Sistemas de control industrial

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|¿QUE ES UN PID? |

PID es una familia de controladores de estructura fija. Estos controladores han mostrado ser robustos y extremadamente beneficiosos en el control de muchas aplicaciones de importancia en la industria. PID significa: “Proporcional, Integral, Derivativo” quienes tengan conocimientossobre Control de Procesos sabrán que ésta es una técnica muy empleada.
Históricamente, ya las primeras estructuras de control usaban las ideas del control PID. Sin embargo, no fue hasta el trabajo de Minorsky de 1922, sobre conducción de barcos, que el control PID cobró verdadera importancia teórica.
Hoy en día, a pesar de la abundancia de sofisticadas herramientas y métodos avanzados de control,el controlador PID es aún el más ampliamente utilizado en la industria moderna, controlando más del 90 % de los procesos industriales en lazo cerrado.

Para continuar con el tema es necesario definir ciertos términos básicos:
• Señal de salida: es la variable que se desea controlar (posición, velocidad, presión, temperatura, etc.). También se denomina variable controlada.
Señal dereferencia: es el valor que se desea que alcance la señal de salida.
• Error: diferencia entre la señal de referencia y la señal de salida real.
• Señal de control: es la señal que produce el controlador para modificar la variable controlada de tal forma que se disminuya, o elimine, el error.
• Señal análoga: es una señal continua en el tiempo.
• Señal digital: es una señal quesólo toma valores de 1 y 0. El PC sólo envía y/o recibe señales digitales.
• Conversor análogo/digital: es un dispositivo que convierte una señal analógica en una señal digital (1 y 0).
• Conversor digital/análogo: es un dispositivo que convierte una señal digital en una señal analógica (corriente o voltaje).
• Planta: es el elemento físico que se desea controlar. Planta puede ser: unmotor, un horno, un sistema de disparo, un sistema de navegación, un tanque de combustible, etc.
• Proceso: operación que conduce a un resultado determinado.
• Sistema: consiste en un conjunto de elementos que actúan coordinadamente para realizar un objetivo determinado.
• Perturbación: es una señal que tiende a afectar la salida del sistema, desviándola del valor deseado.
•Sensor: es un dispositivo que convierte el valor de una magnitud física (presión, flujo, temperatura, etc.) en una señal eléctrica codificada ya sea en forma analógica o digital. También es llamado transductor. Los sensores, o transductores, analógicos envían, por lo regular, señales normalizadas de 0 a 5 voltios, 0 a 10 voltios o 4 a 20 mA.
• Sistema de control en lazo cerrado: es aquel en elcual continuamente se está monitoreando la señal de salida para compararla con la señal de referencia y calcular la señal de error, la cual a su vez es aplicada al controlador para generar la señal de control y tratar de llevar la señal de salida al valor deseado. También es llamado control realimentado.
• Sistema de control en lazo abierto: en estos sistemas de control la señal de salida noes monitoreada para generar una señal de control. En la próxima lección veremos cómo se implementan los algoritmos de control, detallando las ecuaciones que permiten “calcular” cuál es el control adecuado para cada caso.

Medidores y controladores de temperatura
Este es, sin duda, el campo en el que se han realizado mayor cantidad de diseños, como instrumentos aislados o formando parte desistemas más complejos, cubriendo rangos de medición desde temperaturas tan bajas como -50°C a tan elevadas como 1300 °C, utilizando sensores semiconductores, termocuplas o resistencias de materiales estables como el Platino, dependiendo su uso de las condiciones particulares de diseño requeridas.
El proceso de medición de temperatura parte de la señal generada por un sensor, que está en contacto...