Introducción a los Sistemas de Control en Tiempo Discreto

Sistemas de Control II

Prof. Marienny Arrieche

Adquisición y Distribución de Datos

SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOSUn sistema de adquisición de datos nos permite tomar

señales físicas del entorno y convertirlas en datos que posteriormente podremos procesar y presentar. El sistema de adquisición es parte de un sistema de control, y por tanto la información recibida se procesa para obtener una serie de señales de control.

En el diagrama podemos ver los bloques que componen sistema de adquisición de datos básicamente

SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOSLos bloques principales son:

•El transductor •El acondicionamiento de señal •El convertidor analógico-digital •La etapa de salida (interfaz con la lógica)

El transductor es un elemento que convierte la magnitud física que vamos a medir en una señal de salida (normalmente tensión o corriente) que puede ser procesada por nuestro sistema. Salvo que la señal de entrada sea eléctrica, podemos decir que el transductor es un elemento que convierte energía de un tipo en otro. Por tanto, el transductor debe tomar poca energía del sistema bajo observación, para no alterar la medida.

SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOSEl acondicionamiento de señal es la etapa encargada de filtrar y adaptar la señal proveniente del transductor a la entrada del convertidor analógico / digital. Esta adaptación suele ser doble y se encarga de: •Adaptar el rango de salida del transductor al rango de entrada del convertidor. (Normalmente en tensión). •Acoplar la impedancia de salida de uno con la impedancia de entrada del otro. El convertidor Analógico / Digital es un sistema que presenta en su salida una señal digital a partir de una señal analógica de entrada, (normalmente de tensión) realizando las funciones de cuantificación y codificación.

La Conversión de señales que tiene lugar en un sistema de

control digital involucra las siguientes operaciones:1. Multiplexación y Demultiplexación2. Muestreo y Retención3. Conversión Analógico – Digital. (Cuantificación y

codificación).4. Conversión Digital Analógico. (Decodificación).

Conversión de Señales

Estos elementos juegan un papel importante en la adquisición distribución de datos, a continuación se muestra el diagrama completo que incluye todas estas operaciones.

Transductor Amplificador Filtro PasaBajas

SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS

Multiplexor Analógico

Muestreador y Retenedor

Convertidor A/D

Variable Física

Al Controlador Digital

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE DATOS

Registro Demultiplexor Convertidor D/A Retenedor

Del Controlador

Digital

Al

Actuador

Prof (a): Ing. Marienny Arrieche

En el sistema de adquisición de datos, la entrada al sistema es una variable física tal como posición, velocidad, aceleración, temperatura o presión.

La variable física se convierte en una señal eléctrica (voltaje o corriente) mediante un transductor.

El amplificador tiene dos funciones, amplificar la señal generada por el transductor o convertir la señal de corriente en voltaje.

El filtro atenúa las componentes de alta frecuencias, tal como las señales de ruidos.

El multiplexor tiene por función permitir en el momento adecuado la señal.

El convertidor analógico-digital, codifica la señal y la alimenta al controlador digital.

SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE DATOS

El proceso de distribución de datos procesa los datos generados por EL Controlador Digital (Computador) y convierte la señal en forma digital a señal analógica (decodificación). La salida del convertidor D/A se alimenta al circuito de retención y éste a su vez al actuador analógico (una motor por ejemplo), el cual a su vez controla la planta que se está considerando.

SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE DATOS

CIRCUITO DE MUESTREO Y RETENCIÓN

Muestreador

CEntrada

Analógica

Salida

AnalógicaAmplificador 1Amplificador 2

Comando de Muestreo Y Retención

Modos de Operación:

• Modo de Seguimiento: Interruptor cerrado

• Modo de Retención: Interruptor abiertoProf (a):Ing. Marienny Arrieche

CIRCUITO DE MUESTREO Y RETENCIÓNEste es un circuito analógico (dispositivo de memoria de voltaje) en el que se adquiere una entrada de voltaje y se almacena en un condensador de lata calidad con características de fuga y absorción dieléctricas bajas.El interruptor electrónico se conecta al condensador de retención.Existe 2 modos de operación: seguimiento y retención.Cuando el interruptor está cerrado, el modo de operación es el de seguimiento. La carga en el condensador sigue al voltaje de entrada. Cuando el interruptor está abierto es el modo de retención y el voltaje se mantiene constante por un tiempo específico.