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INSTITUTO TECNOLÓGICO
DE CHETUMAL
 
Departamento de Ingeniería Eléctrica y 
Electrónica
Ingeniería Eléctrica 7º YU
Instrumentación (AEF-1038)
Maestro: Ing. William Rivas Ruiz
Presentan:
Ayuzo Reyes Tomasa Belén 
González Pérez Axel Iván 
Manzanilla Verde Elías Alexandro 
Pérez Jiménez Roque Omar 
Rodríguez Romero Luis Antonio
 
 
ÍNDICE 
Equipo 
No. 4 U-5: CONTROL
ASISTIDO POR
COMPUTADORA 
23 de Noviembre del 
2015
Introducción *********************************************************** 2
5.1.-Adquisición De Datos ********************************************* 3
5.2.-Control Supervisorio ********************************************* 6
5.3.- Control Digital ************************************************* 8
5.4.- Control Distribuido ********************************************* 9
5.5.-Instrumentación Virtual ***************************************** 12
Conclusión ************************************************************ 14
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INTRODUCCIÓN
Ante la complejidad creciente de los procesos industriales y el aumento
en la producción de estos, resulta necesario desde el punto de vista
financiero lograr una producción óptima; que sea capaz de reducir sus
costos y de proporcionar una calidad buena en sus productos. Lo
anterior solo puede lograrse con un adecuado control industrial.
Un proceso o un sistema que gestiona o en otras palabras controlado por
computadoras se llama como asistido por ordenador de control o control
asistido por ordenador. 
Mediante el uso de diversas herramientas podemos obtener datos
electrónicos, estos datos electrónicos se usa el equipo para controlar el
proceso del sistema. 
Para controlar el proceso significa dos cosas: 
 Mantener el sistema en su estado actual.
 Cambiar el estado según los requisitos. 
Las variables del proceso que se necesitan para ser controlada son las
siguientes: 
1. Variable de control 
2. Punto de ajuste 
3. Manipulación de la variable 
4. Perturbación 
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5.1 ADQUISICIÓN DE DATOS
 
El propósito de adquisición de datos es medir un fenómeno eléctrico y
físico como voltaje, corriente, temperatura, presión o sonido. La
adquisición de datos basada en PC utiliza una combinación de hardware
modular, software de aplicación y una PC para realizar medidas. 
Mientras cada sistema de adquisición de datos se define por sus
requerimientos de aplicación, cada sistema comparte una meta en
común de adquirir, analizar y presentar información. Los sistemas de
adquisición de datos incorporan señales, sensores, actuadores,
acondicionamiento de señales, dispositivos de adquisición de datos y
software de aplicación.
La adquisición de datos o adquisición de señales, consiste en la toma de
muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que
puedan ser manipulados por un ordenador u otras electrónicas (sistema
digital). Consiste, en tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas
en tensiones eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan
procesar en una computadora o PAC. Se requiere una etapa de
condicionamiento, que adecua la señal a niveles compatibles con el
elemento que hace la transformación a señal digital. El elemento que
hace dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta de
Adquisición de Datos (DAQ).
 
A lo largo del curso se ha observado que existen dos tipos de control, el
analógico y el digital, si bien es cierto que el primero es el más usado en
países del tercer mundo como el nuestro; el segundo es hasta hoy, el
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más ventajoso a emplear en los procesos industriales. Debido a lo
cómodo que resulta tratar exclusivamente con números puros y ser ideal
para la resolución de problemas numéricos. Asimismo la alta velocidad
conseguida en las señales de mando a los diversos instrumentos de
control, permite mantener el set point casi constante y monitoreado en
todo momento.
 Sin embargo este tipo de control frente al analógico, tiene la desventaja
de que al muestrear el proceso pierde parte de la información. Lo
anterior puede ser corregido con complejos algoritmos matemáticos (al
comparar este y el analógico en cuestión de costos, el control digital
pierde gravemente) que le asignan versatilidad e interacción amigable
en la modificación de parámetros y variables que operan en el proceso.
El control digital asistido por computador puede:
 Lograr mayor rendimiento de los procesos y por lo tanto una mejor
producción con menores costes gracias a la utilización eficiente del
material y del equipo.
 Mayor calidad en los productos fabricados a costos muy reducidos.
 Mayor seguridad, ya que la acción de corrección y activación de
alarmas es casi inmediata.
¿Cómo se constituye un sistema de adquisición de datos?
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TIPOS DE SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS:
SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS INALÁMBRICOS 
• Los sistemas de adquisición de datos inalámbricos pueden
eliminar el costoso y demorado cableado en campo de los
sensores de proceso. Estos sistemas consisten en uno o más
transmisores inalámbricos que envían datos a un receptor
inalámbrico conectado a una computadora remota. 
• Los transmisores inalámbricos están disponibles para una
temperatura ambiente y humedad relativa, termopares, RTD,
sensores de salida de pulso, transmisores 4 a 20 mA y
transductores de salida de voltaje. Los receptores se pueden
conectar al puerto USB o Ethernet en la PC.
SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS POR COMUNICACIONES EN
SERIE
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• Los sistemas de adquisición de datos por comunicaciones en serie
son una buena opción cuando es necesario hacer la medición en
una ubicación alejada de la computadora.
• Hay varios estándares de comunicación diferentes; RS232 es el
más común pero sólo es compatible con distancias de transmisión
de hasta 50 pies. RS485 es superior a RS232 y es compatible con
distancias de transmisión de hasta 5,000 pies.
SISTEMAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS USB
• El bus serie universal (USB) es un nuevo estándar para conectar la
PC a dispositivos periféricos como impresoras, monitores, módems
y dispositivos de adquisición de datos. 
• USB ofrece varias ventajas respecto a las conexiones en serie y
paralelo convencionales, como un mayor ancho de banda (hasta
12 Mbits/s) y la capacidad de proporcionar energía al dispositivo
periférico. USB es ideal para aplicaciones de adquisición de datos.
5.2 CONTROL SUPERVISORIO
Sistema de control en el cual los bucles de control operan
independientemente, sujetos a acciones de corrección intermitente a
través de sus puntos de consigna. En la figura se muestra este esquema
de control, el cual por orden histórico fue el primero en utilizarse.
En este esquema la computadora juega solamente el papel de un
supervisor, ya que no tiene acceso a ningún lazo de control y su única
función es monitorear las variables controladas del proceso o bien,
modificar las referencias de control (set points).
Los lazos de control en este esquema se siguen realizando mediante
controladores analógicos.
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La expresión “SCADA” está compuesta por las iniciales de la
denominación inglesa “Supervisory Control And Data Adquisition”, que
en nuestro idioma se traduce como “Control Supervisorio y Adquisición
de Datos”. Sin embargo, dado que los primeros sistemas de supervisión
se originaron en los Estados Unidos, se ha generalizado el uso de las
siglas SCADA para aludir a dichos sistemas.
Se trata de un sistema capaz de obtener y procesar información de
procesos industriales dispersos y de actuar en forma remota sobre los
mismos. Esto significa quepermite supervisar simultáneamente
procesos e instalaciones industriales distribuidas en grandes áreas, tales
como las redes de distribución eléctrica, oleoductos, gasoductos, etc. 
Un SCADA no debe confundirse con un Sistema de Control Distribuido
(DCS, Distributed Control System), aunque actualmente los principios y
tecnologías que utilizan son muy similares. Su principal diferencia
consiste en que los sistemas de control distribuido, normalmente se
usan para controlar procesos industriales más complejos y restringidos
al perímetro de una planta; por ejemplo, los sistemas de control de una
refinería, los de una planta de GLP, etc.
El SCADA describe un número de unidades terminales remotas (RTU´s,
Remote Terminal Units) instaladas en las cercanías del proceso, las
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cuales se comunican con una estación maestra (MTU, Master Terminal
Station) ubicada en una sala de control central.
 
5.3 CONTROL DIGITAL
En el control digital que apareció hacia los años 1960, el computador
llevaba a cabo todos los cálculos que realizaban individualmente los
controladores P, P+I, P+I+D generando directamente las señales que
van a las válvulas. Este tipo de control se denomina (control digital
directo), el computador esta enlazado con el proceso.
 El DDC permite una transferencia automático-manual sin
perturbaciones y admite una fácil modificación de las acciones y de las
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configuraciones de los sistemas de control lo cual es muy importante en
la puesta en marcha de la planta. El DDC tiene la ventaja sobre los
controladores convencionales de estar provisto de un calibrado
automático que corresponde a las acondiciones de operación
instantánea. Es decir, el computador ajusta la calibración de sus
algoritmos de acuerdo con una función predeterminada de la variable
medida o de una combinación de variables en lugar de requerir
periódicamente la calibración individual de cada instrumento por un
instrumentista o especialista tal como acurre en los instrumentos
convencionales.
 Sistema de control que realiza un aparato digital que establece
directamente las señales que van a los elementos finales de control.
En la Fig., se muestra el esquema de una computadora trabajando en
control digital directo. En este esquema la computadora ejecuta uno o
varios algoritmos de control para realizar directamente el control de una
o varias
variables de un proceso.
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5.4 CONTROL DISTRIBUIDO
En esencia, la diferencia entre el control distribuido y el control digital
radica en que el primero necesita se configurado manualmente nodo a
nodo y el segundo puede ser codificado electrónicamente. 
El ordenador personal también ha incorporado al control distribuido.
Permite la visualización de las señales de múltiples transmisores, el
diagnostico de cada lazo de transmisión, el acceso a los datos básicos de
calibración y a los datos de configuración de los transmisores. 
En este esquema, que es el más difundido a nivel industrial en la
actualidad se utilizan computadoras o microcontroladores para
reemplazar los lazos de control individuales que en el esquema antiguo
se implementaban con controladores analógicos. 
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Además se usa una gran computadora de gran capacidad para realizar la
función de supervisora que ya se describió en el esquema supervisor
anterior, con la diferencia que en el nuevo esquema dicha computadora
se auxilia de subsistemas que controlan una red local que sirve de
interfaz de comunicación con cada controlador funcionando en control
digital directo.
COMPONENTES DEL CONTROL DISTRIBUIDO
 El controlador multifunción que, al utilizar en su programación
un lenguaje de alto nivel, se asemeja a un ordenador personal,
proporciona las funciones de control lógico que permiten regular
un proceso discontinuo (Bach control), y el manejo de procesos
complejos, en las que el control básico está limitado. 
 El control secuencial enlaza el control analógico (modulante con
posiciones que varían continuamente en la válvula de control) con
el control lógico, Por ejemplo, el arranque y el paro de una cadena
de vapor deben hacerse de modo secuencial para eliminar
totalmente el riesgo de una explosión que ocurriría si, en el peor
de los casos, entrara agua en la caldera con el nivel muy bajo y
con los tubos del serpentín al rojo vivo.
 En el control discontinuo (Bach control) es usual automatizar la
entrada de ingredientes, en particular en la industria farmacéutica,
definiendo la naturaleza y cantidades en lo que se llama la formula
(récipe). Debido a que se fabrican muchos productos diferentes en
la misma unidad de fabricación, es necesario que el equipo de
control sea versátil para satisfacer la gran variedad de fórmulas
(récipes) que pueden presentarse. 
 Los controles programables sustituyen a los relés
convencionales utilizados en la industria. En lugar de disponer de
pulsadores y relés para los circuitos de enclavamiento y para el
accionamiento de los motores de la planta, con el correspondiente
panel o cuadro de mandos y con los consiguientes cables de
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conexión, voluminosos y caros, el controlador programable aporta
la solución versátil, practica y elegante del software en un
lenguaje especial, basado en la lógica de los relés.
 La estación de operación proporciona la comunicación con
todas las señales de la planta para el operador de proceso, el
ingeniero de proceso y el técnico de mantenimiento.
 Las alarmas son importantes en el control de procesos. Existen
alarmas de alto y bajo valor de la variable (LPV, HPV), alarmas de
desviación entre el punto de consigna (SP) y la variable controlada
(PV), alarmas de tendencia que actúan si la variación de la
variable excede de un valor prefijado, alarmas de estado de la
señal de entrada o de salida, alarmas de situación crítica, alarmas
que indican que el proceso está fuera de control y que se acerca
un desastre inminente (como las de Chernovil), alarmas que
indican el restablecimiento del control.
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5.5 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL
La rápida adopción de la PC en los últimos 20 años generó una
revolución en la instrumentación de ensayos, mediciones y
automatización. Un importante desarrollo resultante de la ubicuidad de
la PC es el concepto de instrumentación virtual, el cual ofrece variados
beneficios a ingenieros y científicos que requieran mayor productividad,
precisión y rendimiento.
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Un instrumento virtual consiste de una computadora del tipo industrial, o
una estación de trabajo, equipada con poderosos programas (software),
hardware económico, tales como placas para insertar, y manejadores
(drivers) que cumplen, en conjunto, las funciones de instrumentos
tradicionales. Los instrumentos virtuales representan un apartamiento
fundamental de los sistemas de instrumentación basados en el hardware
a sistemas centrados en el software que aprovechan la potencia de
cálculo, productividad, exhibición y capacidad de conexión de las
populares computadoras de escritorio y estaciones de trabajo. 
El concepto de instrumentación virtual nace a partir del uso de la
computadora personal, como forma de reemplazar equipos físicos por
software, permite a los usuarios interactuar con la computadora como si
estuviesen utilizando un instrumento real.
 El usuario manipula un instrumento que no es real, se ejecuta en una
computadora, tiene sus características definidas por software pero
realiza las mismas funciones que un equipo real.
Los instrumentos virtuales son definidos por el usuario mientrasque
instrumentos tradicionales tienen funcionalidad fija, definida por el
usuario.
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Ventajas de la Instrumentación Virtual:
 Flexibilidad.
 Intercambio de información con otras aplicaciones.
 Aplicaciones distribuidas.
 Control remoto a través de redes locales e Internet.
 Reduce espacio, peso, tiempo y dinero.
 Se edita y se “virtualiza el instrumento”.
Instrumentación Convencional vs. Virtual
CONCLUSIÓN
Como se puede observar, a pesar de las maravillas que puede
desarrollar estos tipos de sistema, debe quedar claro que el control
asistido por computadora no hace milagros y que las ventajas
anteriormente mencionadas solo se logran desarrollando un buen
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modelo que refleje exactamente el sistema de balance de materia y
energía, además de incluir complejos algoritmos que le ayuden a
minimizar los errores propios de sus unidades de adquisición de datos
(para ello hay que analizar física , analítica y matemáticamente nuestro
proceso en cuestión de forma minuciosa).
La automatización es un proceso global imparable, por ello para ser
competitivo, resulta vital su implantación. Hasta ahora hay varias formas
de automatizar una industria, pero las principales son el control
distribuido, el control supervisor y el control digital directo. De las tres la
primera es la mejor y la que actualmente se aplica por su alta eficiencia.
Sin embargo al parecer hay una nueva tendencia a realizar un control
electrónico directo mediante paneles de control y autómatas
programables, solo que a diferencia del pasado, esta vez estos
elementos se interconectan entre si y a un ordenador central.
Resulta sumamente practico el conocer la arquitectura básica de cada
componente, pero se ser posible en el futuro sería bueno que los
fabricantes proporcionaran un poco más de información sobre sus
productos.
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