Introducción al control automático

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Introducción al control automático

Dr.Sc.(c) Walter Castellanos

Lima Abril 2020

Logro de la sesión[pic 2]

• Al término de la sesión los estudiantes conocerán el rol de los sensores y actuadores dentro del lazo de control automático.

Definiciones[pic 3]

• Mecanización (s.): Reemplazo simple de labor humana por máquinas.
• Automático, a (adj.): Que obra o se regula por sí mismo.
• Servomecanismo (s.): Dispositivo automático usado para corregir el rendimiento (posición, velocidad o aceleración) de un mecanismo por medio de retroalimentación de una señal de error.
• Automática/automatización (s.): Conjunto de las técnicas desarrolladas con el fin de reducir y eliminar la interven-ción humana en la producción o en el funcionamiento de bienes y servicios.
• Cibernética (s.): Teoría de control aplicada a sistemas complejos (N. Wiener, 1948:

“Control y comunicación en el animal y la máquina”).

La automatización en la industria[pic 4]

• Necesidad
• Tipo de tecnología
• Proyección al futuro
• Personal calificado (mantenimiento)
• Tiempo de retorno de la inversión
• Valor agregado

Beneficios de la automatización[pic 5]

• Productividad

• Bajar costos
• Ahorro de recursos
• Disminución de tiempos

• Calidad

• Uniformidad y estandarización
• Mayor precisión y menores errores

• Seguridad

• Menores riesgos a personas
• Mayor protección a las mismas máquinas

Ej. Productividad

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Niveles de automatización en la empresa

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Áreas de aplicación[pic 19]

• Industria textil
• Cemento
• Minería y procesamiento de minerales
• Harina de pescado
• Bebidas y licores
• Química, petroquímica y derivados

Áreas de aplicación…[pic 20]

• Transporte (automóvil, trenes, aeronáutica, barcos, control de tráfico)
• Armamentos
• Artefactos eléctricos y electrónicos
• Fabricación, montaje, embalaje, almacén, despacho
• Entretenimiento (juegos, parques de diversiones)
• etc.

Control automático

Sistema[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]

• Planta

• horno
• auto
• reactor nuclear
• fábrica
• ...

• Proceso

• físico
• químico
• mecánico
• eléctrico
• biológico
• económico
• ...

Control automático

Perturbaciones        •Internas

• Externas[pic 28][pic 29][pic 30]

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Entrada(s)

Salida(s)

Integración de sistemas de control

Flujo de datos o señales[pic 33]

Objeto del proceso: materiales, energía, información

Agua

fría

Control Manual        [pic 34]

Sensor indicador[pic 35][pic 36]

Temp.

Salida de vapor

Pero....

Agua caliente

•[pic 37]

•

Operador

Control bueno o errático[pic 38]

Dificultad de toma de datos

Entrada de vapor

• Limitación de núm. de variables

Control Automático[pic 39]

Agua fría

Sensor

Controlador

indicador

Operador

Temp.

Salida de vapor[pic 40]

Ahora...

Agua caliente

• Mayor velocidad[pic 41][pic 42][pic 43][pic 44][pic 45][pic 46]
• Mayor número de variables
• Capacidad de almacenamiento

Entrada de vapor

Control manual vs. automático[pic 47]

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Manual        Automático

Elementos del control[pic 50]

automático

Variable manipulada        Variable controlada[pic 51]

S eñal eléctrica[pic 52][pic 53]

Set Point[pic 54][pic 55]

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...