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Nombres: Rubén Darío Carrera: Electrónica y Automatización Apellidos: Navarrete Millán Materia: Electrónica de Control Definición de Electrónica de Control Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas (referencia) que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación. La electrónica de control es importante porque contribuye a resolver los problemas de optimización del sector industrial, mediante la automatización y el control de procesos, lo que a su vez permite tener mayor eficacia y eficiencia para afrontar con éxito la competitividad dentro de la globalización de la economía y el comercio, a través de un a mejoramiento continuo de la calidad de productos y servicios, con una sustancial reducción de costos. Un sistema o componente del sistema susceptible de ser controlado, al cual se le aplica una señal r(t ) a manera de entrada para obtener una respuesta o salida y(t ), puede representarse mediante bloques. El vínculo entrada-salida es una relación de causa y efecto con el sistema, por lo que el proceso por controlar (también denominado planta) relaciona la salida con la entrada. Las entradas típicas aplicadas a los sistemas de control son: escalón, rampa e impulso. La entrada escalón indica un comportamiento o una referencia constantes introducidos al sistema, mientras que la entrada rampa supone una referencia con variación continua en el tiempo. la entrada impulso se caracteriza por ser una señal de prueba con magnitud muy grande y duración muy corta. La función respuesta impulso o función de transferencia es la representación matemática del sistema. Un sistema de control está definido por: Planta: Una planta puede ser una parte de un equipo, tal vez un conjunto de las partes de una máquina que funcionan juntas, el propósito de la cual es ejecutar una operación particular. En la tesis, se llama planta al objeto físico que se va a controlar. Proceso: Un proceso es una operación que se va a controlar, marcado por una serie de cambios graduales que se suceden uno al otro y conduce a un resultado. Variable controlada: La variable controlada es la cantidad o condición que se mide y controla. Variable manipulada: La variable manipulada es la cantidad o condición que el controlador modifica para afectar el valor de la variable controlada. Perturbaciones: Una perturbación es una señal que tiende a afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se denomina interna, en tanto que una perturbación externa se produce fuera del sistema y se puede considerar una entrada. Actuador: Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula. Sensor: Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Sistemas. Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado. Un sistema no está necesariamente limitado a los sistemas físicos. El concepto de sistema se puede aplicar a fenómenos abstractos y dinámicos, como los que se encuentran en la economía. Por tanto, la palabra sistema debe interpretarse en un sentido amplio que comprenda sistemas físicos, biológicos, económicos y similares. Controlador: Un controlador es un bloque electrónico encargado de controlar uno o más procesos, detecta los desvíos existentes entre el valor medido por un sensor y el valor deseado o SP programado por un operador. Emite una señal de corrección hacia el actuador. ➢ CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL Lazo cerrado: Un sistema que mantiene una relación prescrita entre la salida y la entrada de referencia, comparándolas y usando la diferencia como medio de control, se denomina sistema de control realimentado. Los sistemas de control realimentados se denominan también sistemas de control en lazo cerrado. En la práctica, los términos control realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente. En un sistema de control en lazo cerrado, se alimenta al controlador con la señal de error de actuación, que es la diferencia entre la señal de entrada y la señal de realimentación, a fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor conveniente. Lazo Abierto: Los sistemas en los cuales la salida no afecta la acción de control se denominan sistemas de control en lazo abierto. En cualquier sistema de control en lazo abierto, la salida no se compara con la entrada de referencia. Por lo tanto, a cada entrada de referencia le corresponde una condición operativa fija; como resultado, la precisión del sistema depende de la calibración. Ante la presencia de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea deseada. En la práctica, el control en lazo abierto sólo se usa si se Conoce la relación entre la entrada y la salida y si no hay perturbaciones internas ni externas. Cualquier sistema de control que opere con una base de tiempo es en lazo abierto, es evidente que estos sistemas no son de control realimentado. El control del tránsito mediante señales operadas con una base de tiempo es un claro ejemplo de control en lazo abierto. Ejemplos: Cisterna del inodoro Funciona del modo siguiente: ➢ Al accionar el tirador, el tapón inferior destapa la salida del agua y se produce el vaciado del depósito. ➢ La boya cae hasta la parte inferior, el tapón se separa de la boca de llenado y permite la entrada de agua. ➢ A medida que el nivel de agua va subiendo, la boya también sube y acerca poco a poco el tapón hasta la boca de llenado. ➢ Al llegar la boya a la parte superior, el tapón cierra la boca de llenado e impide la entrada de más agua. De este modo, la cisterna se llena sin necesidad de abrir o cerrar manualmente el grifo de entrada de agua. Horno Microondas Funciona del modo siguiente: ➢ Antes de ponerlo en funcionamiento, se determinan la intensidad de la radiación y el tiempo de funcionamiento. ➢ Al ponerlo en marcha, el horno funciona con la intensidad y el tiempo previstos. ➢ Aunque la respuesta que produzca no se ajuste a lo esperado, el sistema no actuará de modo diferente. Estos sistemas llevan algún dispositivo de control del tiempo, denominado cronométrico, para regular las paradas. Otros ejemplos de sistemas en lazo abierto son el semáforo, la lavadora automática, el riego automático y el tostador de pan. Calentador Eléctrico Funciona del modo siguiente: ➢ Cuando se conecta a la red eléctrica, la resistencia de su interior calienta el agua de un depósito. ➢ El agua va aumentando la temperatura hasta que se alcanza el nivel deseado. En ese momento, un dispositivo denominado termostato desconecta automáticamente la resistencia. ➢ El agua del depósito va perdiendo poco a poco el calor acumulado. Cuando su temperatura se sitúa por debajo del mínimo previsto, el termostato procede a conectar de nuevo la resistencia y se repite el ciclo. De este modo, el agua del calentador se mantiene siempre entre dos valores de temperatura previamente programados, sin que sea necesario conectarlo y desconectarlo de manera manual. Ejemplos de sistemas en lazo cerrado son la cisterna del inodoro, las puertasautomáticas de los comercios y el calefactor doméstico.
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