Control Avanzado

EL ABC DE LA AUTOMATIZACION
CONTROL AVANZADO; por Mario Fernández
Introducción
Cuando se hace referencia a “Control Avanzado” se quiere indicar la aplicación de
estrategias de control automático que trascienden las que usualmente se aplican
en control de procesos. Ejemplos de las técnicas de control más usuales de
sistemas SISO (una entrada – una salida) son el control PID en sus diversas
formas–ajuste manual o automático (“selftunning”)-, control de razón, sistemas de
“Adelanto-Atraso” (“Lead-Lag”) por reasignación de polos y ceros, control digital
discreto (usando PLC’s), etc., las mismas que pueden aplicarse sobre sistemas
MIMO (multivariables), usando el concepto de desacople de lazos a partir del
análisis de la matriz de ganancias relativas de Bristol, quedando limitado a
sistemascon igual número de variables de entrada que de salida. En general,
estas estrategias pueden denominarse de “parámetros óptimos” ya que, partiendo
de una estructura algorítmica fija, se modifican sus parámetros con el objeto de
lograr la respuesta del proceso que mejor se adecue a los requerimientos del
mismo, conforme a un criterio de optimización fácil de entender y manejar por un
operador deplanta (Ver: ABC-Algoritmos de control PID). Esta forma de operar
tiene –entre sus ventajas principales- que puede ser fácilmente implantada con
circuitos electrónicos analógicos y/o digitales, pudiendo construirse controladores
PID en gabinetes compactos y comercializarse individualmente como tal.
Asimismo, la simpleza de la programación de un algoritmo PID digital ha
posibilitado que la mayorparte de las empresas fabricantes de equipos del rubro
de la automatización (PLC’s, sistemas de adquisición de datos (DAS), o sistemas
de control distribuido (DCS)) incorporen módulos de control PID dentro de sus
productos. Por lo general, este tipo de control presenta buenas condiciones de
desempeño para la mayoría de los procesos industriales tradicionales, lo que
prácticamente asegura supermanencia en el tiempo. Sin embargo, existen
procesos que –por su grado de complejidad- no pueden ser operados usando
técnicas de control convencional de forma eficiente, y requieren aplicar técnicas de
control avanzado para alcanzar las prestaciones deseadas. En las próximas líneas
se hará referencia a la visión del autor de estas formas “avanzadas” de control, las
que –en parte- pueden sercontrastadas y ampliadas en [1].
¿En qué se basa el “Control Avanzado”?
Existen diferentes formas de control automático que responden a este tipo de
denominación. En general, todas se basan en un conocimiento más o menos
acabado del sistema a controlar, tanto de su fenomenología como de sus
condiciones de operación, a través de un modelo matemático que lo describa en
forma bastante aproximada, en todo surango de operación y para cualquier
instante de tiempo (situación relevante en procesos por lotes o “batch”). Este
modelo se usa tanto como parte integrante del sistema de control como para
evaluar el desempeño del sistema a través de técnicas de simulación. Por lo

general, ninguno de los algoritmos de control avanzado pueden considerarse de
“parámetros optimizados” sino que responden mas biena estrategias de
“estructura optimizada”, ya que su estructura depende del sistema particular a
controlar. El desarrollo de este tipo de algoritmos –por lo general- implica una
fuerte plataforma computacional y, por tanto, difícilmente pueda pensarse en
encontrar productos comerciales que los contenga (salvo excepciones de simple
implantación como es el caso de control por lógica difusa (“fuzzylogic”), al que se
hará referencia en un próximo párrafo). Esto hace que este tipo de control no
pueda ofrecerse como “un producto particular”, disponible en un gabinete DIN o
equivalente, sino que la estrategia de control se programa dentro de un
computador, para cada caso. Por tanto, controladores con estrategias de control
avanzado no pueden “comprarse en el mercado”, sino que requieren ser...