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ICI
Conceptos bรกsicos de control
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EDITORIAL Bienvenidos a la nueva edición de ERP magazine una revista creada por el equipo ERP con el fin de compartir conocimientos, información de interés relacionado con los diversos temas del curso especial de grado de ACPI (Automatización y Control de Procesos Industriales) de la Universidad de Oriente Núcleo Monagas.
En esta oportunidad le presentamos información relacionada con el seminario ICI (Instrumentación y Control Industrial), en la cual destacaremos la unidad Introducción a los Elementos de Control.”. LOS EDITORES. Rosmar Pinto Mario Rodríguez
CONTENIDO INTRODUCCIÓN Definiciones básicas Introducción a los elementos de control Sistema de control de lazo abierto Sistema de control de lazo cerrado.
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Elementos primarios
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Clasificación de los elementos primarios.
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Aplicabilidad de los elementos de control en el entorno productivo Avícola
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CIERRE
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CONCLUSIÓN
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REFERENCIAS
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INTRODUCCIÓN
Universidad de Oriente Núcleo Monagas ACSI/ICI
Editores: Rosmar Pinto Mario Rodríguez
El control ha sido definido bajo dos grandes perspectivas, una perspectiva limitada y una perspectiva amplia. Desde la perspectiva limitada, el control se concibe como la verificación a posteriori de los resultados conseguidos en el seguimiento de los objetivos planteados y el control de gastos invertido en el proceso realizado por los niveles directivos donde la estandarización en términos cuantitativos, forma parte central de la acción de control. Bajo la perspectiva amplia, el control es concebido como una actividad no sólo a nivel directivo, sino de todos los niveles y miembros de la entidad, orientando a la organización hacia el cumplimiento de los objetivos propuestos bajo mecanismos de medición cualitativos y cuantitativos. Este enfoque hace énfasis en los factores sociales y culturales presentes en el contexto institucional ya que parte del principio que es el propio comportamiento individual quien define en última instancia la eficacia de los métodos de control elegidos en la dinámica de gestión.
Asesor: Edgar Goncalves
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De interés
DEFINICIONES BÁSICAS SOBRE SISTEMA DE CONTROL Procesos:
Variable controlada y señal de control o variable manipulada:
El Diccionario Merriam-Webster define un proceso como una operación o un desarrollo natural progresivamente continuo, marcado por una serie de cambios graduales que se suceden unos a otros de una forma relativamente fija y que conducen a un resultado o propósito determinados; o una operación artificial o voluntaria que se hace de forma progresiva y que consta de una serie de acciones o movimientos controlados, sistemáticamente dirigidos hacia un resultado o propósito determinado.
La variable controlada es la cantidad o condición que se mide y controla. La señal de control o variable manipulada es la cantidad o condición que el controlador modifica para afectar el valor de la variable controlada. Normalmente, la variable controlada es la salida del sistema. Controlar significa medir el valor de la variable controlada del sistema y aplicar la variable manipulada al sistema para corregir o limitar la desviación del valor medido respecto del valor deseado.
Sistemas:
Plantas:
Un sistema es una combinación de componentes que actúan juntos y realizan un objetivo determinado. Un sistema no está necesariamente limitado a los sistemas físicos. El concepto de sistema se puede aplicar a fenómenos abstractos y dinámicos, como los que se encuentran en la economía. Por tanto, la palabra sistema debe interpretarse en un sentido amplio que comprenda sistemas físicos, biológicos, económicos y similares.
Una planta puede ser una parte de un equipo, tal vez un conjunto de los elementos de una máquina que funcionan juntos, y cuyo objetivo es efectuar una operación particular. En este libro se llamará planta a cualquier objeto físico que se va a controlar (como un dispositivo mecánico, un horno de calefacción, un reactor químico o una nave espacial).
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De interés
Perturbaciones: Una perturbación es una señal que tiende a afectar negativamente el valor de la salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se denomina interna, mientras que una perturbación externa se genera fuera del sistema y es una entrada.
Control realimentado: El control realimentado se refiere a una operación que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia, y lo realiza tomando en cuenta esta diferencia. Aquí sólo se especifican con este término las perturbaciones impredecibles, ya que las perturbaciones predecibles o conocidas siempre pueden compensarse dentro del sistema.
ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL
Regulador: es el elemento más importante Transductor o captador: dispositivo que adapta un tipo de magnitud a otro Comparador o Detector de error: proporciona la diferencia entre la señal de salida deseada y la obtenida realmente. Accionador o actuador: es el elemento final que actúa sobre el proceso según la señal de mando que reciba del regulador.
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SISTEMA DE CONTROL DE LAZO ABIERTO Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el controlador.
Sus características: Ser sencillos y de fácil concepto. Nada asegura su estabilidad ante una perturbación. La salida no se compara con la entrada. Ser afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles. La precisión depende de la previa calibración del sistema. Un ejemplo de este tipo de sistemas de control puede ser calentador de agua que usamos a diario en nuestras casas.
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SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
ES INPRESCINDIBLE
Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre. Es imprescindible: Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es capaz de manejar. Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.
Sus características: Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros. La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema. Su propiedad de retroalimentación. Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.
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Ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado
Su clasificación Manuales: controlador operador humano.
Automático: controlador dispositivo • Neumático, hidráulico, eléctrico, electrónico o digital (microprocesador).
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ELEMENTOS PRIMARIOS Se considera elemento primario, aquellos que existen de manera individual e independiente en un lazo. La función que desempeña en el lazo es la de detectar inicialmente el valor de una variable de proceso. Están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc.
Tipo de señal de entrada
SE CLASIFICAN SEGÚN:
Tipo de señal de Salida
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Tipos de señal de entrada Se refiere a la variable de proceso que se desea medir y/o controlar. Según la señal de entrada la variedad de elementos primarios existentes resulta realmente extensa ya que dependería de la cantidad de variables de proceso sujetas a medición y/o a control en la industria. Sin embargo, si nos limitamos a las variables de proceso más frecuentemente consideradas en el campo de instrumentación industrial, entonces tendríamos básicamente cuatro tipos de elementos primarios:
Sensores de Presión
Sensores de Nivel
Sensores de Temperatura
Sensores de Flujo
• NTC • PTC
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Sensores de presión: Son sensores que están dotados de un elemento sensible a la presión y que emiten una señal eléctrica al variar la presión o que provocan operaciones de conmutación si esta supera un determinado valor límite.
Sensores de nivel: Es un dispositivo electrónico que mide la altura del material, generalmente líquido, dentro de un tanque u otro recipiente.
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Sensores de flujo: Es un dispositivo que, instalado en línea con una tubería, permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas. Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido.
Sensores de temperatura: Se utilizan para detectar variaciones de la temperatura. Están construidos a partir de materiales que cuya resistencia eléctrica varía según la temperatura. De ellos existen dos tipos: NTC: (coeficiente de temperatura negativa): En el NTC el valor de la resistencia eléctrica es inversamente proporcional a la temperatura por lo que si aumenta la temperatura disminuye la resistencia eléctrica PTC: (coeficiente de temperatura positivo): En el PTC el valor de la resistencia eléctrica es directamente proporcional a la temperatura por lo que si aumenta la temperatura aumenta la resistencia eléctrica.
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Tipos de señal de salida Se refiere al tipo de respuesta generada o producida por el elemento primario como función de señal de entrada. Tipos de sensores:
Sensores Mecánicos
Sensores Eléctrico/Electró nicos
Sensores ElectroMecánicos
• Son dispositivos que cambian su comportamiento bajo la acción de una magnitud física que pueden directa o indirectamente transmitir una señal que indica cambio.
• Los sensores Eléctricos o Electrónicos son aquellos cuya señal de salida es representada por una variación en alguna de las propiedades eléctricas del sensor.
• están constituidos por una combinación de elementos mecánicos y eléctricos donde se genera inicialmente movimiento el cual a su vez, genera algún cambio en una variable eléctrica en el sensor.
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Aplicabilidad
El sector avícola Venezolano especialmente enfocado a las empresas de producción de pollos de engorde no se escapan de que la utilización de parámetros y procesos de control sean llevados a cabo en su aparato productivo, gracias a que este permite o permitiría un incremento exponencial en su rentabilidad así como también una disminución significativa de tareas rudimentarias interpersonales, que de alguna manera u otra se traduciría en mejor administración del capital humano y más seguridad para el mismo y el proceso productivo. Por ello la implementación de elementos de control tales como sensores, microcontroladores que capturen la señal de dichos sensores, medidores, indicadores y otros más periféricos son de gran importancia y se tienen que tomar fuertemente en consideración en lo que es la aplicabilidad de los sistemas automatizados a nivel avícola se refiere. Y que mejor oportunidad que darlo a conocer mediante la propuesta del Grupo ERP de un “DISEÑO DE UN SISTEMA DE SUPERVISIO, MONITOREO Y CONTROL AUTOMATIZADO DE AMBIENTE NICIAL DE POLLOS DE ENGORDE EN SU PRIMERA FASE DE CRECIMIENTO. SECTOR AVICOLA VENEZOLANO”. Por ello todos los elementos de control tienen una aplicabilidad muy tangible en lo que a nivel de producción avícola se refiere siempre que su norte sea la automatización y la inserción de nuevos paradigmas y de lo cual se podrán dar más detalles en siguientes ediciones de su revista favorita “ERP TECHNOSYSTEMS”.
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CIERRE
Como se pudo denotar en los anteriores puntos expuestos en el Volumen 1 de la revista ERP TECHNOSYSTEMS y la temática de la introducción a los elementos de control se puede evidenciar que el mundo de control en las industrias está sujeto a una cantidad amplia de parámetros, directrices y representaciones que no se pueden tomar a la ligera y que cada una debe ser bien evaluada y estudiada para que la interacción en el proceso de control de estos elementos sea fluida eficaz y efectiva, factores como las variables tanto controladas como incontroladas dentro de los procesos de control, perturbaciones, el fin de la planta , el sistema como tal son detonantes claves en el proceso de control que tienen que tener una diagramación específica y detallada para poder estudiarlos elementos por elementos y desarrollarlos en feliz término, tratándose de cualquier caso bien sea sistemas de control que trabajen para un fin o tarea puntual partiendo solo de una entrada para generar una salida así como también aquellos sistemas de control que poseen una retroalimentación guiada para poder ser esta factor de retroalimentación para su verificación y modificación o mejoramiento continuo. La inserción de nuevas tecnologías y elementos primarios de control tales como sensores y actuadores que permitan cada día mas la flexibilidad de la utilización de parámetros de control será siempre algo que no podrá dejarse pasar.
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CONCLUSIÓN
Los sistemas de control automático son fundamentales para el manejo de los procesos de producción de las plantas industriales. Está comprobado que el aumento de la productividad está muy relacionado a la automatización de los procesos en la medida que se haga un uso eficiente de los equipos y sistemas asociados. Cabe desatacar la importancia de los instrumentos y controles, ya que no solo son usados en las grandes industrias, si no también son usados en la vida diaria, en nuestras casas y lugares donde concurrimos, los hay de diferentes materiales, formas y tamaños, y su finalidad es ejecutar una mayor cantidad del producto a menor tiempo en menos costo.
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REFERENCIAS
Córdoba, D. (2011). CONCEPTOS BASICOS DE LA INSTRUMENTACION INDUSTRIAL. [Documento en Línea] consultado en: http://instrumentcont.blogspot.com/2011/10/concepto s-basicos-de-instrumentacion.html. (Consultado el 15 de Febrero de 2014). https://hellsingge.files.wordpress.com/2014/10/ingeni eria-de-control-moderna-ogata-5ed.pdf Sistema de control abierto. Sistema de control cerrado. Consultado desde: https://hellsingge.files.wordpress.com/2014/10/ingeni eria-de-control-moderna-ogata-5ed.pdf
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