000001. sistemas de control 10
- 1. SISTEMAS DE CONTROL INTRODUCCION El hombre ha utilizadoherramientasparasatisfacersusnecesidadesporejemplo,descubrió,quizá por casualidadcomoobtenerfuegoparaproporcionarcalory cocinar susalimentos. Lohizo frotandoenérgicamente dos trozosde ciertapiedra(pedernal). La piedraerasu herramientahoyendíase dispone de pequeñosyeconómicosencendedoresque permitendisponerinmediatamente delfuego CARACTERISTICASYTIPOSDE SISTEMASDE CONTROL Un encendedor,unabicicletayun automóvil sonsistemasque funcionansolosi cuentancontodos sus componentesyestosdesarrollansusfuncionesenformasimultánea. Un sistemaes un conjuntode elementosodispositivosque interactúanparacumplirunafunción determinada.Se comportanenconjuntocomounaunidadyno como un montónde piezas sueltas. ENCENDEDOR ENCENDEDOR COMO SISTEMA AUTO AUTO DE SISTEMA BICICLETA BICICLETA COMO SISTEMA
- 2. TIPOS DE CONTROL El control de un sistemase efectúamedianteunconjuntode componentesmecánicos,hidráulicos, eléctricosy o electrónicos,que interconectadosrecogeninformaciónacercadel funcionamiento, comparan este funcionamientocondatospreviosy,si esnecesario,modificanel procesopara alcanzar el resultadodeseado.Este conjuntode elementosconstituye,porlotanto,unsistemaen sí mismoy se denominasistemade control.Paraestudiarlo,esnecesariocomprenderque sus componentes,conjuntos,que recibe unaordenoentraday producenunarespuestaosalida. Gráficamente lopodemosrepresentarde lasiguientemanera ENTRADA SISTEMA SALIDA DE TEMPERATURA TEMPRATURA DESEADA CONTROL GENERAL
- 3. SISTEMAS DE CONTROL REPRODUCTOR AUDIOVISUAL HORNO automático manual VENTILADOR RELOJ automático automático TORRE DE CONTROL LLAVE automático manual CIRCUITO ELECTRICO CELULAR automatica automatica
- 4. NEVERA CONSOLA DE SONIDO automática automatica Sistemas de control El hombre ha utilizadoherramientaspara satisfacersusnecesidades.Porejemplo,descubrió, quizápor casualidad,cómoobtenerfuegoparaproporcionarse calorycocinarsus alimentos.Lo hizofrotandoenérgicamente dostrozosde ciertapiedra(pedernal). La piedraerasu herramienta.Hoyendía, se dispone de pequeñosyeconómicosencendedores que permitendisponerinmediatamente de fuego.Si se losobservaconatención,se veráque tienenunapequeñapiedra,que cuandoesrozadapor la meditametálicaque hacemosgirar, desprende chispasque enciendenel gas. Precisamente,el materialconque estáhechaesapequeñapiedraes,enesencia,el mismoque utilizabannuestrosantepasadosde lascavernas.Enlaactualidadloencontramos,juntoconun tanque de gas, unaválvulaque regulasusalida,una entradade oxígenoyhasta otra válvulade recarga formandoparte de un sistema:el encendedor.Cadacomponente,porsímismo,no puede proporcionarfuego,perosípuede hacerloel conjunto. Características y tipos de sistemas de control Un encendedor, unabicicletayunautomóvil sonsistemasque funcionansólosi cuentancon todossus componentesyéstosdesarrollansusfuncionesenformasimultánea. Un sistemaesun conjuntode elementosodispositivosque interactúanparacumpliruna funcióndeterminada.Se comportanenconjuntocomounaunidady nocomo un montónde piezassueltas. El comportamientode unsistemacambiaapreciablemente cuandose modificaoreemplaza unode suscomponentes;también,si unoovariosde esoscomponentesnocum-plenla funciónparala cual fuerondiseñados.Entonces,resultanecesariocontrolarcadaele-mentoen formaindependiente,obien,el resultadofinal de todoel sistema.
- 5. EJEMPLOS SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO El control automático de procesos es una de las disciplinas que se ha desarrollado a una velocidad vertiginosa, dando las bases a lo que hoy algunos Autores llaman la segunda revolución industrial. El uso intensivo de las técnicas del control automático de procesos tiene como origen la evolución y tecnificación De las tecnologías de medición y control aplicadas al ambiente industrial. Su estudio y aplicación ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas y beneficios asociados al ámbito industrial, que es donde tiene una de sus mayores aplicaciones debido a la necesidad de controlar un gran número de Variables, sumado esto a la creciente complejidad de los sistemas. El control automático de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el costo asociado a la generación de bienes y servicios, incrementa la calidad y volúmenes de producción de una planta industrial entre otros beneficios asociados Con su aplicación. La eliminación de errores y un aumento en la seguridad de los procesos es Otra contribución del uso y aplicación de esta técnica de control. En este punto es importante destacar que anterior a la aplicación masiva de las técnicas de control automático en la industria, era el hombre el que aplicaba sus capacidades de cálculo e incluso su fuerza física para la ejecución del control de un proceso o Máquina asociada a la producción. En la actualidad, gracias al desarrollo y aplicación de las técnicas modernas de control, un gran número de tareas y cálculos asociados a la manipulación de las variables ha sido delegado a computadoras, controladores y accionamientos especializados para el logro de los Requerimientos del sistema.
- 6. SISTEMA DE CONTROL MANUAL SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO
- 7. LAZOS DE CONTROL Ya consideramosunade lascaracterísticas que presentanlossistemasde control,laque nos permitiódiferenciarlosentre manualesyautomáticos. Los sistemasde control,además,puedensercaracterizadosporloque se denomina LAZOSDE CONTROL. por ejemplo
- 8. Por Ejemplo: Supongamosque necesitamos hervirel aguafría que llenaunacacerola,enuna cocina a gas. La primeraposibilidadesque encendamoslahornallade lacocina,regulemoslallamadel fuego,coloquemoslacacerolasobre lahornallaynos retiremosarealizarotrasactividades. ¿Qué ocurre,entonces?El agua comienzaacalentarse,aumentandosutemperatura,hastaque comienzaa hervir;cuandollegaala temperaturade ebulliciónylallamade la hornallasigue encendidayel agua,tal vez,se desborde de lacacerola,conel riesgode que se puede apagar la llamade la hornallaycontinuarsaliendogas–. La segundaposibilidadesque encendamoslahornallade gas,regulemoslallamadel fuego, coloquemoslacacerolasobre lahornallaypermanezcamosfrente alacocinaobservandoel agua de la cacerola.¿Qué ocurre,en estasituación?El agua comienzaacalentarse, aumentandosutemperatura,hastaque comienzaahervir;cuandollegaaeste punto, actuamossobre la llave de lahornalladisminuyendo,pocoapoco,la llamadel gas,hasta que – llegadoel puntode ebullicióndel agua–cerramostotalmente el pasode gas,apagándose así,la llama de la hornalla. Podemosdetectarque,enlaprimerasituación,el hechode que el aguaesté hirviendo(salida del sistema) notiene ningunaacción sobre lallamade lahornalla(entradadel sistema). En cambio,enla segundaposibilidadobservamosque,al iniciarseel procesode ebullición (salidadel sistema),lapersonapresente comienzaaactuar sobre lallave de gas de la hornalla, disminuyendolallama(entradadel sistema) hastaapagarla. En el primercaso, estamosante unsistemade control de lazo abierto;en lasegundo,ante un sistemade control de lazo cerrado. Podemos establecerque enlaprimerasituaciónel aguaque estáhirviendo(salidadel sistema) no tiene ningunaacciónsobre lallama(entradadel sistema).Encambioenlasegunda posibilidadobservamosque al iniciarseel procesode ebullición(salidadel sistema) lapersona presente comienzaaactuar sobre la llamade gas disminuyendolallama(entradadel sistema) hasta apagarla. En el primercaso estamosante unsistemade control de LAZOS ABIERTO mientrasque enel segundocasoestamosfrente aun sistemade control de lazoscerrados SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO En estossistemasde control nose tiene una señal de salidaque influyaensuregulaciónenella hay unosdatosde entraday ejecutanunprocesode control SEMÁFORO eneste caso ensemáforoesun sistemade control cerradopuesél tiene unaseñal de entrada la cual tiene un tiempoasignado paracada luzy ese sistemacambialaslucessegúnel tiempo indicado,sinimportarlacantidadde tránsito que varía en esascalles.
- 9. SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO Sistemade control enlazocerrado aquellosenlosque laseñal de salidadel sistematiene efectodirectosobre laacciónde control AIRE ACONDICIONADO El aire acondicionadoesunsistemade control de lazocerradoporque tiene una Censorel cual registrala temperaturaambiental ydeterminasi latemperaturaesladeseadao no y si es necesariolacorrige LAZOS DE REALIMENTACION En los sistemas de control existen 2 tipos de lazos de realimentación: 1. Realimentación positiva: Conocido como efecto (bola de nieve). Para comprender este caso se debe analizar el ejemplo de las poblaciones y las basuras que ellas producen
- 10. 2. Realimentación negativa: Este sistema es el utilizado en los sistemas de control automático pues se pretende que el sistema tienda al equilibrio. SENSORES Son los que permiten medir o detectar cambios que se producen en el entorno respecto a ciertas magnitudes como: temperatura, posición, velocidad, presión etc CONSULTAR Sensoresópticos. Sensoresde posición. Sensoresde contacto. Sensoresde temperatura. Sensoresde humedad. Sensoresinfrarrojos. Sensoresde humo. Sensoresde viento. Sensoresde lluvia. SENSORES ÓPTICOS Detectanlapresenciade unapersonao de un objetoque interrumpenel hazde luzque le llega al sensor. Los principalessensoresópticossonlasfotorresistencias,lasLDR. Recordemosque se tratabade resistenciascuyovalordisminuíaconlaluz,de forma que cuandorecibenunhaz de luz permitenel pasode lacorriente eléctricaporel circuitode control.Cuandouna personaoun obstáculointerrumpenel pasode laluz,la LDR aumentasu resistenciae interrumpe el pasode corriente porel circuitode control.
- 11. SENSORES DE POSICION Un sensorde ángulomagnéticoosensorde posición angularmagnético,estápensadoparala medidade posiciónangularmediante tecnologíamagnética.Esdecir,contamoscon dos elementosundetectoryunemisor,el emisoresprincipalmente unimánque al variarsu posición,tambiénloharánsuspolos.Poreste principiode funcionamiento,contamosconun sensorde ánguloabsoluto. El detectorinterpretalaposicióndel emisorycalculael ángulode formaabsoluta.Este principiode funcionamientoaportadiferentesventajas,unade ellasesque se puedenmedir giroscompletosde 360º, que con unpotenciómetrooRVDTno sería posible.Otrade sus ventajasesque notiene rozamiento,yaque nohaycontacto ni desgaste entre el emisoryel detector. SENSORES DE CONTACTO Se empleanparadetectarel final del recorridoolaposiciónlímite de componentesmecánicos. Por ejemplo:sabercuándounapuertao una ventanaque se abrenautomáticamente estánya completamenteabiertasyporlotanto el motorque las accionadebe pararse. Los principalessonlosllamadosfinesde carrera(o finalesde carrera).Se tratade un interruptorque constade una pequeñapiezamóvilyde unapiezafijaque se llamaNA, normalmente abierto,oNC,normalmentecerrado.
- 12. SENSORES DE TEMPERATURA Los sensoresde temperaturasondispositivosque transformanloscambiosde temperaturaen cambiosenseñaleseléctricasque sonprocesadosporequipoelectricooelectrónico.Haytres tiposde sensoresde temperatura,lostermistores,losRTDy lostermopares. SENSORES DE HUMEDAD Existenvariostiposde Sensoresde humedad,segúnel principiofísicoque siguenpararealizar la cuantificaciónde lamisma.
- 13. SENSORES INFRARROJOS Particularmente,el sensorinfrarrojoesundispositivooptoelectrónico capazde medirla radiaciónelectromagnéticainfrarrojade loscuerposensucampo de visión.Todosloscuerpos emitenunaciertacantidadde radiación,estaresultainvisible paranuestrosojosperonopara estosaparatoselectrónicos,yaque se encuentranenel rangodel espectrojustopordebajode la luzvisible. SENSORES DE HUMOS Un detectorde humoes una alarmaque detectala presenciade humoenel aire yemite una señal acústicaavisandodel peligrode incendio.Atendiendoal métodode detecciónque usan puedenserde variostipos: - Detectoresiónicos:Utilizadosparaladetecciónde gasesyhumos de combustiónque noson visiblesasimple vista. - Detectoresópticos:Detectanloshumos visiblesmediante laabsorciónodifusiónde laluz. SENSORES DE VIENTO El anemómetroCompactregistralavelocidadhorizontal delvientoenm/segylatransformaen una señal analógicade corriente.Se utilizapararecopilarconprecisióndatosmeteorológicos.
- 14. SENSORES DE LLUVIA Un sensorde lluviaesundispositivoelectrónicoque cambiasuvalorde acuerdocon la precipitaciónde lluvia.Haydostiposprincipalesde sensoresde lluvia.El primeroesun dispositivoque acumulaaguayque está conectadoa un sistemaautomáticode riegoque provocael apagado del sistemaencasode lluvia.El segundoesundispositivoutilizadopara protegerel interiorde unvehículode lluviayparaposibilitarel funcionamientoautomáticodel limpiaparabrisassegúnlaintensidadde lalluvia.Unaaplicaciónadicional,enlasantenasde comunicacionesporsatéliteprofesionales,arrancaunsopladorde aire que eliminalasgotasde agua de la superficie de lamembranaque cubre labocadel alimentadorde laantena. POA 2 PERIODO UNIDADTEMATICA INFORMATIVA La wiki Creaciónde la wiki Unidadtemáticatecnología La energía La electricidad Fuentesde energía Renovable o Mareomotriz o Hidráulica o Eólica o Biomasa No renovable o Petróleo o Carbón o Gas o Energía nuclear
- 15. DESEMPEÑOS Utilizaadecuadamente herramientasinformativasde usocomúnpara la búsquedayprocesamientode lainformaciónylacomunicaciónde ideas. Seleccionofuentesytiposde energíateniendoencuentalosaspectos ambientales,entre otros.