SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL
Lo constituyen un conjunto de componentes físicos conectados entre sí, de forma que regulan su acción por sí mismos y permiten la fabricacion y correcto funcionamiento de gran cantidad de productos y servicios técnicos, incluso corrigiendo errores y sin intervencion humana. En procesos industriales, el control de todo un sistema productivo aumenta las cantidades y mejora la calidad de los productos, reduce los costes de producción y se obtienen articulos que no podrían fabricarse de otra forma. Son ejemplos de sistemas de control los de una lavadora automática, control de satélites de comunicaciones, regulación de temperatura de una habitación, limpia parabrisas automático de un automovil, el pilotaje de un avión etc.
ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL: Los elementos más importantes que constituyen un sistema de control son los siguientes:
VARIABLE o SEÑAL DE REFERENCIA, señal de entrada a partir de la cual se establece el valor que se desea mantener para la variable de salida del sistema de control.
TRANSDUCTOR, que transforma una magnitud física como temperatura, velocidad, presion etc. en señal electrica que el sistema de control puede procesar.
COMPARADOR, que puede ser de varios tipos, mecánico, neumático,electrico, por ejemplo electrónico un Amplificador Operacional como el integrado 741. A sus entradas llega la variable deseada o de referencia desde el transductor de entrada y tambien la variable realimentada desde el captador. El comparador produce a su salida, comparando las dos entradas antes citadas, la variable de error que condiciona el funcionamiento del siguiente elemento, el regulador o controlador.
CONTROLADOR, es el elemento fundamental de un sistema de control ya que condiciona la accion del elemento actuador en función de la señal de error que le llega desde el comparador. Las acciones básicas de control son:
1.- Accion proporcional (P) que es una simple amplificacion de la señal de error, y el controlador causará un cambio proporcional en la variable de salida, tendente a corregir el error. El principal inconveniente de este tipo de control es la persistencia de un pequeño error permanente o error de offset.
2.-Accion integral (I) por la que el controlador proporciona una accion correctiva de valor proporcional a la integral de la señal de error, por lo que se tiene en cuenta el tiempo que dura la desviación, del valor prefijado, de la señal de salida del proceso.
3.-Accion diferencial (D) por la que la acción del regulador actua conforme a la derivada de la señal de error, esto es, según la pendiente de la curva de error. La accion de control se anticipa y tiende a evitar sobreoscilaciones del sistema.
4.-Accion Proporcional-Integral-Derivativa (PID) que son los reguladores más perfectos. Realizan los tres tipos de acciones de control mejorando tanto la respuesta PERMANENTE como la respuesta TRANSITORIA del sistema de control.
ACTUADOR es el elemento final que funciona como organo de mando de motores, válvulas, compuertas, pistones etc. que son dispositivos que conforman lo que se llama la PLANTA o el PROCESO controlado.
CAPTADOR que realiza la REALIMENTACION de la señal de salida hacia el comparador, estableciendo así un bucle de control con realimentacion, o sistema de control de bucle cerrado. Propiamente consta de dos elementos, un SENSOR que detecta la señal fisica de salida y un TRANSDUCTOR, elemento ya citado anteriormente, que la transforma en señal generalmente eléctrica que entrará al comparador.
PERTURBACIONES, son señales que entran de forma indeseada pero inevitable en el sistema de control y afectan de forma negativa a la estabilidad y correcto funcionamiento del mismo. Por ejemplo en un sencillo control de la temperatura de una habitación con termostátos, la entrada de aire frio por ranuras y resquicios es una variable indeseada, esto es una pertubacion.
TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL: a) Control de lazo abierto, en el que la salida no se realimenta a la entrada, por lo que no aparece el captador. Este modo de control se ve muy afectado por las perturbaciones que no puede corregir y la variable de salida puede tomar valores inadecuados. Ejemplo típico sería una lavadora automática, que realiza unos ciclos de lavado de acuerdo a su programador, pero la variable de salida, esto es la limpieza de la ropa, no se detecta y no afecta al proceso de lavado.
b) Control de lazo cerrado, o bucle con realimentación que permite corregir las perturbaciones. La variable de salida se compara con la variable prefijada, como ya se dijo, obteniendose la señal de error que posibilita la acción de control. También se mejora la estabilidad del sistema de control.
