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SISTEMA DE CONTROL

Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema, La finalidad de un sistema de control es conseguir, mediante la manipulación de las variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen unos valores prefijados, con pocas probabilidades de fallos. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de controladores de automatización programables (PAC).

Un sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su objetivo cumpliendo los siguientes requisitos:

·         Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos.

·         Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido.

Normalmente este criterio consiste en que la acción de control sobre las variables de entrada sea realizable, evitando comportamientos bruscos e irreales.

·         Ser fácilmente implementable y cómodo de operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.

 

Los elementos básicos que forman parte de un sistema de control y permiten su manipulación son los siguientes:

·         Sensores. Permiten conocer los valores de las variables medidas del sistema.

·         Controlador. Utilizando los valores determinados por los sensores y la consigna impuesta, calcula la acción que debe aplicarse para modificar las variables de control en base a cierta estrategia.

·         Actuador. Es el mecanismo que ejecuta la acción calculada por el controlador y que modifica las variables de control. 

 

Se distinguen dos tipos de estrategias en función de la naturaleza de la información utilizada para calcular la acción de control del sistema, lazo abierto y lazo cerrado.

 

Los sistemas de control abierto son aquellos en que la acción del controlador no se relaciona con el resultado final (los sistemas de lazo abierto la señal de salida no tiene influencia sobre la entrada). Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Un ejemplo simple es el llenado de un tanque usando una manguera de jardín. Mientras que la llave siga abierta, el agua fluirá. La altura del agua en el tanque no puede hacer que la llave se cierre. Sin embargo, cuando usted ve que el tanque está lleno y decide cerrar la llave, está añadiendo el elemento de retroalimentación al circuito. Pero en este caso es un circuito cerrado controlado por el hombre.

Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. la señal de salida tiene influencia sobre la entrada, es decir, que si existe una desviación entre la salida real y la deseada, el autómata realiza los ajustes necesarios para aproximarlas lo más posible, ya que aquí si existe realimentación de información. Este tipo de estrategia de control puede aplicarse sea cual sea la variable controlada. La gran mayoría de los sistemas de control que se desarrollan en la actualidad son en lazo cerrado.  

Según la dirección de la estrategia de control podemos distinguir tres casos, control aguas abajo, control aguas arriba y control mixto.

 

En el control aguas abajo, la acción de control consiste en variar el caudal aguas arriba del tramo, la compuerta situada aguas arriba es la que realiza dicha acción.
En el control aguas arriba la acción consiste en variar el nivel aguas abajo, en este caso, la compuerta que actúa es la situada aguas abajo del tramo. Una compuerta realiza un control aguas abajo cuando el nivel que está controlando es el del tramo ubicado aguas debajo de la misma.

En cambio, una compuerta realiza un control aguas arriba cuando el nivel controlado es el del tramo situado aguas arriba.

El control aguas abajo genera indirectamente un control en lazo cerrado de caudales, ya que se obtiene mediante una modificación del caudal aguas arriba. En cambio, el control aguas arriba no genera un control de caudal de lazo cerrado, ya que se obtiene mediante una simple modificación del calado aguas arriba de la compuerta...

Es por ello que este tipo de control es insuficiente y debe de ser complementado mediante un lazo de control en caudales.

El control mixto es una estrategia de control que combina estrategias de control aguas arriba y aguas abajo. Este tipo de control también genera indirectamente un lazo cerrado de caudales.

Características de un Sistema de Control

  1. Señal de Corriente de Entrada: Considerada como estímulo aplicado a un sistema desde una fuente de energía externa con el propósito de que el sistema produzca una respuesta específica.
  2. Señal de Corriente de Salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la respuesta que implicaba la entrada.
  3. Variable Manipulada: Es el elemento al cual se le modifica su magnitud, para lograr la respuesta deseada. Es decir, se manipula la entrada del proceso.
  4. Variable Controlada: Es el elemento que se desea controlar. Se puede decir que es la salida del proceso.
  5. Conversión: Mediante receptores se generan las variaciones o cambios que se producen en la variable.
  6. Variaciones Externas: Son los factores que influyen en la acción de producir un cambio de orden correctivo.
  7. Fuente de Energía: Es la que entrega la energía necesaria para generar cualquier tipo de actividad dentro del sistema.
  8. Retroalimentación: La retroalimentación es una característica importante de los sistemas de control de lazo cerrado. Es una relación secuencial de causas y efectos entre las variables de estado. Dependiendo de la acción correctiva que tome el sistema, este puede apoyar o no una decisión, cuando en el sistema se produce un retorno se dice que hay una retroalimentación negativa; si el sistema apoya la decisión inicial se dice que hay una retroalimentación positiva.
  9. Variables de fase: Son las variables que resultan de la transformación del sistema original a la forma canónica controlable. De aquí se obtiene también la matriz de controlabilidad cuyo rango debe ser de orden completo para controlar el sistema.

 
















































































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