Controladores automáticos

Controladores automáticos

Es un caso particular del término automatización y engloba al control electrónico, por der esta la rama técnica que ha permitido una evolución continua de la automatización industrial.

Podemos definir el control automático de procesos como: la elaboración o captación de un proceso industrial a través de varias etapas, con el uso libre de los equipos necesarios para ahorra tiempo manual y esfuerzo mental.

Características

Captación: en control de procesos, esto equivale a captar la variable a través de un elemento de medida (sensor, transductor, instrumento de medida). La captación esta normalmente formada por componentes locales, es decir, próximos al lugar físico donde se producen los datos de interés.

Evaluación: consiste en atribuir la importancia adecuada a la captación hecha de acuerdo con el algoritmo de control de proceso, es decir, por comparación entre la variable de proceso captada y el valor deseado o punto de consigna. A partir de aquí se obtendrá una señal de corrección.

Actuación: va dirigida al elemento final de control, siempre y cuando dicha actuación sea requerida. El elemento final o actuador estará en consonancia con el tipo de proceso a controlar: motor, válvula, calefactor, etc.

Aplicaciones

El principio del control automático o sea el empleo de una realimentación o medición para accionar un mecanismo de control, es muy simple. El mismo principio de control automático se usa en diversos campos, como en control de procesos químicos y del petróleo, control de hornos en la fabricación del acero, control de maquinas herramientas, y en la trayectoria de un proyectil.

El uso de las computadoras analógicas y digitales ha posibilitado la aplicación de ideas de control automático a sistemas físicos que hace apenas pocos años eran imposibles de analizar o controlar.

Es necesaria la compresión del principio del control en la ingeniera moderna, por ser su uso tan común como el uso de los principios de electricidad o termodinámica, siendo por la tanto, una parte de primordial importancia dentro de la esfera del conocimiento de ingeniería. También son tema de estudio los aparatos para control automático, los cuales emplean de principio de realimentación para mejorar su funcionamiento.

Ejemplo

Un ejemplo sencillo de sistema automático lo constituye el control de temperatura de una habitación por medio de un termostato, en el que se programa una temperatura de referencia que se considera idónea. Si en un instante determinado la temperatura del recinto es inferior a la deseada, se producirá calor, lo que incrementará la temperatura hasta el valor programado, momento en que la calefacción se desconecta de manera automática.

Controlador proporcional

Es un modo de control cuya señal de salida es directamente proporcional a la desviación y a los ajustes con que cuenta el controlador.

BP: Es el porcentaje de escalas que tienen que recorrer la variable controlada para que el EFC vaya a una de sus posiciones extremas.

Características

Es la presencia del offset, ya que solo reduce el error (no lo elimina)

Ejemplo

Se tiene un controlador proporcional, trabajando en lazo abierto, con los siguientes datos:

Controlador proporcional + derivativo

La acción del control proporcional derivativa (PD) genera una señal que es el resultado de la combinación de la acción proporcional y la acción derivativa conjuntamente.

Donde Td es el tiempo derivativo.

El control proporcional derivativo proporciona al sistema una mayor estabilidad relativa que se traduce en una respuesta transitoria con menor sobre impulso. Sin embargo, cuando la influencia del control en muy grande, el sistema de control tiende a ofrecer una respuesta excesivamente lenta.

En el control derivativo, en cuanto a la señal de error empieza a cambiar, existe la posibilidad de que el controlador produzca una salida de gran magnitud, ya que es proporcional a la rapidez con que cambian la señal de error y no por su valor.

El controlador PD es un control con alta sensibilidad. Su desventaja radica en que amplifica señales de ruido en efecto de saturación en el acondicionador

Características

Un control derivativo (Kd) tendrá el efecto de incrementar La estabilidad del sistema, reduciendo el sobrepico, y mejorando la respuesta transitoria.

Los efectos de cada uno de los Controladores Kp, Kd, y Ki en un Sistema a lazo cerrado

Aplicación

Dependiendo del sistema al trabajar lo nos podemos dar cuenta que aplicamos el cálculo en la ingeniería industrial.

Controlador proporcional + Derivativo + Integral (PDI)

Lenguaje de programación

Logo

Logo es un lenguaje de programación de alto nivel, en parte funcional, en parte estructurado; de muy fácil aprendizaje, razón por la cual suele ser el lenguaje de programación preferido para trabajar con niños y jóvenes. Fue diseñado con fines didácticos por Danny Bobrow, Wally Feurzeig y Seymour Papert, los cuales se basaron en las características del lenguajeLisp. A pesar de que Logo no fue creado con la finalidad de usarlo para enseñar programación, puede usarse para enseñar la mayoría de los principales conceptos de la programación, ya que proporciona soporte para manejo de listas, archivos y entrada/salida.

Papert desarrolló un enfoque basado en su experiencia con Piaget a principios de los sesenta. Fundamentalmente consiste en presentar a los niños retos intelectuales que puedan ser resueltos mediante el desarrollo de programas en Logo. El proceso de revisión manual de los errores contribuye a que el niño desarrolle habilidades meta-cognitivas al poner en práctica procesos de autocorrección. Es conocido por poder manejar con facilidad gráficas tortuga, listas, archivos

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