Modos de control

Tipos de Controladores
Un controlador automático compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referencia (el valor deseado), determina la desviación y produce una señal de control que reducirá la desviación acero o a un valor pequeño. La manera en la cual el controlador automático produce la señal de control se denomina acción de control.
1 Clasificación de loscontroladores industriales.
Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de control, como:
1. De dos posiciones o de encendido y apagado (on/of)
2. Proporcionales
3. Integrales
4. Proporcionales-integrales
5. Proporcionales-derivativos
6. Proporcionales-integrales-derivativos.
Casi todos los controladores industriales emplean como fuente de energía la electricidad o unfluido presurizado, tal como el aceite o el aire. Los controladores también pueden 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 debe decidirse con base en la naturaleza de la planta y las condiciones operacionales, incluyendo consideraciones tales como seguridad, costo, disponibilidad,confiabilidad, precisión, peso y tamaño.
1.1 Acción de control de dos posiciones o de encendido y apagado (on/off). En un sistema de control de dos posiciones, el elemento de actuación solo tiene dos posiciones fijas que, en muchos casos, son simplemente encendidos y apagados. El control de dos posiciones o de encendido y apagado es relativamente simple y barato, razón por la cual su uso esextendido en sistemas de control tanto industriales como domésticos.
Es común que los controladores de dos posiciones sean dispositivos eléctricos, en cuyo caso se usa extensamente una válvula eléctrica operada por solenoides.

Fig. 1.1
Los controladores neumáticos proporcionales posiciones y, en ocasiones, se denominan controladores neumáticos de dos posiciones
En la figura 1.1 se muestra unsistema de control del liquido que es controlado por una acción de control de dos posiciones
2. Control proporcional-
Acción de control proporcional. Para un controlador con acción de control proporcional, la relación entre la salida del controlador u(t) y la señal de error e(t) es:
ut=Kpet………..Ecuación 2.1
o bien, en cantidades transformadas por el método de Laplace
UsEs=Kp…………Ecuación 2.2 endonde Kp se considera la ganancia proporcional
Cualquiera que sea el mecanismo real y la forma de la potencia de operación, el controlador proporcional es, en esencia, un amplificador con una ganancia ajustable. El controlador proporcional es el tipo más simple de controlador, con excepción del controlador de dos estados (del cual se hace mención en la primera parte del texto) la ecuaci6n con quese describe su funcionamiento es la siguiente:
mt=m+Kcrt-ct……….Ecuacion 2.3
Omt=m+Kcet……….Ecuacion 2.4 donde:
m(t) = salida del controlador, psig o mA
r(t) = punto de control, psig o mA
c(r) = variable que se controla, psig o mA; ésta es la señal que llega del transmisor.
e(r) = señal de error, psi o mA; ésta es la diferencia entre el punto de control y la variable que se controla.
Kc =ganancia del controlador, psi/psi ó mA/mA
m = valor base, psig o mA. El significado de este valor es la salida del controlador
cuando el error es cero; generalmente se tija durante la calibración del
controlador, en el medio de la escala, 9 psig o 12 mA.
Es interesante notar que la ecuación (2.3) es para un controlador de acción inversa; si la variable que se controla, c(f), se incrementa enun valor superior al punto de control, r(t), el error se vuelve negativo y, como se ve en la ecuación, la salida del controlador, m(t), decrece. La manera común con que se designa matemáticamente un controlador de acción directa es haciendo negativa la ganancia del controlador, Kc; sin embargo, se debe recordar que en los controlador es industriales no hay ganancias negativas, sino únicamente...