Technolifeandmore: Controladores Industriales (puntos extra)

Para ésta entrada veremos algunos tipos de controladores, pero antes un controlador lo ocupamos en automatización donde comparamos el valor de salida de la planta(nuestro sistema) con el valor deseado, determinando su desviación(podríamos mencionarlo como error) y produciendo una señal de control que reduce ésta desviación.

http://www.sapiensman.com/control_automatico/#funcion_del_control_automatico

Expresándolo un poco más sencillo es donde buscamos mantener regulados determinados valores deseados, para garantizar la seguridad y estabilidad de la planta o sistema.

Un ejemplo que podríamos mencionar es el sistemas de los minisplits, donde nosotros damos la temperatura esperada y ésta buscará que la habitación llegue a ella.

Para ésto se requiere del acoplamiento, que es un mecánismo de trasmición y de medición (transmisor/sensor), que emplearemos como acción correctiva(control)

Los tipos de controladores que veremos son los siguientes:

De dos posiciones o controladores on-off
Control proporcional integral.
Control proporcional derivativos.
Control proporcional integral-derivativo.

Diferencias y ejemplos de los diferentes controladores:

Controladores on-off: Éste sistema como su nombre lo indica sólo tiene dos posiciones fijas y lo podemos encontrar fácilmente en aquellos sistemas donde empleen una acción booleana, el encendido y el apagado. Éste tipo de controlador es sencillo y bárato, así que es muy usado tanto en la industria como dómesticos.

Ejemplo:
Algunos ejemplos a mencionar, podrían ser el encendido y apagado de un sistema, luces, controladores de abrir y cerrar válvulas, entre otras.

http://www.emi-mexico.com/imgs/int/valvulas/images/port_valvulas.jpg

Control proporcional integral (PI): A éste tipo de control a la salida se le suma la acción integral, que la corrige tomando en cuenta la magnitud del error(retroalimentación) y el tiempo que este ha permanecido en el. Para ello se le programa al control una constante(que nosotros la tomaremos como I), donde I es la cantidad de veces que aumenta la acción proporcional por segundo. La salida se corrige en una cantidad equivalente a la integral del error multiplicada por I. O dicho en otras palabras, cada error producido en cada segundo, lo vamos agregando en una variable y una vez que el sistema sobrepasa determinado umbral, en ésta le vamos ir reduciendo los valores guardados para que el sistema se mantenga estable.

Ejemplo:

Un ejemplo a mencionar, podría ser el sistema de enfriado de los refrigeradores que llevan los trailers que transportan productos, donden necesitan estar en una determinada temperatura para que se conserven.Éste tipo de controlador como ya se mencionó , buscará que al pasar determinado umbral irlo regulando.

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Control proporcional derivativo (PD): A éste tipo de control, le agregamos la capacidad de considerar también la velocidad de la variable en el tiempo. Éste tipo de control nos ayuda adelantar la acción de control del mando de salida para obtener así un una planta más estable.

Ejemplo:

Un ejemplo a mencionar, podría ser en sistemas de regulación de calderas, donde buscaremos adelantar nuestro valor(temperatura) para regularlo, por ejemplo cuando éste va subiendo o bajando rápidamente y ésta a punto de pasar determinado umbral(valor esperado) en un determinado tiempo, lo que haremos es subir o bajar los calefactores, para estabilizar su temperatura.

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Control proporcional integral-derivativo (PID): Este tipo de control como su nombre lo dice es la combinación de los dos anteriores mencionados, la ventaja de éste es que se busca lo óptimo, ya sea en PI o PD y la mala es que encontrar el óptimo puede darnos un proceso largo, ya que solo un conjunto de éstos valores lodará. Éste tipo de control es muy usado para manejar o controlar sistemas de presion, flujo, fuerza, velocidad(empleados en la química en su mayoría).

Ejemplo:

Unos de los ejemplos o aplicaciones más prácticas son los reguladores de velocidad en los cruceros, reguladores de presion en un determinado tanque, satélite, naves espaciales o aviones, donde en éstos últimos se busca regular la presión atmosférica.

http://www.cnnexpansion.com/media/2010/03/01/satelite.jpg

A continuación les dejo unas gráficas donde muestra el comportamiento de diferentes controladores, donde podemos notar que en el proporcional integral, se muestra más inéstable y la proporcional integral-derivativa, se encuentra más estable.