DISEÑO DE CONTROLADORES

INTRODUCCIÓN : En el mundo industrializado en que vivimos actualmente se nos exigen cada vez procesos más eficientes, más rápidos, más económicos y que proporcionen productos de mejor calidad, esto se ha conseguido con el desarrollo constante de nuevas tecnologías que cada vez son mejoradas o sustituidas por otras. De ahí la importancia que tiene la medición y control de los procesos mediantedispositivos y sistemas adecuados, lo cual ha convertido a la Automatización y Control Industrial en una fase necesaria e imprescindible en la proyección de una industria. Tanto así que algunas industrias ya constituidas solamente pueden mantenerse competitivas en el mercado con una modernización de sus sistemas de control.
DISEÑO DE CONTROLADORES INDUSTRIALES: Controladores industriales: En lossistemas de control, el controlador es el elemento encargado de comparar la señal de referencia con la señal de salida del proceso y producir una señal de control, la cual, es enviada al actuador para tratar de corregir el error y mantener la variable controlada en el valor de referencia preestablecido ( set point ). Desde el punto de vista de la tecnología de fabricación, estos se pueden clasificaren: neumáticos, electrónicos y digitales (basados en microprocesador )
ACCIONES DE CONTROL: El término acción de control se refiere a la manera en que la señal actuante es empleada por los elementos de control para lograr la corrección. Un conocimiento de las características de las diversas acciones de control es útil para predecir la respuesta de los sistemas de control, especialmente enaquellos casos donde las funciones de transferencia son desconocidas, o bien, no están bien definidas. Un ejemplo es el control del ambiente en un edificio comercial; el equipo de calefacción y de enfriamiento, las tuberías y el edificio mismo se encuentran todos, en el lazo de control. Un conocimiento de las acciones de control también permite al ingeniero de control seleccionar la más apropiada paracada aplicación en particular. Los controladores industriales analógicos, se pueden clasificar de acuerdo con sus acciones de control de la siguiente forma: • Controladores de dos posiciones (on-off) • Controladores proporcionales • Controladores integrales • Controladores PI ( proporcional-integral) • Controladores PD ( proporcional-derivativo) • Controladores PID (proporcional-integral-derivativo).
Un controlador automático compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referencia (valor deseado), determina el error, y produce una señal de control que reducirá el error a cero, o a un valor muy pequeño. La forma como el controlador automático produce la señal de control, se denomina acción de control.
CLASIFICACIÓN DE CONTROLADORES INDUSTRIALES ANALÓGICOS: Loscontroladores industriales analógicos, se pueden clasificar de acuerdo a sus acciones de control, de la siguiente forma.
• Controladores de dos posiciones, o intermitentes (encendido-apagado).
• Controladores proporcionales.
• Controladores integrales.
• Controladores proporcional+integral.
• Controladores tipo proporcional+derivativo.
• Controladores tipo proporcional+integral+derivativo.

Acciónde control de dos posiciones, o de encendido-apagado. En un sistema de control de dos posiciones, el actuador tiene sólo dos posiciones fijas, que en muchos casos son, simplemente conectado y desconectado. El controlador de dos posiciones, o de encendido o apagado es relativamente simple y económico, y por esta razón se usa ampliamente en sistemas de control, tanto industriales como domésticos. Seau(t)la señal de salida del controlador y e(t) la señal de error. En un controlador de dos posiciones, la señal u(t)permanece en un valor máximo o mínimo, según sea la señal de error positiva o negativa, de manera que:
u(t)=U 1 para e(t)>0
u(t)=U2 para e(t)<0
donde U1 y U2 son constantes. Generalmente el valor mínimo de U2 puede ser, o bien cero, o - U1. En general los controladores de dos...