Control de variables y modos de control en procesos industriales: términos esenciales de instrumentación

Resumen

El documento presenta los fundamentos del control industrial: las magnitudes que se miden y regulan (presión, caudal, nivel, temperatura, pH, conductividad), los tipos de procesos (batch, por partes y continuo) y las unidades de un sistema de control. Explica los modos de control On-Off, P, PI, PD y PID, y define términos metrológicos como exactitud, precisión, repetibilidad, histéresis y resolución.

Puntos clave

Las magnitudes clave a controlar en procesos industriales son presión, caudal, nivel, temperatura, pH y conductividad.
Un sistema de control consta de unidad de medición, unidad de control y elemento final de control.
Los procesos pueden ser batch, de manufactura por partes o continuos.
Los modos de control son On-Off, P, PI, PD y PID; el PID combina las acciones proporcional, integral y derivativa.
La exactitud se refiere a acercarse al valor verdadero, mientras que la precisión se refiere a la cercanía entre lecturas repetidas.
La histéresis es la diferencia máxima observada para un mismo valor del campo de medida según la dirección de la variación.

Ponte a prueba

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.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre exactitud y precisión en un instrumento de medida?

La exactitud es la cualidad por la que el instrumento tiende a dar lecturas cercanas al valor verdadero. La precisión es la cualidad por la que tiende a dar lecturas muy próximas entre sí.

¿Qué es el control proporcional integral derivativo (PID)?

Es un modo de control que combina las acciones proporcional, integral y derivativa. El texto lo lista como el último modo de control, junto a On-Off, P, PI y PD.

¿Qué es la resolución de un instrumento?

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