Fundamentos de los Sistemas de Control: Componentes y Tipos

Componentes y Tipos de Sistemas de Control

Señal: Información que representa cualquier magnitud que queremos controlar (temperatura, presión, etc.).

Captador: Elemento de un sistema de control encargado de detectar la señal de entrada.

Sensor: Parte del captador que está en contacto directo con la magnitud a medir (ej: termómetro).

Transductor: Componente de un sistema de control que capta una señal y la transforma en una señal eléctrica.

Amplificador: Componente que recibe una señal pequeña y la amplifica para que después sea manipulable.

Comparador: Genera la señal de error o señal activa.

Regulador: Permite establecer una señal de referencia (señal con la que comparamos la señal de entrada para generar una señal de error o señal activa).

Elementos de Control: Elementos encargados de realizar las acciones necesarias para actuar sobre la planta.

Planta: Sistema donde se encuentra la magnitud que queremos controlar.

Tipos de Sistemas de Control

• En Lazo Abierto: Funciona cuando la señal de salida no afecta a la señal de entrada (Entrada → Elementos de Control → Planta → Salida). Ejemplos: electroimán, reóstato.
• En Lazo Cerrado: Funciona cuando la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control (Entrada → Elementos de Control → Planta → Captador/Transductor → Salida).

Tipos de Control

Entrada → Transductor → Amplificador → Señal de Error → Controlador → Planta → Salida → Transductor.

• Controlador de Acción Proporcional: Actúa de forma proporcional a la señal de error. Cuando el error es 0, no funciona.
• Controlador de Acción Proporcional e Integral: Actúa de forma proporcional a la señal de error. Suma los errores en el tiempo y no puede ser 0.
• Controlador de Acción Proporcional, Integral y Derivativa: El control actúa más rápido cuanto más rápido varía la señal de error.

Componentes de un Sistema de Control

Captadores: Son transductores en los que la señal de salida no es de tipo eléctrico (rango de medida, sensibilidad, resolución).

Transductores: Transforman la señal que sale del sensor en otra de tipo eléctrico que se puede utilizar para medir.

• Final de Carrera
• Sensores de Proximidad Inductivos (etapas de resonancia, conmutación y amplificación)
• Sensores de Proximidad Capacitivos (apantallamiento, conmutación, amplificación)
• Sensores Ópticos

Tipos de Transductores

• Transductores de Desplazamiento: Radar, radar basado en el efecto Doppler.
• Resistivos: Galgas Extensiométricas.
• Transductores de Velocidad: Tacómetro o por impulsos y sistemas ópticos.
• Transductores de Presión: De presión absoluta, manómetros de columna (directo, tubo Bourdon, electromecánicos, magnéticos).
• Transductores de Temperatura: (Presentan una variación lineal con la temperatura): termorresistencias, termistores (NTC y PTC), termopares.
• Transductores de Luz: Resistencia LDR (resistencia variable con la luz), fotodiodos (componente electrónico hecho a base de silicio).

Comparadores: Puente de Potenciómetro.

Actuadores: Relé (palanca, pivote, muelle, armadura, bobina, contactos).

Amplificadores: Amplificador Operacional.

Lógica Programada: Es cuando tenemos un conjunto de circuitos que cumplen la orden que se le da (ordenador).

Lógica Cableada: Es cuando el circuito realiza una única función para la que ha sido diseñado (circuito programador de una lavadora).