Elementos que componen un Sistema de Control

Fase 2 Introducción al modelado de sistemas dinámicos – Identificación del proyecto. Tutor: Juan Camilo Tejada Orejuela. Estudiante: Anyelo Martin Delgado Hilarión Código: (N°94300186) Grupo:63 Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Ciencias Basicas Tecnología e Ingeniería Ingeniería Electrónica Sistemas Dinámicos Año 2023

Elementos que componen un sistema de control

Qué es un Sistema de Control

Un sistema de control es un sistema que proporciona la respuesta deseada controlando la salida. Es decir, se trata de un conjunto de dispositivos mecánicos y/o electrónicos que regulan, administran y controlan otros dispositivos o sistemas mediante lazos de control.

Elementos que componen al Sistema de Control

Sistema de Control de Lazo Abierto

Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador.

SEÑAL DE MANDO:Indicación que da una persona haciendo que funcione el sistema UNIDAD DE CONTROL:Tiene un componente principal, llamado transductor, capaz de traducir o interpretar la señal de mando establecer el valor de la señal de referencia (entrada) ENTRADA: Señal producida por el transductor, que es interpretada por el sistema y lo hace funcionar UNIDAD OPERATIVA O DINÁMICA: Es la parte del sistema que lleva a cabo el progreso SALIDA: Es un resultado del funcionamiento del sistema, puede tratarse de información o un producto terminado REGULADOR-CONTROLADOR: Dispositivo encargado de controlar el estado de carga de las baterías así como regular la intensidad de carga

Sistema de Control de Lazo Cerrado

Son aquellos en los que se produce un proceso de re alimentación, es decir que es capaz de modificar la señal de entrada en función de la señal de salida la toma de decisiones no depende solo de la entrada sino también de la salida.

Realimentación: Proceso por el cual se analiza la información de la salida de un sistema y de ésta manera modificar o no la entrada y así regulamos la entrada. Por ejemplo en caso de que el proyecto del puente levadizo o los semáforos no funcionen como se lo había diseñado o planificado, se analizará la falla que hace que el mecanismo no funcione como es debido, y de esta manera poder arreglarlo

Sensores: Son artefactos que permiten determinar valores de una magnitud determinada, es decir detectan indicadores externos o internos, ya sea intensidad de la luz, sonido, temperatura del ambiente, presencia de personas, nivel de agua, etc.

Variables en un Sistema de control

Variables controladas: son los parámetros que indican la calidad del producto o las condiciones de operación del proceso, tales como: * Presión * Temperatura * Nivel * Caudal * Velocidad * Humedad * Posición, etc. Variables manipuladas: es la variable que se modifica o manipula para provocar un cambio sobre la variable controlada: * Posición de una válvula * Velocidad de un motor * Accionamiento de un interruptor Variables de carga: son todas aquellas variables que afecta a la variable controlada, menos la que está siendo manipulada * Temperatura ambiente Suciedad en el intercambiador

Elementos Componentes

En un sistema de control hay tres elementos fundamentales: entrada, controlador y salida. Vamos a ver los tres elementos en un sistema de control cualquiera. Por ejemplo, en una lavadora. Entrada: Es el punto donde se recoge información sobre el entorno del automatismo. La entrada se realiza, normalmente, a través de sensores, de los cuales hay de diversos tipos: de contacto, de presión, de nivel, de luminosidad, de tiempo, de sonido, de temperatura, de concentración, etc. Así, por ejemplo, en una lavadora, un sensor (un interruptor) es el encargado de indicar que la puerta está o no cerrada y, por tanto, puede o no comenzar el lavado. Controlador: Interpreta la señal que le llega, su procedencia, y en ocasiones la intensidad; la compara con cierta señal de referencia y genera otra señal que haga actuar a otros elementos de la máquina. Por ejemplo, en una lavadora esta función la cumple el programador. Las más modernas disponen de microprocesadores que calculan la cantidad de ropa, su grado de suciedad, el tipo de tejido y el tipo de lavado más adecuado en cada caso. Salida: Es el resultado de las “decisiones” tomadas por el controlador. Unos dispositivos, llamados actuadores son los encargados de llevarlas a cabo. Estos actuadores pueden ser muy diversos: motores, electroimanes, resistencias, cilindros hidráulicos, cilindros neumáticos, etc. En nuestro ejemplo de la lavadora, los actuadores son la electroválvula, el motor, la bomba de desagüe y la resistencia calefactora. Si las señales presentes en un sistema de control son producidas por una serie de mecanismos que transmiten movimiento o fuerza, estaremos ante sistemas de control mecánicos. Es el caso del programador de nuestra lavadora o lavavajillas. Si las señales (de entrada o de salida) son producidas por elementos que convierten una magnitud física u otro tipo de efecto (presión, fuerza, contacto, temperatura, etc.) en una señal eléctrica estaremos ante un sistema de control eléctrico o electrónico. Los elementos que cambian la naturaleza de la señal se llaman transductores.

Planta o proceso

Planta. Una planta es un equipo, quizá simplemente un juego de piezas de una máquina, funcionando conjuntamente, cuyo objetivo es realizar una operación determinada. En este libro llamaremos planta a cualquier objeto físico que deba controlarse (como un horno de calentamiento, un reactor químico o columna de destilación). Proceso. El diccionario Merrian-Webster define proceso como una operación o desarrollo natural, caracterizado por una serie de cambios graduales, progresivamente continuos, que se suceden uno a otro de un modo relativamente fijo, y que tienden a un determinado resultado o final; o a una operación voluntaria o artificial progresivamente continua, que consiste en una serie de acciones controladas o movimientos dirigidos sistemáticamente hacia determinado resultado o fin. En este libro se denomina proceso a cualquier operación que deba controlarse. Ejemplos de ellos son los procesos químicos, económicos y biológicos. Sistemas. Es la combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumple determinado objetivo. Un sistema no está limitado a objetivos físicos. El concepto de sistema puede aplicarse a fenómenos dinámicos abstractos, como los que se encuentran en economía. Por tanto, el término sistema hay que interpretarlo como referido a sistemas físicos, biológicos, económicos y otros. El sistema de procesos químicos. Es un conjunto de procesos físicos y químicos ínter relacionados y medios físicos qué que lo implementan. Todo sistema de proceso tiene entradas y salidas. Entradas puede ser materia prima, temperatura, concentración etc. Un sistema está sujeto usualmente a señales o perturbaciones que para compensarlas se hace uso de correcciones o acciones de control. En este libro se denominará a un sistema de procesos químicos como sistema de procesos o simplemente como proceso.

Función de Transferencia

A función de transferencia representa la relación entre la señal de salida de un sistema de control y la señal de entrada, para todos los posibles valores de entrada. Un diagrama de bloques es una visualización del sistema de control que utiliza bloques para representar la función de transferencia, y flechas que representan las diversas señales de entrada y salida. Para cualquier sistema de control, existe una entrada de referencia conocida como excitación o causa que opera a través de una operación de transferencia (es decir, la función de transferencia) para producir un efecto que resulta en una salida o respuesta controlada.

Así pues, la relación de causa y efecto entre la salida y la entrada se relaciona entre sí mediante una función de transferencia.

Diagrama funcional

Los diagramas de bloques son ampliamente utilizados en una variedad de campos, incluyendo ingeniería, matemáticas, física y ciencia de la computación. En particular, son comúnmente utilizados en sistemas de control para representar de manera simplificada un proceso automatizado y las interacciones entre sus componentes.

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