Sistemas de Control Industrial: Lazo Abierto y Cerrado

Fundamentos del Control de Procesos Industriales

En los procesos industriales, es absolutamente necesario controlar y regular magnitudes tales como temperatura, velocidad, caudal, presión y otras. Para poder trabajar con esas variables físicas es preciso, primero que nada, medirlas, luego transmitirlas a dispositivos controladores, para finalmente actuar sobre los elementos finales de control.

Todos los equipos encargados de llevar a cabo estas tres labores:

• Medición
• Control y regulación
• Actuación

Tipos de Sistemas de Control

Sistema de Lazo Abierto

Formado únicamente por la planta y su controlador. Se debe usar cuando se aplican entradas conocidas y los parámetros de la planta están definidos. Un sistema de lazo abierto se usa cuando no hay perturbaciones en la salida y el flujo de entrada sale a la misma temperatura (sistemas de riego, tostadora, ventiladores, intercambiador de calor).

Sistema de Lazo Cerrado

Sistema realimentado, compuesto por la planta, su controlador y sensores. El sistema de lazo cerrado se usa cuando se quiere controlar las perturbaciones, se quiere graduar la salida para que estén en las mismas condiciones al momento de entrar. Se debe usar cuando la salida es menos sensible a perturbaciones y parámetros desconocidos (aire acondicionado, GPS, ascensores).

Comparativa de Ventajas

Conceptos Clave en Instrumentación

Instrumento

Dispositivo empleado directa o indirectamente para medir y/o controlar. Incluye elementos primarios, elementos finales de control, dispositivos de cómputo y dispositivos eléctricos como botones pulsadores, interruptores y anunciadores.

Instrumentación

Colección de instrumentos o su aplicación para el propósito de observar, medir o controlar.

Sensor o Elemento Primario

Aquella parte de un lazo o instrumento que primeramente sensa el valor de una variable de proceso, y que asume un estado o salida correspondiente. Se llama también detector.

Transductor

Un elemento o dispositivo que recibe información de una cantidad o variable en un determinado formato y la convierte en el mismo u otro formato.

Campo de Medida o Rango (Range)

Es el conjunto de valores de la variable medida que está comprendido dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento. Viene establecido por los valores extremos. Por ejemplo, si un instrumento mide caudal entre 10 y 120 (galones por minuto), su alcance será de 10-120 gpm.

Alcance o Intervalo (Span)

Diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. En el ejemplo anterior, el alcance será 120 – 10 = 110 gpm.

Error (Error)

Diferencia algebraica entre el valor leído por el instrumento y el valor real de la variable medida. Si el sistema está en condiciones de régimen permanente, el error se denomina error de estado estacionario. En estado transitorio el error puede variar considerablemente mientras se estabiliza el sistema, ya que los instrumentos absorben energía del proceso y tardan en transmitirla. El error en estado transitorio se conoce con el nombre de error dinámico. Su valor depende tanto del tipo de proceso como del elemento primario usado para medir.