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Lectura actividad 1
Sistemas de Control
 
Para que este curso de electrónica industrial avanzada sea más provechoso, y los conceptos que aprenda estén contextualizados con su área de desempeño como ingeniero electrónico, se recomienda recordar los conceptos básicos de sistemas de Control. En los sistemas de supervisión, control, y adquisición de datos (SCADA) que estudiaremos en este curso,una de las prestaciones básicas es el control. A pesar de que el curso no profundiza directamente en las técnicas de control lineal, para entender mejor la arquitectura de los sistemas SCADA es necesario tener en mente los conceptos básicos de sistemas de control para adaptar este conocimiento al área industrial. A continuación se hace un breve resumen del tema, pero usted tiene la tarea deprofundizar en esta área por su cuenta.
Consideraremos como planta, en este curso, a cualquier macro-sistema cuya respuesta se desea controlar. Más adelante veremos que la planta se compone de elementos controlables, o como lo llamaremos, unidades remotas de control (RTU). Las plantas industriales se pueden representar como sistemas con un grupo de señales en su entrada, y acciones definidas comosalida.
Todo sistema o subsistema se puede caracterizar a través de la relación entre la señal de entrada y la señal de salida. Para encontrar esa relación hay que recurrir a las leyes de la física y los modelos matemáticos que las describen; por ejemplo, un sistema electrónico se podría describir con la ayuda de las leyes de Kirchov. Normalmente, los sistemas en general, se describen por ecuacionesdiferenciales lineales con coeficientes constantes, las cuales relacionan la entrada del sistema con su salida.
Los sistemas de control son un conjunto de subsistemas y plantas interconectadas con la intención de controlar las salidas de las plantas, es decir, que las salidas de las plantas sigan unos objetivos prefijados. Los objetivos, entre otros, de un sistema de control son cumplir con unasespecificaciones dadas de respuesta transitoria, y de respuesta en estado estable, y garantizar la estabilidad.
La versión más sencilla de un sistema de control, son los sistemas de control en lazo abierto. Estos sistemas no pueden compensar distorsiones de la planta, por lo que solo se usan para plantas perfectamente calibradas, de las que se pueda asegurar su buen comportamiento sin necesidadde ajustes. Muchos no consideran estos sistemas como de control, por causa de carecer de retroalimentación. Un ejemplo de estos sistemas, son los motores eléctricos que se prenden o apagan de manera controlada, pero sin ningún tipo de monitoreo o control de su estado.
En sistemas de lazo cerrado, el dispositivo encargado de hacer los ajustes es el controlador. Este controlador, puede actuar demanera análoga o de manera digital. Los controladores análogos pueden ser sistemas eléctricos, electrónicos o mecánicos, que reciben señales análogas, las procesan de manera análoga, y arrojan señales de control análogas. Los controladores análogos ya actualmente no son muy desarrollados, por el impacto de la tecnología digital en el área de control de procesos. Los controladores digitales,realizan todo el procesamiento de las señales de manera digital, por lo que requieren sistemas de conversión A/D en su entrada, y cuando el actuador de la planta lo requiere, sistemas D/A en la salida. Los computadores pueden actuar de controladores, si se les coloca una tarjeta de adquisición de datos, o se usan sus puertos como puertos de entrada de señales de control. En este caso, se usa softwareespecializado para realizar el procesamiento digital de las señales, e implementar los algoritmos necesarios, para ajustar el sistema.
Estos sistemas de control digital tienen ventajas como:
Varios lazos cerrados pueden ser controlados por el mismo ordenador compartiendo diversas tareas en tiempo.
Versatilidad: pueden implementar una gran variedad de acciones de control.
Flexibilidad:...