Introducción a los Sistemas de Control: Tipos y Funcionamiento

Concepto de Control

En términos generales, controlar significa limitar o restringir un flujo o una variable en el sentido que nos resulte conveniente. En un sistema de control, el objetivo es mantener un determinado valor, ya sea abierto o cerrado. Este valor puede variar, por eso se le denomina variable. La variable puede ser de nivel, caudal, temperatura, etc.

Tipos de Control

Control Manual

En el control manual (100% humano), la información para realizar el control proviene de los sentidos del operador. Es decir, es la presencia humana la que controla los valores del proceso. El operador es quien decide cada una de las operaciones más convenientes del sistema; en otras palabras, toda la información pasa por el ser humano.

Control Automático

En el control automático, se utiliza un dispositivo llamado controlador que realiza las tareas que normalmente haría una persona. Este dispositivo tiene como función decidir qué funciones y acciones deberá llevar a cabo el sistema. La automatización consiste en una secuencia entre la entrada y salida de flujo.

Sistemas de Control: Lazo Abierto y Lazo Cerrado

Sistema de Lazo Abierto

Los sistemas de lazo abierto (50% humano, 50% sistema) son sistemas sencillos que no poseen retroalimentación. Las variables que controlan el proceso circulan en una única dirección.

Elementos de un Sistema de Lazo Abierto

• Señal de Entrada: Instrucciones que da el operador y que deben ser leídas por el sistema.
• Controlador: Recibe la señal de entrada del usuario, la memoriza y elabora las órdenes necesarias para la ejecución del proceso. Se encarga de controlar el funcionamiento de todos los elementos.
• Actuadores: Son los elementos generadores de movimiento. Ejecutan las órdenes recibidas por el controlador. Por ejemplo, motores.
• Regulador: Es el elemento que permite regular el flujo de energía que reciben los actuadores y controladores.
• Fuente de Energía: Elemento que provee la energía necesaria para el funcionamiento del sistema.

Sistema de Lazo Cerrado

Un sistema de lazo cerrado (100% sistema) posee los mismos elementos que un sistema de lazo abierto, pero se le añade un sensor. Este elemento permite monitorizar los resultados y corregir los errores del sistema. El sistema toma muestras de la señal de salida y las compara con la señal de entrada mediante la cadena de retorno (retroalimentación).

Sensor

Los sensores son los "sentidos" del sistema. Se encargan de tomar muestras de la variable de salida para compararlas con la de entrada. Puede haber diferentes tipos de sensores: de temperatura, humo, movimiento, etc.

Operaciones de un Sistema de Control de Lazo Cerrado

Todo sistema de control de lazo cerrado realiza tres operaciones fundamentales:

1. Medir: El sistema mide la variable de salida a través del sensor.
2. Decidir: Tomando como base la medición, el controlador decide qué hacer para mantener la variable deseada.
3. Actuar: Como resultado de la decisión del controlador, los actuadores actúan para corregir los errores del sistema.