Ingeniería de Control y Procesos: Conceptos y Representaciones

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1. Defina ingeniería de control 
 La ingeniería de control es la disciplina que aplica la teoría de control para 
diseñar, planificar y desarrollar dispositivos y sistemas con comportamientos 
deseados. La práctica requiere utilización de sensores y actuadores de entrada 
para hacer modificaciones en la respuesta de salda. 
 
2. Defina ¿qué es un proceso? 
Un proceso se trata de una serie de operaciones realizadas o actividades 
planificadas que implican la participación de un número de personas y de 
recursos materiales coordinados en orden específico y con un objetivo. 
 
3. Describa las posibles representaciones gráficas de un proceso. 
Diagramas de bloques 
Un diagrama de bloques de un sistema es una representación gráfica de las 
funciones que lleva a cabo cada componente y flujo de señales. Tales diagramas 
muestran las relaciones existentes entre los diversos componentes. A diferencia 
de una representación matemáticamente puramente abstracta, un diagrama de 
bloques tiene la ventaja de indicar de forma realista el flujo de las señales del 
sistema real. 
Cada bloque está conectado por flechas siguiendo la trayectoria del proceso, 
según su estado económico y operaciones, en bloque o cuadros, pueden 
representarse los datos significativos y/o importantes. 
Diagrama de Flujo de Proceso 
El Diagrama de Flujo de Proceso es una representación esquemática del 
proceso, sus condiciones de operación normal y su control básico. Éste también 
indica los efluentes (líquidos, gases o sólidos) emanados del proceso y su 
disposición. 
El diagrama incluye el balance de masa e información para el diseño y 
especificación de equipos, además sirve de guía para desarrollar el Diagrama de 
Tubería e Instrumentación. 
 
4. ¿Cuáles son los componentes y las definiciones de un diagrama de 
bloque? Represente el diagrama de bloque para un proceso hipotético. 
 Señales: Son todas las flechas que componen el diagrama, en este caso 
tenemos la señal X (Señal de Entrada), señal Y (Señal de Salida) y señal 
E (señal de error). Se puede apreciar que cada señal únicamente posee 
una sola dirección y que por lo general tiene su comienzo en un elemento 
y termina en otro elemento. 
 Bloques: Representan una función de transferencia de algún componente 
dentro de la estructura de control como por ejemplo una válvula, un 
motor, un sensor, el proceso, un controlador, etc. En este caso tenemos 
dos bloques: bloque G y bloque H. 
 Punto de Suma: es representado como un circulo (muchas veces con una 
cruz en el medio) que indica una operación de suma o resta. En este caso 
se está restando la señal X con la señal de salida que produce el bloque 
H. 
 Bifurcación: En un punto desde el cual la señal proveniente de algún 
bloque puede tomar paralelamente diferentes caminos para llegar a otros 
bloques. En este caso la bifurcación está representando la señal de salida 
del bloque G (que es la propia señal Y) que puede ir directamente como 
salida y que a la vez está yendo para la entrada del bloque H. 
Ejemplo: 
 
 
 
 
5. ¿qué es un disturbio externo y cómo se representa en un sistema de 
control? 
Son aquellas que afectan el control del proceso y dan fluctuaciones en la 
señal de salida del proceso no importando si el sistema está realimentado no, 
normalmente es una tarea primordial del sistema de control el que los 
disturbios tengan tan poco efecto negativo como sea posible en la señal de 
salida. 
 
 
 
 
 
 
6. ¿Qué es variable manipulada y cuál es su importancia en el sistema de 
control? 
La variable manipulada es la variable que se utiliza para mantener a la 
variable controlada en el punto de control (punto de fijación o régimen) 
su importancia radica en que es una herramienta clave para modificar la 
variable directa en el proceso 
 
7. ¿Qué es variable de control? 
La variable de control o variable controlada es la variable que se debe 
mantener o controlar dentro de un valor deseado. 
 
 
 
 
 
8. Explique el significado de los siguientes conceptos de ingeniería de 
control: 
a) Retroalimentación y sistema retroalimentado 
La retroalimentación es la que indica un método de control de 
sistemas a través de la cual lo resultados derivados de una actividad 
se reintroducen de nuevo en el sistema con el objetivo de mantener un 
control y Se denomina sistema de control retroalimentado a aquel que 
tiende a mantener una relación preestablecida entre la salida y alguna 
entrada de referencia comparándolas y utilizando la diferencia como 
medio de control 
b) valor de referencia y valor real 
el valor de referencia indica el valor teórico o ideal de cualquier cosa 
que pueda ser cuantificable, en oposición al valor real que es el que 
se obtiene en una medición dada. 
 
c) disturbio (perturbación) comparador. 
Elemento que compara la señal controlada con la señal de referencia 
para proporcionar la señal de error. El resultado de la comparación 
representa la desviación de la salida con respecto al valor previsto. Se 
le conoce también como detector de error 
 
 
9. Explique las configuraciones de control usadas en el control de procesos, 
use un ejemplo para representar sus respectivos diagramas. 
Los sistemas de control se pueden representar en forma de diagramas de 
bloques, en los que se ofrece una expresión visual y simplificada de las 
relaciones entre la entrada y la salida de un sistema físico. A cada componente 
del sistema de control se le denomina elemento, y se representa por medio de 
un rectángulo. El diagrama de bloques más sencillo es el bloque simple, que 
consta de una sola entrada y de una sola salida. 
La interacción entre los bloques se representa por medio de flechas que 
indican el sentido de flujo de la información. En estos diagramas es posible 
realizar operaciones de adición y de sustracción, que se representan por un 
pequeño círculo en el que la salida es la suma algebraica de las entradas con sus 
signos. 
 
Ejemplo: 
 Considera la siguiente ecuación: x3 = a1 • x.| - a2- x2 + a3 en la que x1, x2 y 
x3 son variables y a1, a2 y a3, coeficientes matemáticos. Represéntala en forma 
de diagrama de bloques, identificando todos ellos, con sus entradas y sus 
salidas. 
Solución: - Variables: xp x2 y x3 - Coeficientes: ap a2y a3 La salida es el 
término x3 de la ecuación. Las otras dos variables se suman o restan afectadas 
de coeficientes 
. Existe además un término independiente en la ecuación. Por lo tanto, el 
diagrama en bloques para la ecuación pedida es el que se representa a 
continuación: