Expo Control Automatico

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CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL AUTOMÁTICO

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INTRODUCCIÓN AL CONTROL AUTOMATICO

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CONCEPTOS BÁSICOS DE CONTROL AUTOMÁTICO

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Introducción a la Automatización

• Conjunto de componentes físicos conectados o relacionados entre si, de manera que regulen o dirijan su actuación por si mismos, es decir, sin intervención de agentes exteriores, corrigiendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento.

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SISTEMA DE CONTROL

• Se puede definir un sistema de control como el conjunto de elementos que interactúan para conseguir que la salida de un proceso se comporte tal y como se desea, mediante una acción de control.

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SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

• En este tipo de sistemas, la salida no tiene efecto alguno sobre la acción de control.

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SISTEMA DE CONTROL EN LAZO CERRADO

• Control en lazo cerrado siempre implica el uso de una acción de control realimentado para reducir el error del sistema

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VARIABLE CONTROLADA Y SEÑAL DE CONTROL

• La variable controlada es la cantidad o condición que se mide o se controla. La señal de control es la cantidad o condición que el controlador modifica para afectar el valor de la variable controlada.• Normalmente la variable controlada es la salida del sistema • Controlar significa medir el valor de la variable controlada del

sistema y aplicar una señal de control al sistema para corregirlo al valor deseado.

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PLANTA

• Una planta puede ser parte de un equipo, tal vez un conjunto de elementos de una maquina que funcionan juntos y cuyo objetivo es efectuar una operación particular.• Dentro del área de control planta se le llama a cualquier

objeto físico que se va a controlar.• Ej. Dispositivo mecánico, horno de calefacción o nave

espacial.

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PROCESO

• Se define un proceso como una operación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por una serie de cambios graduales que se suceden unos a otros de una forma relativamente fija y que conducen a un resultado.• Dentro del área de control se le llamara proceso cualquier

operación que se va a controlar.• Ej. Procesos químicos y biológicos.

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SISTEMA

• Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado.

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PERTURBACIONES

• Una perturbación es una señal que tiende a afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se denomina interna, mientras que una perturbación externa se genera fuera del sistema y es una entrada.

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SENSOR• Los sensores son los ojos del sistema de control, que le

permiten ver qué está pasando.• Los sensores son sistemas que pueden convertir una variable

física en otra variable física con el objetivo de que la información respecto a la variable media sea accesible ya sea a los operadores o a los equipos de control

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CONTROLADOR

• Es el elemento mas importante en el sistema de control automático.• Es el elemento que se encarga de realizar el procesamiento

de la información y el que determinará las acciones a realizar para poder alcanzar el valor o estado deseado en la planta

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ACTUADOR

• Elemento final del sistema de control. Actúa directamente sobre el proceso o sobre la salida. Su función es modificar una de las variables con la finalidad de que la variable controlada se oriente hacia el valor deseado.

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IMPORTANCIA DE LOS POLOS Y CEROS EN EL DISEÑO DE CONTROL

• En la práctica, el diseño exitoso de un sistema de control no puede depender solamente dela selección de los valores de los parámetros del sistema, de tal forma que secoloquen apropiadamente las raíces de la ecuación característica. Las raíces de la ecuación característica, que son los polos de la función de transferencia en lazo cerrado, afectan la respuesta transitoria de los sistemas de control, particularmente su estabilidad.

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CONTROLADOR PID

• Los controladores PID, mostraron ser robustos en muchas aplicaciones y son los que mas se utilizan en la industria. La estructura de un controlador PID es simple, aunque su simpleza es también su debilidad, dado que limita el rango de plantas donde pueden controlar en forma satisfactoria (existe un grupo de plantas inestables que no pueden ser estabilizadas con ningún miembro de la familia PID).

Page 16: Expo Control Automatico

CONTROLADOR PID• Los miembros de la familia de controladores PID, incluyen tres acciones:

proporcional (P), integral (I) y derivativa (D). Estos controladores son los denominados P, I, PI, PD y PID.

Ejemplo Practico:• Se desea mantener la temperatura interna de un reactor químico en su valor

de referencia. Se debe tener un dispositivo de control de la temperatura (puede ser un calentador, una resisténcia eléctrica,...), y un sensor (termómetro). El P, PI o PID irá controlando la variable (en este caso la temperatura). En el instante que esta no sea la correcta avisará al dispositivo de control de manera que este actúe, corrigiendo el error. De todos modos, lo más correcto es poner un PID; si hay mucho ruido, un PI, pero un P no nos sirve mucho puesto que no llegaría a corregir hasta el valor exacto.