Sistemas de Control Industrial: Tipos, Modos PID y Tendencias Tecnológicas

Tipos y Modos de Control

Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:

• Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
• Ser eficientes según un criterio preestablecido, evitando comportamientos bruscos e irreales.

Sistemas de Control

Sistema de Lazo Abierto

Un sistema de lazo abierto es aquel en el que la salida no tiene efecto sobre la acción de control.

La precisión de un sistema de lazo abierto depende de dos factores:

• La calibración del elemento de control.
• La repetitividad de eventos de entrada sobre un extenso período de tiempo en ausencia de perturbaciones externas.

Sistema de Lazo Cerrado

Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control, es decir, existe retroalimentación.

Modos de Control

Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que se utiliza en sistemas de control industriales. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, calculándolo y luego actuando sobre el proceso para ajustarlo.

El algoritmo de cálculo del control PID se basa en tres parámetros distintos:

• El Proporcional determina la cantidad de error actual.
• El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error acumulado.
• El Derivativo determina la fracción del tiempo en el que el error se produce o la velocidad de cambio del error.

Configuración de un Controlador PID

Un PID es un mecanismo de control por realimentación. Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se requieren, al menos, los siguientes componentes:

1. Un sensor, que determine el estado del sistema (termómetro, caudalímetro, manómetro, etc.).
2. Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador.
3. Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia eléctrica, motor, válvula, bomba, etc.).

Nuevas Tendencias en Control Industrial

Las tecnologías disponibles para el control de los procesos de producción incluyen:

Sistema Manual

Se instalan instrumentos que miden las variables que identifican el estado del proceso productivo y proporcionan la información a través de la lectura en visores. Un operario lee los instrumentos y decide corregir el proceso.

Sistema Mecánico

Usando el concepto de retroalimentación, se puede diseñar y construir un sistema mecánico que actúa sobre los accionamientos, según lo que le señala un instrumento que mide cierta variable del proceso.

Sistema Electrónico Simple

Es similar al caso anterior, pero la información se transmite a través de circuitos electrónicos.

Uso de PLC (Controlador Lógico Programable)

En este caso, las señales eléctricas emitidas por un grupo de instrumentos son analizadas por un procesador de propósito específico que, a través de una adecuada programación, emite señales para activar o desactivar los accionamientos eléctricos.