Terminología Esencial en Control de Procesos: Pirámide, Ganancia y Reset

Jerarquía de la Automatización (Pirámide de Control)

La pirámide de control define los niveles jerárquicos de la automatización industrial, desde la gestión hasta los elementos de campo:

1. Información Tecnológica
2. Control de Producción (Production Control)
3. Control Supervisor (Supervisory Control)
4. Control Regulatorio (Regulatory Control)
5. Medida y Elementos Finales de Control (Measure & Final Control Elements)

Estrategias de Control

Control por Realimentación (Feedback - FB)

Compensa el efecto de cualquier perturbación que ya ha afectado a la variable controlada.

Control por Adelanto (Feedforward - FF)

Compensa los cambios en la variable de entrada (F) antes de que afecten significativamente a la variable controlada.

Conceptos de Perturbación

Una perturbación es la variación de una variable de proceso que tiene un efecto perjudicial para el proceso y aleja la variable controlada de su valor de consigna.

Perturbación de Carga

Es un tipo específico de perturbación que, en general, está relacionada con el ritmo de producción del proceso.

Modos de Operación del Controlador

Lazo Cerrado (Control Automático)

Un controlador en lazo cerrado está en modo de operación automático y se caracteriza por el hecho de que la salida del controlador afecta a la medida de la variable controlada y viceversa. Existe un mecanismo de realimentación.

Lazo Abierto

Un controlador está en lazo abierto cuando no existe un efecto recíproco entre la salida del controlador y la medida de la variable controlada; no hay interacción. En tales casos, no existe el mecanismo de realimentación.

Conceptos de Ganancia

La ganancia de un elemento se define como la razón entre el cambio producido en su salida y el ocurrido en la entrada. Indica cómo varía la salida según la variación de la entrada.

Ganancia Estática

Es la ganancia definida por la razón de cambio en estado estable.

Ganancia Dinámica

Depende del periodo y expresa la sensibilidad de un elemento frente a una entrada cíclica.

Control Interactivo y No Interactivo

• Controladores No Interactivos: No existe interacción entre los diferentes modos de control (P, I, D).
• Controladores Interactivos: Un cambio en un modo de control puede afectar al resto de los modos.

Precisión del Sistema de Control

Precisión Dinámica

Caracteriza el error transitorio del sistema y expresa el valor máximo del error aceptable para que se considere que el sistema funciona de forma segura.

Precisión Estática (Offset)

También llamada offset o error permanente, indica el error residual que permanece cuando la medida se ha estabilizado.

Reajuste (Reset) del Bias

El bias es un valor base que se ajusta para eliminar el offset.

• Reset Manual (Reajuste Manual)

  Cuando el controlador es puramente proporcional, al bias se le denomina reset manual porque se puede emplear para eliminar el offset causado por un cambio en la perturbación de carga. Si se modifica el bias convenientemente, se puede anular el offset producido.

• Reset Automático (Reajuste Automático)

  Un integrador es la forma ideal de modificar automáticamente el valor del bias del controlador. La propia acción integral elimina automáticamente el offset existente, ajustando el bias al valor adecuado.

  Mecanismo: Si el error es positivo, la parte integral aumenta; si el error es negativo, la parte integral disminuirá. Solo si el error es cero, la salida integral se mantiene constante.