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Sistemas de control
Introducción
El hombre ha utilizado herramientas para satisfacer sus necesidades. Por ejemplo,
descubrió, quizá por casualidad, cómo obtener fuego para proporcionarse calor y cocinar
sus alimentos. Lo hizo frotando enérgicamente dos trozos de cierta piedra (pedernal).
La piedra era su herramienta. Hoy en día, se dispone de pequeños y económicos
encendedores que permiten disponer inmediatamente de fuego. Si se los observa con
atención, se verá que tienen una pequeña piedra, que cuando es rozada por la medita
metálica que hacemos girar, desprende chispas que encienden el gas.
Precisamente, el material con que está hecha esa pequeña piedra es, en esencia, el
mismo que utilizaban nuestros antepasados de las cavernas. En la actualidad lo en
contramos, junto con un tanque de gas, una válvula que regula su salida, una entrada de
oxígeno y hasta otra válvula de recarga formando parte de un sistema: el encendedor.
Cada componente, por sí mismo, no puede proporcionar fuego, pero sí puede hacerlo el
conjunto.
Características y tipos de sistemas de control
Un encendedor, una bicicleta y un automóvil son sistemas que funcionan sólo si cuentan
con todos sus componentes y éstos desarrollan sus funciones en forma simultánea.
Un sistema es un conjunto de elementos o dispositivos que interactúan para cumplir una
función determinada. Se comportan en conjunto como una unidad y no como un montón
de piezas sueltas.
El comportamiento de un sistema cambia apreciablemente cuando se modifica o reem
plaza uno de sus componentes; también, si uno o varios de esos componentes no cum
plen la función para la cual fueron diseñados. Entonces, resulta necesario controlar cada
elemento en forma independiente, o bien, el resultado final de todo el sistema.
Se puede controlar la batería de un auto, la presión de los neumáticos, la temperatura del
agua de refrigeración o la presión de aceite: batería, neumáticos, agua de refrigeración y
aceite son algunos de los componentes de un automóvil. Pero, además, es posible
controlar la velocidad del auto, que es el resultado del funcionamiento del motor en su
conjunto.
Consideremos, por ejemplo:
Una cocina como "sistema integral hogareño de cocción de alimentos".
¿Cómo hacemos para supervisar la temperatura del horno para cocinar una torta?
Primero, encendemos el horno, y luego, giramos la perilla que lo identifica. Con este
accionar, se modifica la apertura de la válvula que regula la cantidad de gas que llega al
quemador del horno, y de esta manera su temperatura final.
Esta operación permitirá accionar en forma manual el sistema de control de la tempe
ratura del horno. Lo haremos teniendo en cuenta nuestra experiencia anterior o las indi
caciones de la receta que leímos en un libro, para que el resultado sea el esperado.
Hemos controlado el proceso.
Ahora bien, a medida que el hombre y las, técnicas por él desarrolladas evolucionaron, las
máquinas dejaron de ser herramientas que realizaban una sola operación para ejecutar
varias de manera consecutiva y simultánea. Entonces, los procesos resultaron más
Complejos, más costosos y de mayor duración. Por lo tanto, no fue posible controlar el
sistema manualmente, sino que se hizo necesario el empleo de diversos mecanismos.
Por ejemplo:
Consideremos una pequeña planta embotelladora de vino. Hace algunos años, para que
una máquina colocara el corcho a presión, una empleada debía sostener la botella ya
llena en forma manual. Hoy en día, una máquina llena la botella vacía, la tapa y hasta le
coloca la etiqueta en pocos segundos. Y, aun más, todo esto lo hace simultáneamente
con varios envases. Es decir que, con el tiempo, se no se hacen más operaciones
individuales, y se pasa a realizar procesos o conjuntos de operaciones vinculadas entre
sí.
¿Qué hace que nuestra máquina embotelladora funcione adecuadamente, tome sólo una
botella por vez, no pegue tres etiquetas en cada envase, o deje de funcionar si el líquido
que envasa se ha terminado?
Pues de esto se ocupa el control automático de procesos.
La aplicación de sistemas de control a los artefactos electrodomésticos ha mejorado la
vida de las personas. Por ejemplo, antes se usaban las planchas que funcionaban con
carbón. Más tarde, las abuelas utilizaron pesadas planchas eléctricas, que tardaban
mucho tiempo en calentar, y cuya temperatura resultaba muy difícil de regular. Hoy en
día, las planchas son livianas y cómodas, regulan la temperatura según el tipo de tela,
rocían la ropa con vapor, etcétera.
Pero los cambios tecnológicos incidieron sobre todo en la actividad industrial. Infinidad de
tareas, realizadas hasta hace poco en forma manual, hoy se efectúan mecánicamente.
Más aún, los controles automáticos se han generalizado por completo en el mundo de la
industria. En consecuencia, las industrias requieren menos operarios "manuales" y más
personal especializado, por ejemplo, técnicos electricistas, electrónicos e informáticos,
capaces de montar, controlar, corregir y reparar los sistemas implementados. La
capacitación técnica resulta, entonces, imprescindible para poder acceder a estos nuevos
puestos de trabajo.
Tipos de control
El control de un sistema se efectúa mediante un conjunto de componentes mecánicos,
hidráulicos, eléctricos y/o electrónicos que, interconectados, recogen información acerca
del funcionamiento, comparan este funcionamiento con datos previos y, si es necesario,
modifican el proceso para alcanzar el resultado deseado. Este conjunto de elementos
constituye, por lo tanto, un sistema en sí mismo y se denomina sistema de control. Para estudiarlo, es necesario suponer que sus componentes forman conjuntos, que reciben
una orden o entrada y producen una respuesta o salida. Estos conjuntos se representan
gráficamente en forma de rectángulos o bloques vinculados por flechas, las cuales
muestran las conexiones que existen entre aquéllos y los efectos que producen. La forma
más simple para esquematizar un proceso de control es un bloque sobre el que incide una
entrada y se genera una salida. Por ejemplo, para la regulación de la temperatura de un
horno.

Sistemas de control manuales y automáticos

Los sistemas de control pueden ser manuales o automáticos.

Sistema Manual

Para obtener una respuesta del sistema, interviene el hombre sobre el elemento de
control.
La acción del hombre es, entonces, la que actúa siempre sobre el sistema (cierra o abre,
acciona un interruptor, aprieta el freno...), para producir cambios en el funcionamiento.

Encontramos sistemas de control manuales, por ejemplo, en:

El frenado de un auto.
El encendido y el apagado de las luces en una habitación.
La operación de la hornalla de gas de una cocina.
El control del agua de una canilla.
Etc.
Sistema Automático
El sistema da respuesta sin que nadie intervenga de manera directa sobre él,
excepto en la introducción de condiciones iniciales o de consigna.
El sistema “opera por sí solo”, efectuando los cambios necesarios durante su
funcionamiento. Así, se reemplaza el operador humano por dispositivos tecnológicos que
operan sobre el sistema (relés, válvulas motorizadas, válvulas solenoides, actuadores,
interruptores, motores, etc.).

Encontramos sistemas automáticos de control en, por ejemplo:

Heladeras.
Termotanques.
Alumbrado público.
Piloto automático de un avión.
Equipos de aire acondicionado.

Lazos de control

Ya consideramos una de las particularidades que presentan los sistemas de control, la
que nos permitió diferenciarlos entre manuales y automáticos.
Los sistemas de control, además, pueden ser caracterizados por lo que se denomina
lazos de control.

Por Ejemplo:

Supongamos que necesitamos hervir el agua fría que llena una cacerola, en una cocina a
gas.

1) La primera posibilidad es que encendamos la hornalla de la cocina, regulemos la
llama del fuego, coloquemos la cacerola sobre la hornalla y nos retiremos a
realizar otras actividades. ¿Qué ocurre, entonces? El agua comienza a calentarse,
aumentando su temperatura, hasta que comienza a hervir; cuando llega a la
temperatura de ebullición y la llama de la hornalla sigue encendida y el agua, tal vez, se desborde de la cacerola, con el riesgo de que se puede apagar la llama de
la hornalla y continuar saliendo gas–.

2) La segunda posibilidad es que encendamos la hornalla de gas, regulemos la llama
del fuego, coloquemos la cacerola sobre la hornalla y permanezcamos frente a la
cocina observando el agua de la cacerola. ¿Qué ocurre, en esta situación? El
agua comienza a calentarse, aumentando su temperatura, hasta que comienza a
hervir; cuando llega a este punto, actuamos sobre la llave de la hornalla
disminuyendo, poco a poco, la llama del gas, hasta que –llegado el punto de
ebullición del agua– cerramos totalmente el paso de gas, apagándose así, la llama
de la hornalla.

Podemos detectar que, en la primera situación, el hecho de que el agua esté hirviendo
(salida del sistema) no tiene ninguna acción sobre la llama de la hornalla (entrada del
sistema).
En cambio, en la segunda posibilidad observamos que, al iniciarse el proceso de
ebullición (salida del sistema), la persona presente comienza a actuar sobre la llave de
gas de la hornalla, disminuyendo la llama (entrada del sistema) hasta apagarla.
En el primer caso, estamos ante un sistema de control de lazo abierto; en la segundo,
ante un sistema de control de lazo cerrado.

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SON SISTEMAS O SUBSISTEMAS CONSTITUIDOS POR UN CONJUNTO DE COMPONENTES QUE REGULAN EL COMPORTAMIENTO DE IN SISTEMA (O DE SI MISMO) PARA LOGRAR UN OBJETIVO

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1- GARANTIZAR LA ESTABILIDAD
2- SER TAN EFICIENTE COMO SEA POSIBLE
3- SER FACILMENTE IMPLEMENTABLE Y CÓMODO DE OPERAR EN TIEMPO REAL

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ACTIVIDAD ( ESTO YA LO VIMOS) ¿PUEDES DESCRIBIRLOS?
SENSORES
CONTROLADORES
ACTUADORES

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1-INGRESAR Y REGISTRAR AL GRUPO (NOMBRE Y APELLIDO-FOTO)
2-RESOLVER LAS ACTIVIDADES PROPUESTAS CON UNPOST

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RECORDAMOS:
SISTEMAS ABIERTOS
AQUEL DONDE LA SALIDA NO TIENE ACCION SOBRE LA ACCION DE CONTROL
SISTEMAS DE LAZO CERRADO: ES AQUEL DONDE LA SEÑAL DE SALIDA TIENE EFECTO SOBRE LA ACCION DE CONTROL
ACTIVIDAD:
DE TRES EJEMPLOS DE CADA TIPO DE SISTEMA.

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Nicos Sánchez