clase 1 control

8/16/2019 Clase 1 Control

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FACULTAD DE INGENIERIA ELEÉCTRICA Y ELECTRÓNICAESCUELA DE INGENIERIA ELÉCTRICA

Ing. Alejandro Soto A.

INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE CONTROL


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CONTROL DE PROCESOS

Ing. Alejandro Soto A.


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¿Qué es control?

• Controlar un proceso consiste enmantener constantes ciertas variables,prefijadas de antemano. Las variablescontroladas pueden ser, por ejemplo:

Presión, Temperatura, Nivel, Caudal,Humedad, etc.

• Un sistema de control es el conjunto

de elementos, que ace posible queotro sistema, proceso o plantapermane!ca fiel a un pro"ramaestablecido.


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Concepto de señal• #n los sistemas de control, una ma"nitud f$sica

variable se representa "eneralmente medianteuna se%al el&ctrica que var$a de manera tal quedescribe dica ma"nitud.

• Por ejemplo, una se%al el&ctrica ser' la variación

de la salida de tensión de un termopar que midetemperatura ( la variación de temperatura latransforma en variación de tensión.

• Los dispositivos, circuitos ( sistemas electrónicos

manipulan se%ales el&ctricas.


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Tipos de señales eléctricas• Señal analógica

)n* infinito de valores+ (que tiene una variacióncontinua en el tiempo.

• Señal digital

)n* finito de valores+ (que tiene una variacióndiscreta de valores en eltiempo.

• Señal digital binaria)dos valores concretos, ( -+ la se%al el&ctrica sólopuede adoptar dos nivelesde tensión.


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Ventajas de utilizarseñales eléctricas

• esulta mu( sencillo procesarlasmediante circuitos electrónicos, que sontanto económicos como fiables.

• Pueden transmitirse sin dificultad alar"as distancias.

• Pueden almacenarse para serposteriormente reproducidas.


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Concepto de Sistema:• /0u& es un sistema1

• Combinación de componentesque act2an interconectados,para cumplir un determinadoobjetivo.

• /Cómo se representa unsistema1

• Como un rect'n"ulo o cajane"ra ( variables que act2ansobre el sistema. Las flecas

que entran )u, e3citaciones oentradas+. Las flecas quesalen )(, variables producidaspor el sistema o salidas+.


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Modelado de Sistemas

• !"# e$ "n %odelo&• #s al"o que nos a(uda a entender el funcionamiento

de un sistema. Puede ser una placa electrónica)ard4are+ o un conjunto de relaciones matem'ticas,en las cuales codificamos el funcionamiento delsistema )es lo que llamamos modelo matemático+ (

que eventualmente puede desarrollarse en unpro"rama de ordenador.

• Modelado Entrada ' Sal(da)• Uno de los enfoques de modelado m's 2tiles para

propósitos de control es el Modelado Externo oentrada 5 salida. #ste tipo de modelo describe larelación est$mulo 6 respuesta del proceso ( conduce ala llamada Función Transferencia del proceso.


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Función de Transferencia

• Función de transferencia de un sistema se indica por 7)s+,

( es el cociente entre la transformada de Laplace de la se%alde salida ( la transformada de Laplace de la se%al de entrada


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Señales: y : señal de salidar : señal de

referencia e: señal de error

Diagrama de Bloques:

GH

r e

+

=

1

Funciones deTransferencia:

G: ganancia directaH: ganancia de

realimentación GH: ganancia de lazo F: ganancia de lazocerrado

GH

G

r

y F

+

==

1


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*ALLAR LA FUNCION DETRANSFERENCIA +,-$/+-$

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*ALLAR LA FUNCION DETRANSFERENCIA)

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E$tr",t"ra de "n $($te%a de ,ontrol

• Tenemos dos tipos de estructura diferente de

lazo de control:

• Sistema de control en LA0O A1IERTO – Aquel en el que ni la salida ni otras variables del

sistema tienen efecto sobre el control.

NO TIENE REALIMENTACIÓN• Sistema de control en LA0O CERRADO

– n un sistema de control de lazo cerrado! la salida delsistema " otras variables! afectan el control del

sistema.TIENE REALIMENTACIÓN


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S($te%a de ,ontrol de LA0O A1IERTO

• #ualquier perturbaci$n desestabiliza el sistema! " el

control no tiene capacidad para responder a esta nuevasituaci$n.

• %emplo: el aire acondicionado de un coc&e.

• l sistema o la planta no se mide.

• l control no tiene informaci$n de c$mo esta la salida

'(lanta).


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S($te%a de ,ontrol de LA0O CERRADO

• *na variaci$n en la salida o en otra variable! se mide! " el controlador!modifica la se+al de control! para que se estabilice! el sistema! ante lanueva situaci$n.

• %emplo: el climatizador de un coc&e.

• l sistema o la planta se mide en todo momento.

• l control tiene informaci$n de c$mo esta la salida '(lanta).


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Elementos que componen unsistema de control

Proceso

Variablesa controlar

Controlador

Valores

Deseados

Actuador

Transmisor Valores medidos

Variables

para actuar


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+ar(a2le de 3ro,e$o4P+.

• La variable medida que se desea estabilizar

(controlar) recibe el nombre de variable de proceso

("process value") y se abrevia PV

• !n buen eemplo de variable de proceso es la

temperatura# la cual mide el instrumento controlador

mediante un termopar o una Pt1$$


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Set Po(nt SP o Con$(gna• %l valor pre&iado ('et Point# 'P) es el valor deseado

de la variable de proceso#es decir# la consina

• %s el valor al cual el control se debe encarar de

mantener la PV• Por eemplo en un orno la temperatura actual es

1** +C y el controlador esta proramado para llevar

la temperatura a ,$$+C

• Lueo PV-1** y 'P-,$$


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Error

• 'e de&ine error como la di&erencia entre lavariable de proceso PV y el set point 'P#

• % - 'P . PV

• %n el eemplo anterior% - ('P . PV) - (,$$+C . 1**+C) - /* +C

• 0ecuerde que el error ser positivo cuando latemperatura sea menor que el set point# PV 2

'P

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