SISTEMAS DE CONTROL

SISTEMAS DE CONTROL

Muy bien, vamos a empezar preguntándonos que tanto sabemos sobre el tema que vamos a tratar aquí, así que saca tu libreta de apuntes, copia e intenta resolver las siguientes preguntas

1. ¿Qué es un sistema?
2. ¿Qué es un sistema de control?
3. ¿Qué es un sistema de control de lazo abierto?
4. ¿Que es un sistema de control de lazo cerrado?

¿Cómo te fue con las preguntas?  ¿Lograste responderlas todas? Bien si ese es el caso te felicito, pero igual continua para que compares lo que ya sabes con lo que vamos a exponer aquí y nos retroalimentes a través de los comentarios, si no, no te preocupes, continua leyendo para adquirir los conocimientos necesarios sobre este tema.

Lo primero que vamos a hacer es definir que se conoce por sistema.

Qué es un sistema:

Una buena definición nos la da el siguiente vídeo publicado por el sitio web Alegsa.com.ar el cual podrás observar a continuación.

Puedes identificar en la siguientes imágenes cuáles corresponde a un sistema y porque, anota tus respuestas en tu libreta de apuntes y compararlas con las respuestas de tus otros compañeros de clase.

Si ya has respondido y comparado tus respuestas con las de tus compañeros, comparte tus opiniones con el docente respondiendo el siguiente cuestionario. Haz clic aquí para acceder al cuetionario

Sistemas de control:

El control de un sistema se efectúa mediante un conjunto de componentes mecánicos, hidráulicos, eléctricos y/o electrónicos que, interconectados, recogen información acerca del funcionamiento, comparan este funcionamiento con datos previos y, si es necesario, modifican el proceso para alcanzar el resultado deseado. Este conjunto de elementos constituye, por lo tanto, un sistema en sí mismo y se denomina sistema de control.

Por lo tanto podemos definir que: un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados.

Observa el siguiente vídeo.

1. ¿Que tipo de componentes conforman el sistema de freno de un auto?
2. ¿Cual es la función que ejerce este sistema de control sobre el auto?
3. ¿Que hace que este sistema de control se active?

Tipos de sistemas de control:

En el vídeo anterior pudimos observar que este sistema se activa cuando el conductor pisa el pedal del auto o tira con la mano de la palanca.

Pero no todos los sistemas de control necesitan de un operador humano para actuar, algunos los hacen de forma automática.
Imagina que tenemos que conectar a la red publica de acueducto un tanque para depositar agua y hacer uso de ella cuando se corte el suministro desde la red.

Una opción seria colocar una válvula en la conexión que va del sistema de acueducto al tanque, esta válvula estaría de tal modo que cuando el tanque haya alcanzado su máximo nivel un operador humano la cierra evitando que pase agua del sistema de acueducto publico al tanque. Aquí estamos ante la presencia de un sistema de control manual.

Sistema de Control Manual:

Este sistema se caracteriza porque para obtener una respuesta del sistema, interviene el hombre sobre el elemento de control.

La acción del hombre es, entonces, la que actúa siempre sobre el sistema (cierra o abre, acciona un interruptor, aprieta el freno...), para producir cambios en el funcionamiento.

¿Cuál serian los inconvenientes de utilizar este sistema de control para nuestro ejemplo de llenado del tanque?

Otra opción es conectar el tanque al sistema de acueducto publico y ubicar en el interior del tanque una válvula de flotador de tal forma que cuando el tanque alcance el máximo nivel establecido, esta obstruya el paso del agua y cuando el nivel del agua del tanque baja, la deje pasar. Como podemos observar, no necesitamos de un operario humano para controlar el llenado del tanque, puesto que el mecanismo lo hace de forma automática, por tanto estamos ante la presencia de un Control automático:

Sistema de control automático:

El sistema da respuesta sin que nadie intervenga de manera directa sobre él, excepto en la introducción de condiciones iniciales o de consigna.

El sistema “opera por sí solo”, efectuando los cambios necesarios durante su funcionamiento. Así, se reemplaza el operador humano por dispositivos tecnológicos que operan sobre el sistema (relés, válvulas motorizadas, válvulas solenoides, actuadores, interruptores, motores, etc.).

Lazos de control:

Ya consideramos una de las particularidades que presentan los sistemas de control, la que nos permitió diferenciarlos entre manuales y automáticos.

Los sistemas de control, además, pueden ser caracterizados por lo que se denomina lazos de control.
Por ejemplo:


Supongamos que deseamos llenar un balde de agua en el grifo. 

En la primera situación abrimos el grifo y nos sentamos frente a la tele y nos olvidamos del llenado del balde, lo más seguro es que cuando el nivel de agua alcance la altura máxima del balde, este empiece a derramarse inundando todo a su alrededor. 

La segunda opción es que abramos el grifo y nos quedemos allí pendiente del llenado del balde, y cuando vea que el agua ya esta alcanzando el niev mas alto del balde, actuo sobre el grifo y empiezo cerrarlo, hasta cerrarlo completamente y evitar el que el balde se derrame. 

Podemos detectar que, en la primera situación, el hecho de que el agua haya alcanzado su máximo nivel (salida del sistema) no tiene ninguna acción sobre la apertura del grifo (entrada del sistema). 

En cambio, en la segunda posibilidad observamos que, a medida que el agua esta alcanzando el nivel máximo (salida del sistema), la persona presente comienza a actuar sobre el grifo, disminuyendo el caudal de agua (entrada del sistema) hasta cerrarla completamente. 

En el primer caso, estamos ante un sistema de control de lazo abierto; en la segundo, ante un sistema de control de lazo cerrado.

Sistemas de control de lazo abierto

En estos sistemas la señal de salida no influye sobre su regulación. Se obtienen los datos de entrada y se ejecuta el proceso de control.

Este sería el esquema que los define:

Un ejemplo de sistema de lazo abierto es el semáforo. La señal de entrada es el tiempo asignado a cada luz (rojo, amarilla y verde) de cada una de las calles. El sistema cambia las luces según el tiempo indicado, sin importar que la cantidad de tránsito varíe en las calles.

La mayor parte de sistemas de lazo abierto serán automatismos a los que no podremos llamar en sentido estricto robots porque, al no tener en cuenta la salida, su capacidad de toma de decisiones “inteligentes” es muy limitada.

Por ejemplo, un sistema de riego en lazo abierto tiene un temporizador que lo pone en marcha todos los días a una determinada hora; riega las plantas durante un cierto tiempo pasado el cual se interrumpe, con independencia de que las plantas hayan recibido la cantidad de agua adecuada, una cantidad excesiva o una cantidad insuficiente.  Se trata de un automatismo, pero no de un auténtico robot.

Sistemas de control de lazo cerrado

Se trata de aquellos sistemas que poseen retro-alimentación de la señal de salida, la cual interviene en la regulación.

El sistema es más flexible y capaz de reaccionar si el resultado que está obteniendo no es el esperado; los sistemas a los que podemos llamar robots casi siempre son de lazo cerrado.

Este sería el esquema que los define:

Un equipo de aire acondicionado es un sistema de lazo cerrado, ya que cuenta con un sensor que permanentemente registra la temperatura ambiente, y con un comparador, que determina sí la temperatura es la deseada. Si es necesario corregirla, el comparador da la señal para que esto ocurra.

Un sistema de riego en lazo cerrado, no se detendrá al cabo de un tiempo fijo, sino cuando detecte que se está consiguiendo el objetivo buscado, es decir, que la humedad de las plantas es la adecuada. Y se pondrá en marcha, no a una hora determinada, sino en cualquier momento en que la humedad se sitúe por debajo de un valor determinado.

Actividad:

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