Sistemes de Control Automàtic: Tipus, Components i Aplicacions

Sistemes de Control Automàtic

Un sistema de control automàtic és un conjunt d'elements tècnics que té per objectiu aconseguir que una màquina o un procés faci les seves funcions amb una intervenció humana mínima.

Tecnologies de Control

Tecnologia Cablejada

La tecnologia cablejada s'aplica a dispositius pneumàtics, hidràulics, elèctrics i electrònics. Presenta alguns inconvenients:

• Poca flexibilitat davant de futures modificacions.
• Ocupa molt d'espai.
• No permet efectuar funcions de control complexes.
• Dificultat per localitzar i resoldre avaries.
• Poca adaptabilitat; l'única manera d'alterar la funció és modificant els components.

Tecnologia Programable

La tecnologia programable, atès que no presenta els inconvenients anteriors, gaudeix de gran quantitat d'avantatges. Per aquesta raó, és molt adaptable i pot dur a terme diferents funcions de control sense alterar-ne la configuració física, únicament canviant el programa.

Tipus de Sistemes de Control

Llaç Obert

Els sistemes de control de llaç obert es caracteritzen perquè, un cop activats, executen el procés durant un temps prefixat, independentment del resultat obtingut. Per tant, el resultat del procés no afecta el dispositiu de control, és a dir, el sistema de control no supervisa el resultat de la sortida del procés.

Llaç Tancat

Els sistemes de control de llaç tancat, un cop donada l'ordre per iniciar el procés, analitzen el resultat o sortida. Si no compleix una consigna determinada, el dispositiu de control n'és informat i manté el procés actiu fins a assolir a la sortida allò que estableix la consigna.

Components dels Sistemes de Control

Dispositius d'Entrada d'Ordres

Permeten a l'operador l'entrada de dades i ordres. Hi ha dos tipus:

• Elements binaris: permeten l'entrada d'ordres de tipus sí/no, obert/tancat, activat/desactivat...
• Elements numèrics: permeten l'entrada de números, i els alfanumèrics permeten introduir números i lletres.

Dispositius d'Entrada d'Informació

Són constituïts per sensors que permeten efectuar les accions corresponents sobre els actuadors.

Controlador

Constitueix el sistema de tractament de la informació del procés i estableix com s'han de combinar les entrades d'informació per tal d'activar les sortides del procés.

Dispositius de Sortida d'Informació

S'encarreguen de la comunicació amb l'operador.

Actuador

Els actuadors són els encarregats d'operar sobre el procés. Sovint, els actuadors no són directament connectables al controlador i requereixen preactuadors.

Tipus de Controladors

Produeixen un senyal de control que redueix la desviació a zero o a un valor petit. L'acció de control és la forma com el controlador produeix el senyal de control. Els controladors industrials es classifiquen segons la seva acció de control:

• Acció proporcional: Senyal de control proporcional al senyal d'error. És d'efecte instantani i enèrgic.
• Acció integral: Emet un senyal que varia amb una velocitat proporcional a la magnitud del senyal d'error. És d'efecte lent i progressiu, i és poc enèrgica.
• Acció derivativa: Genera un senyal que és proporcional a la velocitat de variació del senyal d'error. Si l'error augmenta uniformement seguint una forma de rampa, la sortida del controlador és constant. Produeix un efecte d'anticipació, el qual permet obtenir un temps de resposta menor.
• Acció proporcional-integral-derivativa (PID): El comportament d'un controlador PID correspon a la superposició d'aquestes tres accions. L'objectiu d'aquest tipus de control és obtenir tots els avantatges dels altres tres i superar els inconvenients.
• Acció tot o res: La sortida del controlador només adopta dos estats: connectat i desconnectat, o dit d'una altra forma, màxima i mínima sortida.

PLC (Autòmat Programable Industrial)

Un autòmat programable industrial és una màquina electrònica dissenyada per fer, en temps real i en ambient industrial, automatismes combinacionals i seqüencials, i pensada per ser programada per personal no informàtic. El PLC té un camp d'aplicació molt ampli dins del sector industrial gràcies a les seves particulars característiques de disseny: dimensions reduïdes, simplicitat de muntatge i modificació dels programes, la qual cosa el fa molt efectiu.