición puede alterar elestado del sistema.

• Variable de salida: es unavariable del sistema cuyamagnitud o condición se mide.

• Perturbación: es una señal quetiende a afectar el valor de lasalida de un sistema. Si laperturbación se genera dentrodel sistema se la denominainterna, mientras que unaperturbación externa se generafuera del sistema y constituyeuna entrada.

Sistemas de control de lazo abierto

Aquellos en los que la variable desalida (variable controlada) no tieneefecto sobre la acción de control(variable de control). El control en lazoabierto suele aparecer en dispositivoscon control secuencial, en el que nohay una regulación de variables sinoque se realizan una serie deoperaciones de una maneradeterminada. Esa secuencia deoperaciones puede venir impuesta poreventos (event-driven) o por tiempo(timedriven). Se programa utilizandoPLCs (controladores de lógicaprogramable).

Sistemas de control de lazo cerrado

Aquellos en los que la señal desalida del sistema (variablecontrolada) tiene efecto directosobre la acción de control(variable de control).

Características• No se compara la salida del

sistema con el valor deseado dela salida del sistema(referencia).

• Para cada entrada de referenciale corresponde una condiciónde operación fijada.

• La exactitud de la salida delsistema depende de lacalibración del controlador.

• En presencia de perturbacionesestos sistemas de control nocumplen su funciónadecuadamente.

Control de retroalimentaciónOperación que en presencia deperturbaciones tiende a reducirla diferencia entre la salida deun sistema y alguna entrada dereferencia.

Ventaja Respuesta del sistema se hacerelativamente insensible aperturbaciones externas y avariaciones internas de losparámetros del sistema.

El control de lazo cerradopresenta tanto ventajas comodesventajas, estas puede ser

Desventaja Aparece el problema de laestabilidad, ya que si elcontrolador no está bienajustado puede tener tendenciaa sobrecorregir errores, quepueden llegar a producir en lasalida del sistema oscilacionesde amplitud creciente llegandoa inestabilizar el sistema.

Clasificación• Manual: controlador

operador humano.• Automático: controlador

dispositivo.

Conversión de manual a automático

• Reemplazar el operario por uncontrolador automático en el quese pueda fijar la señal dereferencia.

• Acoplar un transductor (elementoque transforma un tipo de señalen otra) al elemento que mide latemperatura de forma que la señalde salida del transductor seintroduzca al elementocontrolador y sea del mismo tipoque la señal de referencia.

• Reemplazar la válvula de vapormanual por una automática yconectar la salida del controladora la entrada de control de laválvula de regulación.

Lazo de control

INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROLTROL

Lazo de control Tipos de control

Elementos de un lazo de control

• Sistema a controlar.• Controlador.• Actuador (puede

incluirse en el sistemaa controlar).

• Medidor: sensor +transductor.

Funciones de un lazo de control

• Medir el valor de lavariable controlada(medida y transmisión).

• Detectar el error y generaruna acción de control(decisión).

• Usar la acción de controlpara manipular algunavariable en el proceso demodo que tienda a reducirel error (manipulación).

Realimentación de la salida

• Lazo abierto.• Lazo cerrado.

Comportamiento de la señal de referencia.• Sistemas seguidores: La

entrada de referencia cambiade valor frecuentemente.

• Sistemas de regulaciónautomática: La entrada dereferencia es o bien constanteo bien varía lentamente con eltiempo, y donde la tareafundamental consiste enmantener la salida en el valordeseado a pesar de lasperturbaciones presentes.

En función de la industria

Control de procesos.• Los sistemas de control de

procesos son aquellos querequieren la regulación devariables de proceso(temperaturas, concentraciones,caudales, niveles entre otros).

Control de máquinasmanufactureras.• Control Numérico: Usa un

programa para controlar lasecuencia de operaciones unamáquina, dicho programacontiene instrucciones queespecifican posiciones,direcciones, velocidades yvelocidad de corte.

• Control de robots: Unmanipulador programablediseñado para mover materiales,herramientas en una secuenciadeterminada para realizar unatarea específica.

Etapas en la realización de un sistema de control

Análisis del sistema que se quiere controlar (objetivos de control)

Establecer la estructura de regulación.• Especificar que variables se van a

realimentar y que variables se van amanipular para lograr los objetivosde control.

Seleccionar, diseñar y sintonizar los reguladores seleccionados.

• La correcta ejecución de este paso esfunción de haber establecido antes loscriterios de control.

• Un correcto diseño de los reguladorespuede requerir el disponer de unmodelo lineal del proceso a controlar.Así una etapa previa es el desarrollo deun modelo matemático adecuado paralos fines de control.

Evaluar el diseño del sistema de control, utilizando técnicas de

simulación dinámica.

Realización práctica y puesta a punto del sistema de control

diseñado.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL

Sistema de controlEl control automatizado en buclecerrado, presenta los siguienteselementos fundamentales

ReguladorConstituye el elementofundamental en un sistemade control, pues determinael comportamiento delbucle, ya que condiciona laacción del elementoactuador en función delerror obtenido.

ComparadorEn el comparador, la señal de consigna que es lasalida del transductor se compara con la señal desalida medida por el captador, con lo que segenera la señal de error. Este elemento aparecesolamente en los sistemas de control en buclecerrado, donde existe un bloque derealimentación de la señal de salida. Estaintegrado, normalmente, dentro del bloque delregulador.

AccionadorEs el órgano de mando deuna válvula, una compuerta,en el que se encuentraninterruptores y relés capacesde obedecer a una señaleléctrica o neumáticaprocedente del regulador yde actuar sobre la planta oproceso modificando algunode sus parámetrosfundamentales defuncionamiento.

Transductor y captador

El transductor permite traduciro adaptar un tipo de energía aotra mas adecuada, mientrasque el captador tiene la misiónde captar una determinadainformación en el sistema, pararealimentarla. A pesar de sudiferente utilidad, la naturalezade ambos es la misma siendo asíque los transductores puedenser usados como captadores. Suúnica diferencia es la ubicaciónde cada uno en el sistema.

Válvula de controlLa válvula de controles unelemento esencial en el controlautomático de los procesosindustriales y realiza lafunción de variar el caudal delfluido de control para que estemodifique a su vez el valor dela variable de medida.

Se componen básicamente de

CuerpoEn el se encuentran el obturador y elasiento, que constituyen el corazónde la válvula, puesto que controlanel caudal por medio del orificio depaso variable que forman almodificar su posición relativa.

ServomotorSe encarga de accionar el vastagoque hace que el obturador suba obaje, realizando así el control delaudal. Pueden ser neumáticos,eléctricos, hidráulicos y digitales,aunque prácticamente el 90% delas válvulas industriales sonaccionadas neumáticamente.

La forma en la que genera laseñal se denomina Acción decontrol las cuales pueden ser.

• Acción Proporcional.• Acción Integral .• Acción Diferencial.• Control PD.• Control PI.• Control PID.

Transductores de Posición,Proximidad y Desplazamiento• Transductores Resistivo.• Transductores Inductivo.• Transductores Capacitivo.• Ultrasonido.• Radar.

Transductores de Velocidad• Tacómetro Mecánico.• Tacómetro Eléctrico.

Transductores de Temperatura• Termoresistencia.• Termistores.• Termopares.

Transductores de Presión• Transductores Mecánico.• Transductores Electromecánicos.• Transductores de Vacío.