REGULACIÓN AUTOMÁTICA

Sistemas Automáticos

Del control manual al Automático

La Automática o Control (automático) de Sistemas trata de regular, con la mínima intervención humana, el comportamiento dinámico de un sistema mediante órdenes de Sistema:

Sistema: conjunto de elementos, físicos o abstractos, relacionados entre sí de forma que modificaciones o alteraciones en determinadas magnitudes en uno de ellos pueden influir o ser influidas por los demás. mando.

Variables del sistema: magnitudes que definen el comportamiento de un sistema. Su naturaleza define el tipo de sistema: mecánico, químico, eléctrico, electrónico, económico, térmico, ...

Variables de Estado: conjunto mínimo de variables del sistema tal que, conocido su valor en un instante dado, permiten conocer la respuesta (variables de salida) del mismo ante cualquier señal de entrada o perturbación.

Otras definiciones de interés. Planta: equipo con el objetivo de realizar una operación o

función determinada. Es cualquier equipo físico que se desea controlar (motor, horno, reactor, caldera, ...).

Proceso: cualquier serie de operaciones que se desea controlar con un fin determinado.

Perturbación: señal de comportamiento no previsible que tiende a afectar adversamente al valor de la salida de un sistema.

Realimentación: operación que, en presencia de perturbaciones tiende a reducir la diferencia entre la salida y la entrada de referencia, utilizando la diferencia entre ambas como parámetro de control.

Primeros ejemplos (griegos y árabes) deControl automático:

Reloj de agua (Ktesibio, 270 a.C.)

Lámpara aceite (Philon, 250 a.C.)

Máquina de vapor conRegulador automáticode velocidad

J. Watt-1769

Revolución Electrónica

Amplificador Operacional (Philbrick, 1952)

El Microprocesador “4004”(Intel, 1971)

Control en lazo (o bucle) abierto

Regulador o

Controlador

ActuadorProceso o Planta

Ent.

perturbaciones

Sal.

La señal de entrada actúa directamente sobre el dispositivo decontrol (Regulador), para producir por medio del Actuador, el efecto deseado en las variables de salida.

El regulador NO comprueba el valor que toma la salida.

El sistema es claramente sensible a las perturbaciones que seproduzcan sobre la planta.

El sistema de calefacción del IES es claramente de lazo abierto

Ejemplos de Control en lazo abierto

Cruce Semaforizado

Tráfico (cantidad?, origen?,destino?, ...)Ropa (cantidad?, grado suciedad?,

color? ...)

Lavadora

SelecciónPrograma

Secuencia determinada

En ambos Ej. La salida sólo depende de la entrada y de las actuaciones que se hacen sobre ella

Control en lazo (o bucle) cerrado

Regulador o

Controlador

ActuadorProceso o Planta

Ent.

perturbaciones

Sal.

El sistema de calefacción de una vivienda individual, con termostato, es un sistema de lazo cerrado

Sensor

La salida del sistema se mide por medio de un Sensor, Y se compara con el valor de la entrada de referencia.El sistema de control podría responder mejor ante lasperturbaciones que se produzcan sobre el sistema.

Control en lazo (o bucle) cerrado

Caldera Calefacción

Sensores deHumedad, nivelTemperatura, ...

Ejemplos de sistemas de Automatización Industrial

Ensamblajede piezas Dosificación

y embalajeGeneración de energía

Diagramas de BloquesUn diagrama de bloques es una representación gráfica del modelo matemático de un sistema. En muchos casos, estos diagramasnos permiten entender el comportamiento y conexión del sistema.

1.- Bloques en serie

Diagramas de Bloques

2.- Bloques en paralelo

Diagramas de Bloques

3.- Transposición de sumadores

Diagramas de Bloques

4.- Transposición de puntos de bifurcación

Diagramas de Bloques

5.- Sistema realimentado

G(S)xR(S) C(S)

R(S)

C(S)

E(S)

+-

Diagramas de Bloques

5.- Sistema realimentado

R(S) C(S)