Sistemas de Control: Lazo Abierto, Lazo Cerrado y Control PID
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Sistemas de Control
Lazo Abierto
Un lazo de control abierto es un sistema en el que solo el proceso actúa sobre la señal de entrada, generando una señal de salida independiente de la entrada, pero basada en ella. No hay retroalimentación hacia el controlador para ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador.
Lazo Cerrado
En un lazo de control cerrado, la acción de control depende de la señal de salida. Estos sistemas usan la retroalimentación del resultado final para ajustar la acción de control.
Tipos de Control
Control ON-OFF
Es un controlador de dos posiciones (todo o nada, abierto o cerrado). Es el sistema de control por realimentación más simple.
Control Proporcional
Sistema de control de realimentación lineal que entrega una potencia variable gradualmente entre 0% y 100%, de forma proporcional al error.
Banda Proporcional
Se programa en el controlador como un porcentaje del Set Point (SP).
Control Derivativo
Se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error (desviación entre el punto de medida y el SP). Su función es minimizar el error corrigiéndolo proporcionalmente a la velocidad con la que se produce.
Control Integral
Disminuye y elimina el error en estado estacionario causado por el modo proporcional.
Control PID
Función del Control PID
Su función es corregir eficazmente y rápidamente los efectos de las perturbaciones. Con parámetros correctos, el control PID asegura la estabilidad del proceso.
Manejo de Errores
Si el error es mayor al esperado, se aumenta la ganancia o potencia para ajustar la variable del proceso al SP.
Amortiguación del Sistema
Se realiza mediante la transformada de Laplace, utilizando sistemas proporcional, derivativo e integral, que representan el comportamiento dinámico del proceso, indicando cómo cambia la salida ante un cambio en la entrada.
Aplicación Frecuente del Control PID
Se utiliza con frecuencia en flujos de líneas de vapor, debido a sus múltiples variables y fluctuaciones, requiriendo un control estable en la línea de producción.
Función de los Controladores
Los controladores actúan mediante algoritmos que, con las mediciones de las variables a controlar y un SP, calculan la señal de control que se debe variar en los elementos finales de control.
Principio del Modo Derivativo y la Ganancia
El modo derivativo es una contribución proporcional a la velocidad (derivada respecto al tiempo) cuando las variables se acercan o alejan del SP. Permite aumentar la ganancia manteniendo la estabilidad, potenciando los efectos positivos del aumento de ganancia.