Acciones básicas de control

Universidad “Fermín Toro”
Dirección de Escuela de Computación
Departamento de Electrónica

Acciones Básicas de Control

Edgar Becerra
Gregory Carrasco
Luisana Cartaya
Alfredo Leal
Carlos Rodríguez
Teoría de Control I.Sección: N-I16.
Prof. Marienny Arrieche

Introducción

En un proceso químico algunas variables como la temperatura, presión, flujo o nivelde líquido en un tanque sondeterminantes para su operación, de tal manera que sehace necesario mantener regulados sus valores deseados para garantizar laestabilidad y seguridad del mismo. Esto se realiza mediante dispositivos(controladores) diseñados para desarrollar una acción sobre las desviaciones que seobserven en los valores de dichas condiciones. Lo anterior requiere del acoplamientocon un mecanismo de medición ytransmisión (Sensor/Transmisor) de la variable deproceso como fuente de información para la acción correctiva junto con otromecanismo de ejecución de la acción reguladora decidida por el controlador.

Al controlador ingresan las señales R(s) (set-point) y B(s)(medición de la variable controlada), se comparan generando la señal de error E(s), ésta a suvez es modificada de alguna forma por latransferencia del controlador Gc y finalmente elresultado es la variable de control. El algoritmo matemático que se ejerce sobre el error o la manera como se produce la señal de control es lallamada acción de control.Un controlador automático compara el valor real de la salida de una planta con la entradade referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señal de controlque reducirála desviación a cero o a un valor pequeño. Por acción básica se entiende que el controlador amplifique, integre o derive lainformación de entrada o desarrolle una suma entre algunas de estas acciones. Deacuerdo a esto, los controladores que usualmente se incluyen dentro de un procesoson los de acciones proporcional (P), proporcional – integral (PI), proporcional –derivativo (PD) y proporcional –integral – derivativo (PID). Para algunassituaciones se justifica un control denominado de dos posiciones o de encendido yapagado (On/Off).

Casi todos los controladores industriales emplean como fuente de energía laelectricidad o la presión de un fluido como el aire. Los controladores tambiénpueden clasificarse, de acuerdo con el tipo de energía que utilizan en su operación,como neumáticos,hidráulicos o electrónicos. El tipo de controlador que se use debedecidirse con base en la naturaleza de la planta y las condiciones operacionales,incluyendo consideraciones tales como seguridad, costo, disponibilidad, confiabilidad, precisión, peso y tamaño.

Lazo de control por retroalimentación (Feedback)

Figura 1.1 Lazo de Control de un proceso de Retroalimentación


La Figura 1.1es un diagrama de bloques de un sistema de control industrial que consiste de un controlador automático, un elemento de control final, un proceso y un sensor (elemento de medición). Es un lazo cerrado donde la variable de salida del proceso se mide y retroalimenta al controlador quien determina el error de dicha medida con su valor de referencia y genera una acción que ejecuta el elemento decontrol final para ajustar la variable de control al valor deseado. Lazo de control de un proceso por retroalimentación El controlador detecta la señal de error, que por lo general está en un nivel muy bajo, y la amplifica a un nivel lo suficientemente alto. La salida del controladorautomático se alimenta a un elemento de control final como un motor hidráulico o eléctrico o una válvula neumática. Esteelemento de control final es un dispositivo de potencia que produce la entrada al proceso de acuerdo con la señal de control, a fin de que la señal de salida se aproxime a la señal de entrada de referencia. El sensor o elemento de medición es un dispositivo que convierte la variable de salida en otra variable manejable, tal como un desplazamiento, una presión o un voltaje que pueda usarse para...