CONTROL I
TEMA 1: Conceptos basicos de control
1.1 Definiciones Básicas
MC Jorge A. Gallegos de la Cruz 25 de junio de 2023
Índice
conceptos
1.
Introducción
2.
Competencia específica
3.
Desarrollo (Definiciones y Ejemplos)
4.
Conclusiones
5.
Referencias
DE CONTROL
Introducción
Como introducción al estudio de los Sistemas de Control se presenta una breve historia del Control Automático.
Desde el punto de vista de Ingeniería, el avance más importante en control se debió a James Watt en 1789 al introducir un regulador de velocidad para su máquina de vapor, el cual presentaba un problema de inestabilidad. En 1868 J. C. Maxwell mostró la manera de determinar la estabilidad de las máquinas de vapor con el regulador de Watt al examinar los coeficientes de la ecuación diferencial que la representa.
+ info
Competencia específica
Comprende los conceptos básicos de control clásico para representar un sistema físico con diagramas de bloques
Definiciones Básicas
CONCEPTOS BASICOS
PROCESO
PLANTA
Es cualquier objeto físico que debe ser controlado (Horno de calentamiento, Reactor, Vehículo espacial, etc.).
Es cualquier operación que se vaya a controlar (Químicos, Eléctricos, Mecánicos.
+ info
+ info
CONTROL
SISTEMA
Es una estrategia que verifica lo que ocurre (realidad) con respecto a lo que debería ocurrir (objetivo) y de no existir concordancia se toman acciones para corregirlo.
Conjunto de elementos y reglas que organizados o interrelacionados entre sí, contribuyen a generar un resultado.
+ info
+ info
CONCEPTOS BASICOS
SISTEMAS DE CONTROL
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
Son sistemas que permiten que los procesos se ejecuten bajo ciertas condiciones corrigiendo desviaciones, aplicando métodos y acciones que garanticen las condiciones deseadas.
Es aquel donde la salida no tiene efecto sobre la acción de control, es decir, la salida ni se mide ni se retroalimenta para compararla con la entrada.
+ info
+ info
DIAGRAMAS DE BLOQUES
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
Son representaciones gráficas utilizadas para establecer las conexiones funcionales de los elementos de un sistema de control.
Es aquel que tiende a mantener una relación preestablecida entre la salida y la entrada de referencia.
+ info
+ info
SEÑALES (VARIABLES)
Variable Manipulada
Variable controlada
Cantidad o condición modificada por el controlador a fin de afectar la variable controlada, arbitrariamente se denota como la entrada del sistema.
Es aquella que se mide y se controla por lo que arbitrariamente se denota como la salida del sistema .
Referencia (Setpoint)
Señal de error
Es la diferencia entre el valor real y el valor deseado de la variable controlada.
Es el valor deseado de la variable del proceso o variable controlada.
Señal de regulación
Señal de perturbación
Es la señal de salida del controlador.
Es la variable que produce desviación entre la variable controlada y el valor deseado. Es una variable no controlada que afecta al proceso.
Señal regulada
Es la señal de salida del actuador
Señal medida
+ info
Es la señal de salida del medidor.
SISTEMAS (INSTRUMENTOS)
CONTROLADOR
MEDIDOR
Elemento a través del cual se visualiza el comportamiento de las variables.
Dispositivo que permite evaluar las condiciones para emitir las acciones de control.
ACTUADOR
Dispositivo que ejecuta la accion de control directa sobre el proceso.
+ info
Ejemplos
EJEMPLO 1
Considere el sistema de control de llenado de una cisterna que se muestra en la figura 10: a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 10. Sistema de control de llenado de una cisterna
EJEMPLO 2
Un contenedor de flujo constante de agua, que se muestra en la figura 11, va a ser regulado de manera que la temperatura del agua (T2) se mantenga constante. Si la temperatura ambiente es T1: a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 11. Control de temperatura de salida de agua
EJEMPLO 3
Considere el sistema de control de temperatura de un horno eléctrico que se muestra en la figura 12. a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 12. Control de temperatura de un horno eléctrico
Conclusiones
El conocimiento de las definiciones básicas de un sistema de control nos ha permitido identificar las principales señales y sistemas asociados al mismo.
La representación de un sistema de control en un diagrama a bloques ha facilitado el poder determinar las principales interacciones entre sus componentes.
Los ejemplos analizados en el presente documento permitieron comprender mejor los conceptos analizados en el tema.
Los sistemas de control realimentados no están limitados al campo de la ingeniería, ya que también se les puede encontrar en las áreas de economía y psicología.
Referencias
Bibliografía
Cusido A. R. (2014). Control Automático de Procesos Industriales: con prácticas de simulación y análisis por ordenador PC. Ediciones Díaz de Santos.
Hernández Guzmán V.M., Silva Ortigoza R. & Carrillo Serrano R.V. (2013). Control Automático: Teoría de diseño, construcción de prototipos , modelado, identificación y pruebas experimentales. COLECCION CIDETEC.
Ogata K. (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación.
Nise N. S. & Romo J. H. (2002). Sistemas de control para ingeniería. Patria Cultural.
Kuo B. C. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Educación.
¿Preguntas?
Muchas gracias
MC Jorge Alejandro Gallegos de la Cruz
Profesor de tiempo completo del programa educativo de Ingeniería Electrónica
TecNM Campus Matamoros
A2.3 GALLEGOS DE LA CRUZ JORGE ALEJANDRO
Jorge Gallegos
Created on June 25, 2023
Presentación que contiene los conceptos básicos de los sistemas de control y su representación en diagramas de bloques
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CONTROL I
TEMA 1: Conceptos basicos de control
1.1 Definiciones Básicas
MC Jorge A. Gallegos de la Cruz 25 de junio de 2023
Índice
conceptos
1.
Introducción
2.
Competencia específica
3.
Desarrollo (Definiciones y Ejemplos)
4.
Conclusiones
5.
Referencias
DE CONTROL
Introducción
Como introducción al estudio de los Sistemas de Control se presenta una breve historia del Control Automático.
Desde el punto de vista de Ingeniería, el avance más importante en control se debió a James Watt en 1789 al introducir un regulador de velocidad para su máquina de vapor, el cual presentaba un problema de inestabilidad. En 1868 J. C. Maxwell mostró la manera de determinar la estabilidad de las máquinas de vapor con el regulador de Watt al examinar los coeficientes de la ecuación diferencial que la representa.
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Competencia específica
Comprende los conceptos básicos de control clásico para representar un sistema físico con diagramas de bloques
Definiciones Básicas
CONCEPTOS BASICOS
PROCESO
PLANTA
Es cualquier objeto físico que debe ser controlado (Horno de calentamiento, Reactor, Vehículo espacial, etc.).
Es cualquier operación que se vaya a controlar (Químicos, Eléctricos, Mecánicos.
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CONTROL
SISTEMA
Es una estrategia que verifica lo que ocurre (realidad) con respecto a lo que debería ocurrir (objetivo) y de no existir concordancia se toman acciones para corregirlo.
Conjunto de elementos y reglas que organizados o interrelacionados entre sí, contribuyen a generar un resultado.
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CONCEPTOS BASICOS
SISTEMAS DE CONTROL
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
Son sistemas que permiten que los procesos se ejecuten bajo ciertas condiciones corrigiendo desviaciones, aplicando métodos y acciones que garanticen las condiciones deseadas.
Es aquel donde la salida no tiene efecto sobre la acción de control, es decir, la salida ni se mide ni se retroalimenta para compararla con la entrada.
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DIAGRAMAS DE BLOQUES
SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO
Son representaciones gráficas utilizadas para establecer las conexiones funcionales de los elementos de un sistema de control.
Es aquel que tiende a mantener una relación preestablecida entre la salida y la entrada de referencia.
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SEÑALES (VARIABLES)
Variable Manipulada
Variable controlada
Cantidad o condición modificada por el controlador a fin de afectar la variable controlada, arbitrariamente se denota como la entrada del sistema.
Es aquella que se mide y se controla por lo que arbitrariamente se denota como la salida del sistema .
Referencia (Setpoint)
Señal de error
Es la diferencia entre el valor real y el valor deseado de la variable controlada.
Es el valor deseado de la variable del proceso o variable controlada.
Señal de regulación
Señal de perturbación
Es la señal de salida del controlador.
Es la variable que produce desviación entre la variable controlada y el valor deseado. Es una variable no controlada que afecta al proceso.
Señal regulada
Es la señal de salida del actuador
Señal medida
+ info
Es la señal de salida del medidor.
SISTEMAS (INSTRUMENTOS)
CONTROLADOR
MEDIDOR
Elemento a través del cual se visualiza el comportamiento de las variables.
Dispositivo que permite evaluar las condiciones para emitir las acciones de control.
ACTUADOR
Dispositivo que ejecuta la accion de control directa sobre el proceso.
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Ejemplos
EJEMPLO 1
Considere el sistema de control de llenado de una cisterna que se muestra en la figura 10: a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 10. Sistema de control de llenado de una cisterna
EJEMPLO 2
Un contenedor de flujo constante de agua, que se muestra en la figura 11, va a ser regulado de manera que la temperatura del agua (T2) se mantenga constante. Si la temperatura ambiente es T1: a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 11. Control de temperatura de salida de agua
EJEMPLO 3
Considere el sistema de control de temperatura de un horno eléctrico que se muestra en la figura 12. a) Identifique las principales señales y sistemas. b) Realice el diagrama a bloques correspondiente.
Solución a)
Solución b)
FIGURA 12. Control de temperatura de un horno eléctrico
Conclusiones
El conocimiento de las definiciones básicas de un sistema de control nos ha permitido identificar las principales señales y sistemas asociados al mismo.
La representación de un sistema de control en un diagrama a bloques ha facilitado el poder determinar las principales interacciones entre sus componentes.
Los ejemplos analizados en el presente documento permitieron comprender mejor los conceptos analizados en el tema.
Los sistemas de control realimentados no están limitados al campo de la ingeniería, ya que también se les puede encontrar en las áreas de economía y psicología.
Referencias
Bibliografía
Cusido A. R. (2014). Control Automático de Procesos Industriales: con prácticas de simulación y análisis por ordenador PC. Ediciones Díaz de Santos.
Hernández Guzmán V.M., Silva Ortigoza R. & Carrillo Serrano R.V. (2013). Control Automático: Teoría de diseño, construcción de prototipos , modelado, identificación y pruebas experimentales. COLECCION CIDETEC.
Ogata K. (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación.
Nise N. S. & Romo J. H. (2002). Sistemas de control para ingeniería. Patria Cultural.
Kuo B. C. (1996). Sistemas de control automático. Pearson Educación.
¿Preguntas?
Muchas gracias
MC Jorge Alejandro Gallegos de la Cruz
Profesor de tiempo completo del programa educativo de Ingeniería Electrónica
TecNM Campus Matamoros