Fundamentos de los Sistemas de Control: Lazo Abierto y Cerrado en Automatización Industrial

¿Cómo funciona un sistema de control de temperatura?

Al establecer una temperatura ambiente deseada (punto de ajuste), los sensores y reguladores miden la temperatura actual para la calefacción. Los comparadores cotejan esta medición con la temperatura de referencia. Si hay una diferencia (señal de error), significa que la temperatura no ha alcanzado el valor deseado. El regulador continuará actuando según esta señal de error. Cuando la temperatura medida iguala la de referencia, la señal de error se anula (será 0).

Los reguladores de temperatura buscan mantener la calefacción en el nivel adecuado. Sin embargo, en situaciones como la falta de tiempo o una puerta abierta, los sensores de retroalimentación pueden detectar que la temperatura no coincide con la referencia. En ese caso, la señal de error se envía a los comparadores y los reguladores iniciarán o intensificarán la calefacción hasta que la temperatura ambiente se eleve y sea igual a la de referencia. Este ciclo se repetirá continuamente hasta que el sistema se apague.

Sistema de Control de Lazo Cerrado

En un sistema de control de lazo cerrado, se establece una relación única entre la variable de entrada y la respuesta del sistema. Inicialmente, el sistema define una relación entre dos variables clave para mantener una tendencia deseada:

• Variable de referencia (o señal de entrada): Es el valor deseado o punto de ajuste, establecido externamente.
• Respuesta del sistema (o señal de salida): Es el valor real medido por el sistema.

La variable de referencia es el valor ideal que el sistema debería alcanzar. La respuesta del sistema es lo que realmente ocurre. La relación entre la respuesta del sistema y la referencia se monitorea constantemente. Si la diferencia entre ambas excede un umbral de tolerancia, se envía una señal de acción (a través de los comparadores y reguladores) a la planta (el proceso a controlar). Esto activa la planta para ajustar la variable de salida y corregir la desviación, buscando que la respuesta del sistema se acerque a la referencia.

Sistema de Control de Lazo Abierto

En un sistema de control de lazo abierto, las variables de control se ajustan sin retroalimentación directa sobre el comportamiento real del sistema. Esto significa que no hay un mecanismo que compare la salida con la entrada deseada para realizar correcciones automáticas. Por lo tanto, este tipo de sistema es más adecuado para situaciones donde:

• La relación entre la entrada y la salida es simple y predecible.
• No se esperan perturbaciones significativas que puedan alterar el resultado.
• La precisión no es un requisito crítico, o el sistema es inherentemente estable.

A diferencia de los sistemas de lazo cerrado, un sistema de lazo abierto no puede compensar automáticamente las perturbaciones o desviaciones. Su funcionamiento depende enteramente de un ajuste inicial preciso del diseño del sistema de control, sin considerar la respuesta efectiva en tiempo real.