Acciones Basicas de Control

 

Unidad IV. Acciones b´ asicas asicas de control Instituto Tecnol´ ogico ogico Superior del Occidente del Estado de Hidalgo Ingenie Inge nierr´ıa E Elect lectrome romec´ c´aanica, nica, Ingenier´ııaa de Control C ontrol Cl´asico asico 23 de abril de 2015

1.

Acciones b´ b´ asicas asicas de control control

Un controlador autom´atico atico compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referenci refe renciaa (el valor deseado), deseado), determina determina la desviaci´ desviaci´ on on y produce una se˜nal nal de control que reduce la desviaci´ on on a cero o a un valor peque˜no. no. La manera en la cual el controlador autom´atico atico produce la se˜ nal nal de control se denomina acci´on on de control. La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de control que consiste en un controlador autom´atico, atico, un actuador, una planta y un sensor (elemento de medici´on). on). El funcionamiento de este sistema de control se describe a continuaci´on: on:

Figura 1: Diagrama de bloques de un sistema de control industrial, formado por un controlador autom´aatico, tico, un actuador, una planta y un sensor (elemento de medici´on). on). 1. El controlador detecta la se˜ nal nal de error, que por lo general, est´a en un nivel de potencia muy bajo, y la amplifica a un nivel lo suficientemente alto. 2. La salida de un controlad controlador or autom´ aatico tico se alimenta a un actuador, como un motor. (El actuador es un dispositivo de potencia que produce la entrada para la planta de acuerdo con la se˜nal nal de control, a fin de que la se˜nal nal de salida se aproxime a la se˜nal nal de entrada de referencia.) 3. El sensor, o elemento de medici´on, on, es un dispositivo que convierte la variable de salida en otra variable manejable, como un desplazamiento, una presi´on on o un voltaje, que pueda usarse para comparar la salida con la se˜ nal nal de entrada de referencia. Este elemento est´a en la trayectoria de realimentaci´ on on del sistema en lazo cerrado.

1

 

4. El punto de ajuste a juste del controlador controlador debe convertir convertirse se en una entrada entrada de referencia referencia con las mismas unidades que la se˜ n nal al de realimentac realimentaci´ i´ on on del sensor o del elemento de medici´on. on. Clasificaci´ on on de las acciones de control o controladores 1. De dos posiciones o controladores controladores on-off  on-off  2. Controlado Controladores res proporcionales proporcionales 3. Controlado Controladores res integrales integrales 4. Controladores proporcionales-integrales 5. Controladores proporcionales-derivativos proporcionales-derivativos 6. Controladores proporcionales-integrales-derivativ proporcionales-integrales-derivativos os Los controladores contro ladores tambi´en en pueden puede n clasificarse, clasi ficarse, seg´un un el tipo de energ´ energ´ıa que utilizan en su operaop eraci´on, on, como neum´aticos, aticos, hidr´aulicos aulicos o electr´onicos. onicos. El tipo de controlador que se use debe decidirse bas´ aandose ndose en la naturaleza de la planta y las condiciones de operaci´on, incluyendo consideraciones tales como seguridad, seguridad, costo, disponibilidad disponibilidad,, fiabilidad, fiabilidad, precisi´ precisi´ on, on, peso y tama˜ no. no.

1.1.

Acci´ o on n de contro controll de dos posicione posicioness o de encendi encendido do y apagado (on (on/off) /off)

En un sistema de control de dos posiciones, el elemento de actuaci´on s´oolo lo tiene dos posiciones fijas, que, en muchos casos, son simplemente encendido y apagado. El control de dos posiciones o de encendido y apagado es relativamente simple y barato, raz´on on por la cual su uso es extendido en sistemas de control tanto industriales como dom´esticos. esticos. Suponga que la se˜n nal al de salida del controlador es   u (t) y que la se˜nal nal de error es   e (t). En el control de dos posiciones, la se˜nal u nal u (t) permanece en un valor ya sea m´aximo aximo o m´ınimo, dependiendo depen diendo de si la se˜ n nal al de error es positiva o negativa. De este modo, u (t) =   U 1 ,

 

para   e (t)  > 0  >  0

=   U 2 ,

 

para   e (t)