Tipos de sistemas de control.

Para empezar…
¿Qué es un “sistema”, y en particular “sistemas de control”?

Los sistemas son una caja negra que tiene una entrada y una salida.. Este sistema es de control sí la salida es controlada en base a lo que es definido por la entrada. Un ejemplo de esto es un regulador de temperatura, el cual al recibir una entrada de “x” temperatura, el regulador iniciará acciones para modificar esta temperatura a una ya definida por el usuario.

Existen dos tipos básicos de sistemas de control: de lazo abierto y de lazo cerrado. La diferencia entre ellos se ilustra con un ejemplo sencillo.

Considere un calefactor eléctrico que cuenta con un interruptor que permite elegir entre una resistencia calentadora de 1kw o de 2kw.

Si una persona elige alguna de ellas para calentar la habitación, bastaría con poner el interruptor en la resistencia elegida, de esta manera la habitación se comenzará a calentar y alcanzará una temperatura definida por la resistencia previamente seleccionada, sí por alguna razón se producen cambios en la temperatura de la habitación como abrir una ventana o la puerta, no hay forma de ajustar el calor para compensar el frío.

Éste es un ejemplo de sistema de control de lazo abierto, ya que el calefactor no retoma la variable del exterior como una retroalimentación a la variable de entrada.

Para lograr que el sistema se vuelva de lazo cerrado se deberá crear una retroalimentación, que en este caso necesitaría de un dispositivo que permita medir la temperatura exterior y esta información la haga llegar al sistema de selección de resistencias.

Elementos básicos de los sistemas de lazo cerrado

Elemento comparador

Este elemento se encarga de “comparar” un valor de referencia establecido por el usuario del valor obtenido por algún instrumento de medición del entorno a medir.

Al comparar que la señal de referencia y la medida en el entorno no son iguales (al comparar debe dar un 0 o un 1 dependiendo la programación de control), este manda un mensaje de error.

señal de error = señal del valor de referencia – señal del valor medido

Elemento de control

En cuanto recibe una señal de error, el controlador decide que acción llevar a cabo.

Las acciones de control pueden ser Sistemas Alambrados, en cuyo caso la acción de control se define de manera permanente por la conexión entre los elementos; o bien, puede ser sistemas Programables, donde el algoritmo de control se almacena en una memoria y esta puede ser re-programable.

Elemento correcto

Es el encargado de realizar la acción en el proceso a fin de “corregir” la condición controlada

Elemento de Proceso

El proceso es aquello que se está controlando. Puede ser un entorno, un tanque con agua cuyo nivel se controla, etc.

Elemento de Medición

El elemento de medición produce una señal relacionada con el estado de la variable del proceso que se controla.

Ejemplo de elementos en los sistemas de control de lazo cerrado

En el caso del calefactor previamente descrito nos encontramos con:

Post publicado en mi web Guia de Mecatronica