APLICACIONES DE CONTROL EN LA INDUSTRIACarlos Ernesto Carvajal Fiamengo C.I 18653937

Los primeros sistemas de control se desarrollaron con la revolucin industrial de finales del siglo XIX, al principio, se basaron casi exclusivamente en componentes mecnicos y electromecnicos, bsicamente engranajes, palancas, rels y pequeos motores, pero a partir de los aos cincuenta empezaron a emplearse los semiconductores, que permitan el diseo de sistemas de menor tamao y consumo, ms rpidos y con menor desgaste. En la dcada de los setenta, la complejidad y las prestaciones de los sistemas de control se incrementaron gracias al empleo de circuitos integrados y en particular los de tipo programable (sistemas basados en microprocesadores). Al tiempo que se desarrollaban los circuitos integrados lo hacan tambin los ordenadores digitales, si bien su empleo en la industria quedaba restringido al control de procesos muy complejos, debido a su elevado coste, necesidad de personal especializado para su instalacin y manejo y a la poca facilidad de interconexin (interfaz) con el proceso, donde se manejan habitualmente tensiones y corrientes para las cuales no est preparado el ordenador. La demanda en la industria de un sistema econmico, robusto, flexible, fcilmente modificable y preparado para tratar con las altas tensiones y corrientes comunes en el mbito industrial, hizo que se desarrollasen los autmatas programables industriales, abreviadamente API en la literatura castellana o PLC en la literatura anglosajona. Los autmatas actuales han mejorado sus prestaciones respecto a los primeros en muchos aspectos, pero fundamentalmente la tendencia actual no es precisamente la de acercarlo ms a las prestaciones de los ordenadores en cuanto a su capacidad de clculo, sino dotarlo de funciones especficas de control y de canales de comunicacin para que puedan conectarse entre s y a los propios ordenadores.Por otro lado en miras de estos avances las organizaciones que posean este tipo de visin, es decir, la de automatizacin. Se enfocaron en buscar nuevas estrategias y procedimientos que dieran pie firme a la automatizacin de los procesos principales y de apoyo de la organizacin. Los grandes empresarios tienen como punto de partida a la automatizacin, el simple hecho de hacia dnde quieren dirigir su empresa.Debido a que los procesos modernos exigen automatizacin, rapidez en la correccin y exactitud, sea concebido el proceso todo o nada (on off) y dejado atrs el uso de mtodos de control proporcional como tal. Hoy en dia los modernos controles (integral y proporcional y/o diferencial) tienen a ser cada vez ms complicados, es por ello que los diseadores de controles, tienden a aprovechar en la medida de lo posible, todo el recurso computacional y electrnico existente. Logrndose con ello que una unidad PLC conectada entre el sensor y el transductor, efecte correcciones de forma automtica, rpida y precisa, sin necesidad de hacer uso a todo momento de una computadora central, reducindose as fallas, errores y tiempo valioso que afecten el proceso.Las empresas han ido automatizando todos los procesos productivos, procesos principales y procesos de apoyo para as obtener un beneficio, gracias a esos productos de calidad o la prestacin de sus servicios a otras organizaciones o clientes, en menor tiempo y costos de produccin y poder as de manera progresiva aumentar sus ganancias. Las empresas en busca del control y la automatizacin desarrollaron herramientas que le dieran soporte y apoyo a la ejecucin de los procesos productivos, llevando as un control y manejo ms preciso permitiendo una eficiente toma de decisiones a nivel gerencial. Debido a estas exigencias, la industria ha necesitado de la utilizacin de nuevos y ms complejos procesos, que muchas veces el operario no puede controlar debido a la velocidad y exactitud requerida, adems muchas veces las condiciones del espacio donde se lleva a cabo la tarea no son las ms adecuadas para el desempeo del ser humano.Los controladores es una componente del sistema de control que detecta los desvos existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado set-point, programado por un operador; emitiendo una seal de correccin hacia el actuador. As de esta manera podramos determinar los fallos y buscar la disminucin del mismo. Estos pueden ser analgicos y digitales o la combinacin de ambos.El primero observa el proceso directo de la seal analgica donde est ligado al uso de amplificadores operacionales y sus propiedades. Los controladores digitales Funcionan con variables discontinuas codificadas, son utilizados generalmente para la resolucin de problemas referidos al funcionamiento ptimo global de una planta industrial, la toma de decisiones es una funcin inherente a los controladores digitales.Controladores analgico-digitales son los denominados controladores hbridos, los controles de funcionamiento ms sofisticados suelen ser de este tipo, ya que es probable que tengan que procesar diversas seales de ambos tipos.En la actualidad existen diversos tipos de controladores los cuales podemos enumerar:1. Controladores de presin2. Controladores de temperatura3. Controladores de nivel4. Controlador de flujo5. Controlador de velocidad6. Controlador de posicin7. Controlador de corrienteLos controladores son de gran importancia en un sistema de control, ya que este constituye el elemento bsico del mismo, determina el comportamiento de la variable y a su vez condiciona la accin que ser emitida por el actuador en funcin de la seal de error.Hoy en dia la funcin de controlador dentro de un sistema de control suele desempearla un ordenador, porque presenta una serie de ventajas como son: Potencialidad: Realizacin de acciones de control de elevada complejidad.

Control multi-variable: Es capaz de controlar simultneamente varios procesos o varias variables de un mismo proceso.

Flexibilidad: Fcil cambio de estrategias de control, modificando o sustituyendo el programa.

Precisin: Es capaz de presentar un margen de precisin tan fino como se necesite.

Inmunidad: Al actuar con seales digitales, stas son inmunes al ruido y a las distorsiones, pudiendo regenerarse en caso de ser necesario.

Versatilidad: Adems de la propia funcin de control puede desempear otras simultneamente, estadsticas, informes, emisin de alarmas.

Los controladores de presin son aparatos de control de flujo diseados para mantener una presin constante aguas abajo de los mismos. Este debe ser capaz de mantener la presin, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La seleccin de un regulador, como en la mayora de los equipos, est ligado a consideraciones econmicas, de operacin y mantenimiento.

El nfasis que se haga para definir con exactitud el requerimiento de presin y flujo del proceso, as como los mrgenes de variacin posibles y su impacto en la produccin, es el primer paso para garantizar una buena eleccin. Estos equipos, si se seleccionan adecuadamente, pueden operar por muchos aos sin acarrear grandes costos de mantenimiento, pero la falla de uno de ellos puede significar la parada del equipo que alimenta, de un tren de produccin o la parada de la planta en su totalidad. Por eso es importante tomar las previsiones en la instalacin a fin de contar con desvos o by-pass que permitan realizar labores de mantenimiento o recambio sin afectar la continuidad de flujo. Tambin es aconsejable contar con repuestos a la mano de las partes susceptibles a dao, tales como: diafragma, carcaza, resortes, etc., y dependiendo de la criticidad del proceso otro regulador de reemplazo.

Por otro lado los controladores de temperatura son un dispositivo con el cual se establece la temperatura que se desea de un medio ambiente, con este dispositivo se monitorea la temperatura, y se produce una orden de cambio de sta misma, que se hace mediante un control inalmbrico o una computadora, en ambos controles (computadora y control inalmbrico) se observa en todo momento la temperatura actual. Hay tres tipos bsicos de controles: controlador PID, ON/OFF y proporcional. Dependiendo del sistema a ser controlado, el operador ser capaz de utilizar uno u otro tipo para controlar el proceso.

Su aplicacin en la industria es multifactica, estos controles dependiendo la actividad de la industria son de gran importancia porque aparte de controlar procesos, tambin cumplen funciones en la sealizacin como son las alarmas. Cabe destacar que En toda industria existe sin duda los flujos de procesos de su respectiva produccin, en esto es donde aparecen la utilizacin de los controladores, de los cuales permiten una gran facilitacin en regulacin de variables, como se sabe en las industrias existen enormes cantidades de variables de las cuales se requiere llevar un seguimiento sobre su status para as garantizar el correcto funcionamiento y por ende la produccin misma.Lo anteriormente descrito es una naturaleza que posee el hombre, esto es, la necesidad de solventar, controlar, regular todo lo que le rodea buscando generalmente para beneficios propios, pudindose decir que el hombre durante numerosas generaciones ha trasladado esta naturaleza de control total sobre su entorno a lo que conocemos hoy en da de las industrias, y no solo eso, sino que tambin se ha visto en reas empresariales, medicinales, ciencias militares, rea educacional y hasta en lo domestico.En la industria hoy en dia nos encontramos con nmeros controladores pero los sistemas neumticos se usan mucho en la automatizacin de la maquinaria de produccin y en el campo de los controladores automticos. Por ejemplo, tienen un amplio uso los circuitos neumticos que convierten la energa del aire comprimido en energa mecnica, y se encuentran diversos tipos de controladores neumticos en la industria.As como existen los controladores, se han desarrollado innumerables software que dan soporte y apoyo al desenvolvimiento de las actividades de los controladores para lo que fueron diseados.En la actualidad Matlab es un programa de gran aceptacin en ingeniera destinado realizar clculos tcnicos cientficos y de propsito general. En l se integran operaciones de clculo, visualizacin y programacin, donde la interaccin con el usuario emplea una notacin matemtica clsica.Los usos y aplicaciones tpicos de Matlab son: Matemticas y clculo. Desarrollo de algoritmos. Adquisicin de datos. Modelado, simulacin y prototipado. Anlisis y procesado de datos. Grficos cientficos y de ingeniera. Desarrollo de aplicaciones.

En sntesis los sistemas de control han revolucionado el campo industrial desde su creacin en el siglo XIX, avanzando a travs de los controladores y la gran gama de los mismos, tanto es el avance que en la actualidad poseemos software y aplicaciones desarrolladas por especialistas que nos dan ideas, soporte y apoyo al proceso de control de los procesos productivos para el buen y eficiente manejo en la toma de decisiones.El uso de controladores permite asegurar la ejecucin eficiente y sin errores de los procesos, estos continuamente evalan mediante un valor setteado el valor actual que tiene el proceso, es posible que dependiendo de las condiciones en las que se implemente un tipo de controlador sea ms eficiente que otro, pero en si los controladores tienen un papel fundamental en la automatizacin de procesos al independizar al operador de las actividades de medicin, calculo y correccin del proceso como tal.

REFERENCIAS

1. Corts, M. y Garibay R. (sin fecha). Tipos de Controladores. [Documento en Lnea]. Consultado el 12 de abril de 2015 en: http://www.biblioteca.upibi.ipn.mx/Archivos/Material%20Didactico/Apuntes%20para%20la%20asignatura%20de%20instrumentaci%C3%B3n%20y%20control/cap4.pdf2. Creus, A. (2011). Instrumentacin Industrial (8va Edicin) [Libro en Lnea]. Consultado el 22 de marzo de 2015 en: http://www.freelibros.org/ingenieria-industrial/instrumentacion-industrial-8vaedicion-antonio-creus-sole.html3. Sistemas Tcnicos. Disponible en: http://www.ifdcelbolson.edu.ar/mat_biblio/tecnologia/curso1/u1/09.pdf [Consultado el 14 de abril de 2015].

4. Sistemas Neumticos. Disponible en: http://www.tecnologia-tecnica.com.ar/index_archivos/Page4697.htm [Consultado el 14 de abril de 2015].

5. Ogata, K. 1998. Ingeniera de control Moderno. Tercera Edicin. Espaa: Editorial Pearson Educacin.