introduccion sistemas automaticos

Introducción y Definiciones:

Automática: Es la ciencia que trata de sustituir en un proceso al operador humano, por dispositivos mecánicos o eléctricos.

Automatización: Es la aplicación de la automática en los procesos.

Sistema: conjunto de elementos que relacionados entre sí ordenadamente, contribuyen a alcanzar un objetivo.

Control de sistemas automáticos: Conjunto de componentesfísicos conectados o relacionados entre si, de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir, sin intervención de agentes exteriores, corriendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento.

Conceptos.

Variable del sistema: son las magnitudes que se someten a control y que definen su comportamiento.

En Regulación Automática, solo se tendrá en cuentala relación entrada/salida de los sistemas que se van a someter a control. Lo importante será entonces conocer cual será la respuesta del sistema (salida) cuando se le comunica una cierta entrada.

Entrada.- Excitación que se aplica a un sistema de control desde una fuente de energía externa, con el fin de provocar una respuesta.

Salida.- Respuesta que proporciona el sistema de control.Perturbación.- Señales no deseadas que influyen de forma adversa en el funcionamiento del sistema.

El objetivo del control automático de procesos es mantener en determinado valor de operación las variables del proceso tales como: temperaturas, presiones, flujos y compuestos. Como se verá en las páginas siguientes, los procesos son de naturaleza dinámica, en ellos siempre ocurren cambios ysi no se emprenden las acciones pertinentes, las variables importantes del proceso, es decir, aquellas que se relacionan con la seguridad, la calidad del producto y los índices de producción, no cumplirán con las condiciones de diseño. En este capítulo se presentan asimismo, dos sistemas de control, se examinan algunos de sus componentes, se definen algunos de los términos que se usan en el campodel control de procesos y finalmente, se exponen las bases necesarias para su estudio.

Los cuatro componentes básicos de todo sistema de control, estos son:
1. Sensor: Que también se conoce como elemento primario.
2. Transmisor: el cual se conocemos como elemento secundario.
3. Controlador: que es el “cerebro’ del sistema de control.
4. Elemento de control: frecuentemente se trata de unaválvula de control aunque no siempre. Otros elementos finales de control comúnmente utilizados son las bombas de velocidad variable, los transportadores y los motores eléctricos.

La importancia de estos componentes estriba en que realicen las tres operaciones básicas que deben estar presentes en todo sistema de control; estas operaciones son:

1. Medición (M): la medición de la variable que secontrola se hace generalmente mediante la combinación de sensor y transmisor.
2. Decisión (D): con base en la medición, el controlador decide que hacer para mantener la variable en el valor que se desea.
3. Acción (A): como resultado de la decisión del controlador se debe efectuar una acción en el sistema, generalmente esta es realizada por el elemento final de control.
Como se dijo, estas tresoperaciones, M, D y A son obligatorias para rodo sistema de control. En algunos sistemas, la toma de decisión es sencilla, mientras que en otros es más compleja: en este libro se estudian muchos de tales sistemas.
El ingeniero que diseña el sistema de control debe asegurarse que las acciones que se emprendan tengan su efecto en’ la variable controlada, ‘es decir, que la acción emprendidarepercuta en el valor que se mide; de lo contrario el sistema no controla y puede ocasionar más perjuicio que beneficio.

Ejemplo de los conceptos anteriores.
Para aclarar más las ideas expuestas aquí, considérese un intercambiador de calor en el cual la corriente en proceso se calienta mediante vapor de condensación, como se ilustra en la figura l-l.

El propósito de la unidad es calentar el...