Señal Digital

TÓPICOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
1
CCaappííttuulloo 1
INTRODUCCIÓN
A lo largo de la historia el hombre se ha sentido fascinado por maquinarias y dispositivos capaces
de imitar las funciones y movimiento de los seres vivos.
En la era contemporánea la producción industrial se ha caracterizado principalmente por la
optimización de los procesos empleando avances tecnológicos de lacomunicación y el control a fin de
lograr productos a bajo costo, alta calidad capaces de cumplir con los estándares exigidos por el
mercado.
Las diversas formas de automatizar los procesos y servicios se realizan a través del uso de
sensores, controladores y actuadores facilitando la producción y minimizando los recursos humanos.
La tecnología actual permite supervisar y controlar diversasindustrias del tipo productivo o
manufacturero en tiempo real. En nuestro país el control y la automatización a través de la electrónica
han experimentado un cambio importante en la mayoría de las industrias, para ampliar y mantener su
posición en los respectivos campos de acción.
1.1 CONTROL AUTOMÁTICO
Se entiende por control automático, el mantener estable una variable de proceso mediante undispositivo, por lo general electrónico, cuyo valor deseado está almacenado en la memoria de éste y al
recibir la señal de la variable controlada realiza los cálculos y estima la acción sobre la variable
manipulada, corrigiendo y estabilizando el sistema de control.
Este dispositivo eléctrico conocido como controlador, se encuentra en el mercado bajo la
denominación de PLC (Controlador LógicoProgramable), controlador de lazo digital (microcontrolador)
y PC (computadora personal).
1.2 SISTEMAS DE CONTROL
Para mostrar de una manera más fácil un sistema de control (figura 1.1) se tomará como
ejemplo un proceso típico de intercambio de calor.
Figura 1.1 Intercambiador de Calor a ser controlado
BULBO
TERMOMETRO
INDICADOR
SALIDA DE
AGUA CALIENTE
ENTRADA DE
AGUA FRIA
VALVULA
DE VAPORENTRADA
DE VAPOR
Click here to buy
ABBYY PDF Transformer 2.0
www.ABBYY.com
Click here to buy
ABBYY PDF Transformer 2.0
www.ABBYY.com
TÓPICOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
2
Si el Intercambiador de Calor (proceso), fuese manejado solamente por un hombre; sería
como se detalla en la figura 1.2.
Figura 1.2. - Representación del control del intercambiador por una persona
Analizamos elcontrol manual de la figura 1.2, donde el operador mide la temperatura de
salida, compara el valor deseado, calcula cuanto más abrirá la válvula de vapor, y hace las
correcciones correspondientes; así las funciones básicas del control manual realizado por un ser
humano son:
- Medir
- Comparar
- Calcular
- Corregir
Luego los fundamentos de un sistema de control automático deben de provenir delas
funciones básicas del control manual realizadas por un ser humano.
1.3 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL
Un sistema de control automático simple generalmente debe contar con los siguientes
elementos: sensor, proceso, controlador y actuador, ver figura 1.3.
Figura 1.3. - Diagrama de Bloques General de un control Automático
ENTRADA DE
AGUA FRIA
Lazo de Control
sensor
acción
correctoraproceso
computa
controlador compara
E NTRADA
DE VAPOR
SALIDA DE
AGUA CALIENTE
PROCESO
SENSOR Ó
ELEMENTO DE
MEDICIÓN
ENTRADA SALIDA
DETECTOR DE ERROR
O CONTROLADOR PERTURBAC IÓN
SET POIN T
VALOR DE
REFERENCIA
ERROR
VARIABLE
MEDIDA
VARIABLE
MANIPULADA
VARIABLE
PERTUBARADORA
VARIABLE
CONTROLADA
ACTUADOR Ó
ELEMENTO
FINAL DE
CONTROL
Click here to buy
ABBYY PDFTransformer 2.0
www.ABBYY.com
Click here to buy
ABBYY PDF Transformer 2.0
www.ABBYY.com
TÓPICOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
3
a. Variable Controlada
Es el parámetro más importante del proceso, debiéndose mantener estable (sin cambios),
pues su variación alteraría las condiciones requeridas en el sistema, su monitoreo a través de un
sensor es una condición importante para dar inicio al control....