Automatizacion

Curso: Automatizacion y control de procesos industriales

1.2 Los fundamentos modernos de la Automática

La era moderna de la automatización comienza con la aparición, en 1775 de la maquina de vapor de simple efecto inventada por James Watt. La maquina de doble efecto de 1784 estaba provista de dos automatismos: el distribuidor de vapor regulador de bolas, que mantenía constante la velocidaddel árbol de salida a pesar de las fluctuaciones de la carga.

En el contexto actual, la AUTOMATICA se define como ciencia y Técnica de la automatización, agrupa el conjunto de las disciplinas teóricas y tecnológicas que intervienen en la concepción, la construcción y el empleo de los sistemas automáticos. La automática constituye el aspecto teórico de la cibernética. Esta estrechamentevinculada con las matemáticas, la estadística, la teoría de la información, la informática y técnicas de la ingeniería.

Podría realizarse una distinción entre: la automática teórica, conjunto de los métodos matemáticos de análisis y de síntesis de los sistemas automáticos y de sus elementos; y la automática aplicada, que trata mas específicamente de los problemas prácticos de automatización, queconcierne a la teoría y la tecnología de los captadores, los accionadotes y los ordenadores.

El funcionamiento de todo sistema automático se asienta en la confrontación de una información de mando, que describe el programa deseado, con una información de estado, confrontación de la que se derivan las ordenes de mando que han de darse a los accionadores que actúan sobre el sistema, modificando asísu estado. Esta sucesión de operaciones se suceden en una estructura de bucle cerrado, donde un centro de operaciones de mando y de control, asegura el buen comportamiento de la instalación.

Basados en el concepto matemático de autómata, es decir, el ente constituido por un conjunto de reglas que definen estados y condiciones de cambio de estado, en los automatismos secuenciales, de los que elascensor constituye uno de los ejemplos clásicos, la información de estado viene proporcionada generalmente por captadores binarios, y el tratamiento de la información de la naturaleza lógica. El programa esta constituido por una sucesión, o secuencia, de fases operatorias enlazadas unas con otras según un conjunto de reglas lógicas. Esos sistemas constituyen la inmensa mayoría de losautomatismos industriales, específicamente los dedicados a la automatización de la fabricación. Los ordenadores, constituyen sin duda una de las formas mas sofisticadas de los automatismos secuenciales.

En los servosistemas, la información de estado adopta la forma de una o varias magnitudes que caracterizan el estado del sistema. La energía comunicada a los accionadores se dosifica según las diferenciasentre estas magnitudes y los valores deseados, y el bucle de control actúa en tanto que un sistema de cero automático, tiende constantemente a anular la diferencia entre el valor actual y el estado deseado. Este principio de estado de dependencia tiende a reducir la influencia de las perturbaciones exteriores. En los reguladores de sostenimiento, una magnitud regulada esta obligada a conservarlo mejor posible un valor asignado a pesar de las perturbaciones, en tanto que en lo servomecanismos o reguladores de correspondencia, una magnitud de salida debe amoldarse lo mejor posible a las evoluciones de una magnitud de entrada.

Los sistemas adaptativos poseen, además de la facultad de la autocorrección de las variaciones de una serie de parámetros, una facultad de autorregulación queles permite funcionar correctamente en condiciones exteriores muy diversas. La resistencia a las perturbaciones y a las fluctuaciones del entorno se ve así incrementada.

Otros son los denominados sistemas autodidácticos, en los que el programa de tratamiento de la información se elabora y se perfecciona en curso de funcionamiento por autoaprendizaje bajo la dirección de una superprograma. Este...