Sistemas de Control – Introducción

¿Qué es un sistema? Un sistema es un conjunto de elementos independientes, que están interrelacionados bajo una coherencia lógica, cumpliendo un orden dinámico para el logro de un objetivo en común. Con ello descartamos la posibilidad de definir un sistema como una mera agrupación de cosas. Estos elementos incluidos dentro del mismo, trabajan en base al principio de sinergia lo cual implica que, cada elemento aislado, por sí mismo, no puede explicar ni fundamentar el accionar de la totalidad del sistema. Todo sistema tiene una naturaleza orgánica, por lo cual una acción que produzca un cambio en una de las unidades del sistema, con mucha probabilidad producirá cambios en todas las unidades de éste. El efecto total de esos cambios o alteraciones se presentará como un ajuste a todo el sistema, el cual siempre reaccionará globalmente a cualquier estímulo producido en cualquier parte o unidad interna. Existe una relación de causa y efecto entre las diferentes partes constituyentes del mismo.

Sistemas de Control. Generalidades.

Es la aplicación e instrumentación de herramientas tecnológicas para el armado, la regulación, el seguimiento y la corrección de procesos industriales. En este sentido se incorporan e integran conocimientos y dispositivos desde distintas disciplinas para la conformación de circuitos eléctricos, neumáticos e hidráulicos que permiten llevar adelante las acciones necesarias para la gestión de procesos industriales. Algunas nociones fundamentales en relación a la teoría de control que utilizaremos constantemente serán: Etapa de Entrada: es todo estímulo aplicado al sistema de control para producir una respuesta especificada. Etapa de Control: es el cerebro de todo sistema de control. Realizará la lectura de las entradas del sistema, las procesará de acuerdo a la programación o el conexionado interno; y decidirá, según se cumplan o no las condiciones precisadas, cuáles serán los efectos producidos en las salidas del sistema. Esta etapa trabaja con señales de control de baja potencia. Etapa de Salida: es toda respuesta obtenida que puede ser diferente a la especificada.

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Tipos de control

El control de un sistema se efectúa mediante un conjunto de componentes mecánicos, hidráulicos, eléctricos y/o electrónicos que, interconectados, recogen información acerca del funcionamiento, comparan este funcionamiento con datos previos y, si es necesario, modifican el proceso para alcanzar el resultado deseado. Este conjunto de elementos constituye, por lo tanto, un sistema en sí mismo y se denomina sistema de control. Para estudiarlo, es necesario suponer que sus componentes forman conjuntos, que reciben una orden o entrada y producen una respuesta o salida. Estos conjuntos se representan gráficamente en forma de rectángulos o bloques vinculados por flechas, las cuales muestran las conexiones que existen entre aquéllos y los efectos que producen. La forma más simple para esquematizar un proceso de control es un bloque sobre el que incide una entrada y se genera una salida.

Sistemas de control manuales y automáticos

Los sistemas de control pueden ser manuales o automáticos.

Sistema Manual.

Para obtener una respuesta del sistema, interviene el hombre sobre el elemento de control. La acción del hombre es, entonces, la que actúa siempre sobre el sistema (cierra o abre, acciona un interruptor), para producir cambios en el funcionamiento. Encontramos sistemas de control manuales, por ejemplo, en el encendido y el apagado de las luces en una habitación. Sistema Automático El sistema da respuesta sin que nadie intervenga de manera directa sobre él, excepto en la introducción de condiciones iniciales o de consigna. El sistema “opera por sí solo”, efectuando los cambios necesarios durante su funcionamiento. Así, se reemplaza el operador humano por dispositivos tecnológicos que operan sobre el sistema (relés, válvulas motorizadas, válvulas solenoides, actuadores, interruptores, motores, etc.). Encontramos sistemas automáticos de control en, por ejemplo, Heladeras.

Lazos de Control

Los sistemas de control, además, pueden ser caracterizados por lo que se denomina lazos de control.

Lazo Abierto En este tipo de sistemas de control, la entrada actúa directamente sobre el dispositivo de control o regulador, para producir, por medio de los actuadores, el efecto deseado en las variables de salida. En estos sistemas, el regulador, no comprueba el valor que toma la variable de salida. Por lo tanto, el sistema no recibe información sobre el estado de la planta o equipo a controlar.

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Algunos ejemplos:

  • Encendido y apagado de una lámpara mediante una llave de luz

  • Encendido y apagado manual de una bomba de agua para llenar un tanque de agua

Lazo Cerrado

A diferencia de los sistemas trabajados anteriormente, en estos, la salida y la entrada están relacionadas mediante un “Bucle de Retroalimentación”. A través del mismo, la salida influye sobre la señal de entrada, teniendo así un efecto sobre la acción de control.

Los elementos encargados de realizar este Feedback son los sensores, los cuales detectan cambios que se producen en la salida, llevan esa información al dispositivo de control quién, por su parte, podrá actuar en consonancia con dicha información recibida para conseguir la señal de salida deseada.

Por todo ello, es que estos sistemas son capaces de funcionar por sí solos, de manera automática sin o con muy poca intervención humana.

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Algunos ejemplos:

  • Llenado de un tanque de agua con encendido y corte automático

  • Portón con apertura y cierre con comando a distancia