Glosario de Conceptos en Sistemas de Control

Actuador/Amplificador de potencia

Convierte las órdenes de control en una acción física; se puede considerar el órgano musculado de un sistema de control.

Calidad del producto

Debe controlarse en todo proceso. Es la variable más difícil de controlar, puesto que es muy perturbable, es difícil de medir y tiene una fuerte relación con el coste.

Causas de la apertura de lazo

• Puesta del regulador en modo de operación manual.
• Fallo del sensor/transmisor.
• Saturación de la salida del controlador.
• Fallo del actuador.

Controlador acción directa

Un aumento de la VC da lugar a un aumento en la salida del regulador.

Controlador acción inversa

Un aumento de la VC provoca una disminución en la salida del regulador.

Control anticipado o prealimentado (manual)

El operario, nada más observar una P, ajusta la cantidad de la VDC para evitar una variación en la VC. En caso de que se equivoque, existirá permanentemente un error.

Control anticipado o prealimentado (automático)

Las medidas de las P se transmiten al hardware de control anticipado, que determina las cantidades de las VC y así compensa el efecto. Exige:

• Medir las P.
• Conocer sus efectos.
• Acompañar de control realimentado para compensar las P ignoradas.

Control automático

Las variables se cambian automáticamente sin intervención del operario.

Control manual

El operario memoriza el valor de consigna (SP) y, cuando el valor actual (PV) de la VC sea diferente, manipula las VDC para que se cumpla el valor de consigna.

Control de un proceso

Determinar los valores que deben tomar las VDC en cada momento para conseguir que las VC alcancen y se mantengan en unos valores fijados a priori, a pesar de las P.

Control realimentado

Los instrumentos medidores determinan el valor actual de las VC. Este valor se transmite al hardware de control realimentado, que lo compara con los SP y determina el error existente y la señal necesaria para eliminar ese error. Los valores de las VDC se transmiten a los dispositivos de ajuste de las entradas al proceso.

Elemento de entrada

Convierte el valor de consigna, si lo hay, en otro compatible con la medida PV de la VC.

Ganancia de un elemento

Sensibilidad; razón entre el cambio producido en la salida y el cambio en la entrada.

Ganancia del controlador

Sensibilidad Kc*gc=dm/de

Lazo cerrado regulación

La perturbación modifica el valor de la variable controlada. El sensor-transmisor capta y transmite el nuevo valor al control de realimentación. La señal se compara y se determina el error. La función de control genera una señal que se transmite al actuador y lo acciona. Se repite la operación hasta que se anule el error.

Lazo cerrado seguimiento

Se produce un error que origina una modificación de la salida del controlador. Cambia el valor de la VC. La situación se repite hasta que se alcance el nuevo valor de consigna.

Lazo abierto

Lazo en el que no existe efecto recíproco entre la salida del controlador y la medida de la VC. No existe el mecanismo de realimentación.

Lazo cerrado

La variable del controlador afecta a la medida de la variable controlada y viceversa, lo que posibilita el control por realimentación.

Ley de control

Manera en que varían las VDC para contrarrestar los efectos de las P o los cambios en los puntos de consigna sobre las VC.

Modos de control

Es la manera en la que cambia la salida del controlador en función de la entrada. Los modos de control son los siguientes: Proporcional, Integral y Derivativo. Los modos de control se pueden utilizar individualmente o en combinación.

Oscilaciones mantenidas

Tienen lugar cuando se introduce periódicamente al sistema una cantidad mínima de energía que compensa las pérdidas, manteniendo una velocidad constante.

Oscilaciones atenuadas

Al introducir al sistema un impulso de energía, esta se disipa en el tiempo, por ello la velocidad del movimiento disminuye.

Periodo de oscilación

Intervalo de tiempo que separa picos positivos o negativos consecutivos. Es una característica del bucle.

Perturbaciones

Son fluctuaciones en el transcurso del tiempo de las variables de entrada no manipuladas. Estas incluyen variables de salida de los procesos conectados al proceso en estudio y las condiciones ambientales del proceso.

Ritmo de producción

Determina el ritmo de producción de un proceso. En caso de operaciones en cadena, determina la cantidad en el estado permanente de todas las operaciones. Es una variable de perturbación porque afecta a las VC.

Regulador

Dispositivo que actúa automáticamente para regular la variable controlada. Tiene dos entradas: la variable de referencia y el valor del proceso PV. Su hardware está formado por el detector de error y el propio controlador.

Realimentación positiva

Tipo de acción de control que hay que evitar, ya que da lugar a una situación irreversible en la que el sistema se desestabiliza. El controlador es incapaz de contrarrestar perturbaciones.

Realimentación negativa

Tipo de acción que estabiliza el sistema.

Señal de consigna

Valor fijo o función variable en el tiempo, fijado a priori, que sirve de referencia de una VC. Se puede fijar manual, automática o programablemente.

Sensor/Captador

Es el elemento primario del medidor, recibe información sobre la VC y la convierte en información que representa continuamente el valor de la VC.

Transmisores

Transmiten una información variable procedente de los sensores o controladores a un lugar determinado, suministrando en la salida una señal normalizada.

Válvula de acción directa

Se cierra al aplicar aire y se abre al quitarlo (Air-to-close, fail open).

Válvula de acción inversa

Al revés que la directa (Air-to-open, fail close).

Variables de control o manipuladas

Son aquellas variables o cantidades que pueden ser manipuladas, directa o indirectamente, manual o automáticamente.

Variables controladas

Variables que se miden, cuyas medidas se usan para determinar los valores de las VDC en cada momento.

Variables inventariables

Representan el almacenamiento de material o energía en puntos específicos del proceso, determinando el nivel estático; este se debe mantener constante.

Variables ambientales

Determinan las condiciones bajo las cuales funciona un proceso. Se diferencian de las inventariables en que afectan a la calidad.