Fundamentos de Control e Instrumentación Industrial: Variables y Modos Operativos

Control de Variables en Procesos Industriales

Los procesos industriales exigen un riguroso control de la fabricación de los productos obtenidos. Por ello, es fundamental medir, controlar y mantener constantes ciertas magnitudes clave, tales como:

• Presión
• Caudal
• Nivel
• Temperatura
• pH
• Conductividad, etc.

Funciones Adicionales de Detección y Conteo

Además del control de magnitudes físicas, la instrumentación cubre otras necesidades operativas:

• Detectar presencia o ausencia de objetos.
• Contar eventos.
• Contar objetos.
• Identificación de colores.
• Verificación de la posición correcta de objetos.

Definición y Tipos de Control

¿Qué es el Control?

El control se define como la acción de “hacer que unos objetos se comporten como queramos”. Esto implica:

• Regular
• Dirigir
• Ordenar

Procesos de Control

Los sistemas de control se aplican a diferentes tipos de procesos industriales:

• Batch (procesos por lotes)
• Procesos de manufactura por partes.
• Proceso continuo.

Unidades Fundamentales de un Sistema de Control

Todo sistema de control se compone de las siguientes unidades:

• Unidad de medición (mide la variable).
• Unidad de control (procesa y decide la acción).
• Elemento final de control (activa la corrección).

Modos de Control

Los modos de control definen cómo el sistema responde al error detectado:

• On-Off (Todo o Nada).
• Proporcional (P): A mayor error, mayor acción de control.
• Proporcional + Integral (PI): Control que se realiza sobre el error acumulado.
• Proporcional + Derivativo (PD): Control con respecto a la velocidad de cambio del error.
• Proporcional + Integral + Derivativo (PID).

Terminología Esencial en Instrumentación y Metrología

Error

Error: Es la diferencia entre la señal de referencia y la señal de salida real.

Campo de Medida (Range)

Campo de medida (range): Área entre dos límites en la cual una cantidad de valores son medidos.

Escala

Escala: Posibles valores que una variable puede tener.

Estabilidad

Estabilidad: Grado en que las características permanecen constantes. Los cambios en la estabilidad se llaman deriva.

Exactitud

Exactitud: Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas cercanas al valor verdadero de la magnitud.

Precisión

Precisión: Es la cualidad de un instrumento por la que tiende a dar lecturas muy próximas unas a otras.

Repetibilidad

Repetibilidad: Es la variación de las mediciones obtenidas con un instrumento de medición cuando es utilizado varias veces.

Histéresis

Histéresis: Es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice o pluma del instrumento o la señal de salida para el mismo valor cualquiera del campo de medida.

Supresión de Cero

Supresión de cero: Ocurre cuando el cero de la magnitud medida queda dentro del campo de medición.

Resolución

Resolución: Es la menor diferencia de valor que el instrumento puede distinguir.

URL

URL: Término utilizado para definir la precisión como un factor del rango máximo de un dispositivo.