Fundamentos de Sistemas de Control y Sensores Industriales

Sistema de Control

Un sistema de control es el conjunto de elementos que permiten controlar una variable de un proceso para que mantenga el valor deseado. Sus partes principales son:

• Proceso
• Variable controlada
• Sensor
• Controlador
• Actuador
• Consigna o referencia

El sensor mide, el controlador compara con el valor deseado y el actuador realiza la acción sobre el proceso.

Variable

Es la magnitud que puede cambiar y medirse dentro del sistema. Las más comunes son temperatura, presión, nivel y caudal. La variable controlada es la que se desea mantener o modificar según la necesidad del proceso.

Sensor o Instrumento de Medición

Es el dispositivo que detecta o mide una magnitud física y entrega información al sistema de control. Su función es informar el estado real del proceso para que el sistema pueda actuar. Estos pueden tener salida analógica o salida digital.

Salida Analógica vs. Digital

• Analógica: Entrega valores exactos o intermedios (por ejemplo: 5°C, 7,3°C o 15,4°C). Se utiliza cuando es necesario conocer el valor real de la variable.
• Salida Digital: Entrega solo dos estados: alto o bajo. Alto significa que hay señal o corriente; bajo, que no hay. No muestra valores intermedios y se usa para condiciones de tipo todo o nada.

Ejemplo: Un termostato configurado en 15°C. Si la temperatura es menor, la salida está en bajo; si la supera, pasa a alto. En resumen: analógica = valor exacto, digital = estado o condición.

Visualización y Señal

Es importante destacar que la visualización y la señal de salida no son lo mismo. Puede haber sensores con visualización y salida, con visualización sin salida, o con salida sin visualización.

Criterios para elegir un sensor

Para elegir un sensor, se debe analizar primero la magnitud que debe medir. Posteriormente, se evalúa si requiere visualización, si debe transmitir señal, el tipo de salida (analógica o digital), la cantidad de salidas, el rango de medición y la unidad de medida.

• Rango de medición: Indica el valor mínimo y máximo que el sensor puede medir. Todos los valores del proceso deben estar dentro de este rango.
• Hoja de datos (Datasheet): Es el documento del fabricante donde aparecen todas las características técnicas. Los datos más importantes son: magnitud medida, rango, unidades, cantidad de salidas, tipo de salida e indicación.

Tipos de Lazos de Control

Lazo Abierto

El sistema actúa sin medir el resultado. No corrige automáticamente y no usa la salida para modificar la acción. Ejemplos: riego programado por horario, comedero automático por tiempo, ventilador manual.

Lazo Cerrado

El sistema mide la salida, la compara con la consigna y corrige si hace falta. Utiliza sensor y realimentación. Ejemplos: heladera, tanque con flotante, riego según humedad del suelo.

Esquema de funcionamiento

• Entrada: Valor deseado (ej. temperatura 20°C).
• Controlador: Decide qué hacer (ej. termostato).
• Actuador: Ejecuta la acción.
• Planta: Donde sucede el proceso.
• Salida: Resultado (ej. temperatura real).
• Sensor (solo en lazo cerrado): Envía la señal desde la planta hacia el controlador.