Bachiller

CONTROLADORES

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Un controlador automático, compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señal de control que reducirá la desviación a cero ó a un valor pequeño. La manera en la cual el controlador automático produce la señal de control se denomina acción de control.Selección de la acción de control
Acción Directa: Cuando un incremento en la variable controlada (c), origina un incremento en la salida del controlador. Ejm: Control de nivel en un tanque.

LC

h

LT

u

AO

Selección de la acción de control
Acción Inversa: Cuando un incremento en la variable controlada (c), origina una disminución en la salida del controlador. Ejm: Control detemperatura en un intercambiador de calor.

Vapor

AO
Líq.

u

TIC

TT

Ti

T

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de control: Todo o nada (2 posiciones, on-off) Proporcional Proporcional + Integral Proporcional + Derivativo Proporcional + Integral + Derivativo (PID)

• • • • •

ACCIONES BASICAS DE CONTROLConfiguración de un sistema de control automático en lazo cerrado.

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Para ejemplificar las acciones de control, se usará el modelo de un motor de c.d.
 ( s)
8000  2 u ( s) s  510.008s  5004

En donde  (s) es la velocidad en rad/sec u (s) es el voltaje de alimentación en volts

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Para poder apreciar las acciones de control, analizaremos enlazo abierto el comportamiento del motor, alimentadolo con su voltaje máximo de 20 volts.

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Control Dos posiciones (Todo o nada, on-off, Bang-Bang) El dispositivo corrector final tiene solamente 2 posiciones o estados de operación. Si la señal de error es positiva, el controlador envía el dispositivo corrector final a una de las 2 posiciones. Si la señal de error esnegativa, el controlador envía el dispositivo corrector final a la otra posición.

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
u SP = 50% 100% 1 0 0

Con acción inversa

0% - 50% 100% 0% 50% 50% 0% e = SP - PV PV

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Supongamos que la señal de salida del controlador es u(t) y que la señal de error es e(t). U1, para e (t )  0 u (t )   U 2, para e (t )  0 Si U1=-U2, yU1=U0, entonces
u(t )  U 0 sign(e(t ))

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Aplicando un control Todo Nada para mantener la velocidad del motor en 10 rad seg
u(t )  20sign(e(t ))

ACCIONES BASICAS DE CONTROL

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Se observa que la velocidad llega al valor deseado y se conserva ahí, al igual que el error se conserva en cero. Pero el voltaje de control para lograr estopresenta unas oscilaciones de frecuencia infinita, la cual no puede ser implementada por ningún actuador ó dispositivo corrector final. Ahora se verá un dispositivo corrector final que pueda implementar un frecuencia finita.

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Para ello, es necesario saber que todos los actuadores todo o nada tienen una pequeña zona de actuación o brecha diferencial, la cual estádefinida como el más pequeño rango de valores medidos que debe atravesar para hacer que el actuador vaya de una posición a la otra

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
El actuador que consideraremos será una configuración de transistores que servirán para manipular el voltaje alimentado al motor. Como se sabe, el transistor requiere de un cierto voltaje en su base para poder ser encendido, por lo tanto, laseñal de error tendrá que superar este nivel para poder encender los transistores adecuados. Suponiendo que se necesita 1V para la base.

ACCIONES BASICAS DE CONTROL

ACCIONES BASICAS DE CONTROL

ACCIONES BASICAS DE CONTROL
Concluciones: • El control todo nada sólo sirve para manejar actuadores de dos posiciones. • La desventaja es que los actuadores se desgastan muy rápido. • En la...