Diferencias Clave entre Sistemas de Control de Lazo Abierto y Lazo Cerrado en Automatización

Sistemas de Control de Lazo Abierto

Control de Lazo Abierto Basado en Tiempo

En los sistemas de control por tiempo, los cambios ocurren a intervalos de tiempo u horarios determinados. El controlador ejecuta las acciones de control que producen cambios en función de la medición de tiempos que realiza internamente a través de sus dispositivos temporizadores (su propio reloj o base de tiempo).

Ejemplo: Semáforo Simple

El sistema no toma información del proceso que intenta controlar; solo actúa sobre él basándose en el tiempo preestablecido.

Control de Lazo Abierto Basado en Sensores

Este tipo de controles automáticos, a diferencia de los controles por tiempo, se caracterizan por poseer elementos sensores que cumplen la función de informar sobre el estado interno del sistema (por ejemplo, si una válvula está abierta o si una puerta está cerrada), sin la necesidad de la intervención de una persona.

¿Un sistema de lazo abierto puede tener sensores?

Sí, pero esos sensores no cumplen la tarea de dar retroalimentación del objetivo final. El sensor de puerta del microondas no nos dice si la comida está caliente.

Si quisiéramos un microondas a lazo cerrado, este debería funcionar hasta que la comida esté caliente y luego apagarse. (Tengamos en cuenta que, en la realidad, ingresamos un determinado tiempo y al terminar debemos corroborar si la comida está caliente o no).

Sistemas de Control de Lazo Cerrado (Sistemas con Retroalimentación)

Son sistemas que incorporan un circuito de corrección del funcionamiento que contiene una unidad de retroalimentación (feedback).

La unidad de retroalimentación es un mecanismo que "lee" la información de salida de un actuador y la compara con un valor fijado por el usuario (el setpoint), por ejemplo, una temperatura determinada. De acuerdo con el resultado de la comparación, el controlador genera una señal de corrección que modifica el funcionamiento del actuador.

Aplicaciones Comunes

Los sistemas de lazo cerrado están presentes en nuestra vida cotidiana y en la industria:

• Plancha
• Heladera (Refrigerador)
• Termotanque
• Depósito de agua del baño
• Plantas embotelladoras industriales

Identificación y Conceptos Erróneos

¿Todo sistema que posea sensores es de lazo cerrado?

No. Un microondas posee sensores (por ejemplo, el sensor que detecta que la puerta está cerrada), pero eso no lo convierte en un sistema de lazo cerrado.

¿Cómo identificar un sistema de lazo cerrado?

Una forma de hacerlo es pensar en el objetivo del sistema y si este utiliza la medición del resultado final para corregir su acción.

Ejemplo Detallado: Máquina Expendedora de Bebidas

El objetivo de la máquina de gaseosas es dispensar bebidas frías (ni congeladas, ni calientes). Para lograrlo, el sistema de refrigeración debe mantener la temperatura deseada.

Para evitar que las bebidas se congelen o salgan calientes, el sistema utiliza un termómetro (sensor de temperatura) que constantemente mide la temperatura en el depósito (que es el sector que enfría el equipo de refrigeración). Esta medición se utiliza para corregir el funcionamiento del aire y enfriar más o menos, según sea necesario. Dado que la salida (temperatura) se mide y se usa para ajustar la entrada (refrigeración), es un sistema de lazo cerrado.

Ejemplos Avanzados de Lazo Cerrado

Semáforo Inteligente

El sistema toma información externa mediante un sensor de presencia de vehículos. En este caso, la información proviene del propio proceso que se intenta controlar (el tráfico). De acuerdo con la intensidad del tránsito, el controlador decide alargar o acortar el "estado verde" del semáforo.

El semáforo inteligente es un ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado.

Sistema de Riego Automatizado

Un sistema de riego en lazo cerrado no se detendrá al cabo de un tiempo fijo, sino cuando detecte que se está consiguiendo el objetivo buscado, es decir, que la humedad de las plantas es la adecuada.

De igual manera, se pondrá en marcha, no a una hora determinada, sino en cualquier momento en que la humedad se sitúe por debajo de un valor predeterminado.