Sistemas De Control Y Lenguaje De Escaleras

Sistema de control

Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas.

Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por la retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de control con realimentación. Los sistemas de control más modernos en ingeniería automatizan procesos en base a muchos parámetros y reciben el nombre de controladores de automatización programables (PAC).

Objetivos

Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:

1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.

2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales.

Necesidades de la supervisión de procesos

Limitaciones de la visualización de los sistemas de adquisición y control.

Control vs Monitorización

Control software. Cierre de lazo de control.

Recoger, almacenar y visualizar información.

Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento

Sistema de control de lazo abierto

Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador. Ejemplo 1: el llenado de un tanque usando una manguera de jardín. Mientras que la llave siga abierta, el agua fluirá. La altura del agua en el tanque no puede hacer que la llave se cierre y por tanto no nos sirve para un proceso que necesite de un control de contenido o concentración. Ejemplo 2: Al hacer una tostada, lo que hacemos es controlar el tiempo de tostado de ella misma entrando una variable (en este caso el grado de tostado que queremos). En definitiva, el que nosotros introducimos como parámetro es el tiempo.

Estos sistemas se caracterizan por:

• Ser sencillos y de fácil concepto.

• Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.

• La salida no se compara con la entrada.

• Ser afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles.

• La precisión depende de la previa calibración del sistema.

Sistema de control de lazo cerrado

Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:

• Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.

• Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es capaz de manejar.

• Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.

Sus características son:

• Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.

• La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema.

• Su propiedad de retroalimentación.

• Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.

Tipos de sistemas de control

De una entrada y una salida o SISO (single input, single output).

De una entrada y múltiples salidas o SIMO (single input, multiple output).

De múltiples entradas y una salida o MISO (multiple input, single output).

De múltiples entradas y múltiples salidas o MIMO (multiple input, multiple output)

Ejemplos de sistemas de control

CONTROL DE RIEGO AUTOMATICO

Este circuito, que bien funciona y se paga solo, riega las plantas al amanecer durante un tiempo configurable por el usuario, por medio de un potenciómetro.

Como se observa se ha realizado íntegramente con electrónica discreta y sin el uso de relés. Es completamente de estado sólido, exceptuando claro está la bomba de agua que es del tipo empleada en los limpiaparabrisas de automóviles.

El 4060 es un contador de 16 bits, con oscilador incorporado, que se emplea como oscilador temporizador.

Este integrado es el que se encarga de temporizar el funcionamiento de la bomba, en otras palabras, el tiempo que durará el riego.

Para alterar ese tiempo basta con actuar sobre el potenciómetro de 1M el cual conviene que sea del tipo lineal para que la respuesta en todo su cursor sea la misma.

El reset del contador se lleva a cabo cuando ponemos a positivo el pin 12, que sucede en dos posibilidades: Cuando se conecta la alimentación (arranque) gracias al capacitor de 4.7nF o bien al hacerse positiva la salida del operacional B. Esto último se produce cuando se detecta la falta de luz (ver más adelante).

La salida Q14 se pone alta cuando la cuenta llega a 8912, conduciendo tensión el diodo 1N4148 y haciendo que el oscilador se detenga. Al detenerse el oscilador la cuenta se paraliza en el valor alcanzado y habrá terminado el tiempo de riego. Esto se vuelve a cero y se habilita nuevamente el conteo al llegar el próximo amanecer. Las resistencias puestas a masa y a Vcc se emplean para establecer los niveles adecuados de tensión en cada punto del circuito.

Como ven el circuito se encarga de simular la inteligencia del humano a la hora de regar las plantas y sin el uso de técnicas micro procesado ni nada complicado.

El circuito se alimenta con 12v y consume una corriente de 500mA en funcionamiento. Este consumo corresponde solamente al sistema electrónico. Habrá que sumarle el consumo de la bomba eléctrica que generalmente consume unos tres a cuatro amperes. Si se desea regar una gran superficie se puede optar por colocar un relé en lugar del motor y accionar una o varias bombas eléctricas de 220V que rieguen cada sector del jardín.

El transistor

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