Control Automático

1. INTRODUCCIÓN:
Definición de control: Acción o conjunto de acciones que buscan conformar una magnitud variable, o conjunto de magnitudes variables, en un patrón determinado.

Jerarquía de control:

Terminología del Control Automático:

Sistema de control Lazo abierto Control retroalimentado Lazo cerrado Señal normalizada Transmisor Sensor Variable controlada Actuador Variable manipuladaControlador Valor de referencia (SP) Error Perturbación Estabilidad Algoritmo Sintonización Constante de tiempo Ganancia del proceso Sistema de Control: Arreglo de dispositivos cuya finalidad es mantener un proceso dado, dentro de un patrón de comportamiento predeterminado. Lazo Abierto:

Es aquella en los que la decisión y la acción, se realiza con la intervención del elemento humano.Características del circuito de control abierto:  Las acciones de control son precisas (con calibración adecuada)  Es inherentemente estable.  Es barato y sencillo.  El control depende de la experiencia del operador.  No se pueden compensar todas las perturbaciones.

Lazo cerrado: En los circuitos cerrados todas las etapas necesarias para el control, son realizadas por dispositivos, y elelemento humano solo supervisa su funcionamiento

Características del circuito de control retroalimentado:  Se aumenta la exactitud del control.  Se reducen los efectos de las perturbaciones.  Es más estable que el control prealimentado.  Es el más conocido y usado  Las perturbaciones solo se corrigen hasta que alteraron el proceso.  No eliminan los tiempos muertos.  Mas caro, complejo y demantenimiento mas difícil que los de circuito abierto  Más inestable que los circuitos abiertos. Una variable controlada es una magnitud o condición del proceso objeto del control, la cual es directamente medida y controlada. Una variable manipulada es una variable de proceso, cuya magnitud es modificada para eliminar el error presente en el sistema. “Un sistema es llamado estable si su salida esacotada para cualquier entrada acotada” Esquematización de un proceso desde el enfoque de sistemas de control:

Función de Transferencia:

Se define como la relación de la variable de salida de un proceso, sobre la entrada al mismo. Define las características de estado estacionario y dinámico, es decir, la respuesta total de un sistema que se describa mediante una ecuación diferencial lineal ysus términos determinan si el sistema es estable o no.

Estabilidad: “Un sistema es llamado estable si su salida es acotada para cualquier entrada acotada”. La estabilidad de un sistema lineal se determina del análisis de las raíces de la ecuación característica y es equivalente a plantear en el plano-s la localización de polos:

Disturbio: Cualquier cambio en el proceso que afectaadversamente la cantidad o variable controlada. Ejemplos:  Un disturbio en la cantidad o variable controlada Al controlar flujo – cambia el caudal Al controlar nivel – cambia la velocidad del flujo que sale del tanque Al controlar nivel – cambia la velocidad del flujo que sale del tanque Al controlar temperatura – entra más producto  Cambio en la calidad del agente de control, tal como: La calidad delvapor cambia  Cambio de las condiciones ambientales Combustión – Cambia la temperatura del aire exterior Dinámica del proceso (respuesta al cambio) El proceso ha sido definido como un cambio químico o físico o de conversión de energía. Las estrategias de control sirven para controlar estos cambios. Pocos procesos son instantáneos: Casi todos requieren algún tiempo para que la salida complete surespuesta a un cambio en la entrada. Las respuestas dinámicas de la mayoría de los procesos pueden ser representadas por combinaciones de dos elementos: retrasos de primer orden (constantes de tiempo) y tiempo muerto.

Dinámica del proceso: Parámetros de estabilidad:  Ganancia  Constante de tiempo  Tiempo muerto Ganancia: Definida como el cambio en estado estable de la salida por una unidad de...