Sistemas de Control en Lazo Abierto y Cerrado: Componentes, Funcionamiento y Ventajas

Diferencias entre Sistemas de Control en Lazo Abierto y Cerrado

Básicamente, la diferencia fundamental entre ambos es que el sistema de control en lazo cerrado presenta una retroalimentación que hace posible actuar ante desviaciones en la salida frente al resultado deseado, cosa que no ocurre en el sistema de control de lazo abierto, donde no hay tal retroalimentación.

Componentes de un Sistema de Control y Señales

• Señal de error: Proviene del comparador.
• Variable de salida regulada: Proviene del regulador.
• Señal deseada: Es la señal de entrada.
• Salida de medida: Proviene del captador.
• Salida: Proviene de la planta o proceso.

El Regulador: Ajuste y Optimización del Sistema

El regulador es el elemento que nos permite modificar o ajustar los parámetros del sistema de control, una vez conocidos el proceso y los demás elementos. Mediante este dispositivo puede obtenerse la función de transferencia adecuada a cada necesidad. Los reguladores permiten mejorar las respuestas del sistema, tanto en régimen transitorio como permanente.

Acciones Básicas y Combinadas de Control

Las acciones básicas de control son la acción proporcional (P), la acción derivativa (D) y la acción integral (I). Estas suelen encontrarse de forma combinada, de modo que se obtienen las acciones proporcional-derivativa (PD), proporcional-integral (PI) o proporcional-integral-derivativa (PID).

Control Todo/Nada (On/Off)

El control todo/nada activa y desactiva rápidamente el sistema controlado cuando este se aleja o alcanza, respectivamente, el punto de referencia. En consecuencia, la señal aumenta de valor y, cuando se desactiva, la señal disminuye.

Offset: Desviación entre el Valor de Referencia y el Valor Real

Se le denomina offset a la diferencia entre el valor de referencia marcado por el sistema de control y el valor real que alcanza la variable una vez estabilizado el sistema.

El Controlador: Cerebro del Sistema de Control

El controlador o regulador es el cerebro del sistema y su función es actuar o no actuar, dependiendo del valor de la variable controlada. Si la variable a controlar se mantiene en su valor previsto, el controlador permanecerá inactivo, no actuando sobre el elemento accionador. En cambio, si la variable a controlar se aleja del valor previsto, el controlador modificará su señal de salida ordenando al accionador que actúe sobre la planta o proceso.

Ventajas del Lazo Cerrado frente al Lazo Abierto

• Un sistema de lazo cerrado no es sensible a las perturbaciones que afectan al sistema, mientras que en el sistema de lazo abierto sí lo es.
• Un sistema de lazo cerrado ofrece mayor exactitud entre los valores de referencia deseados y los valores reales obtenidos.
• Un sistema de lazo abierto es más rápido y más sencillo que uno de lazo cerrado.

La Planta en un Sistema de Control

En un sistema general, se tienen una serie de entradas (referencia) que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.

Perturbaciones en Sistemas de Control

Las perturbaciones son todas las señales indeseadas que intervienen de forma adversa en el funcionamiento de un sistema. Pueden ser internas, si se generan dentro del mismo, o externas, si se generan fuera del sistema y constituyen una entrada.

Señal de Referencia

La señal de referencia es aquella que se calibra en función del valor deseado a la salida del sistema.