🎯 Objetivos de Aprendizaje
- Comprender la estructura básica de los sistemas de control automático
- Identificar los componentes fundamentales y su función
- Diferenciar entre sistemas de lazo abierto y lazo cerrado
- Conocer las arquitecturas típicas en automatización industrial
📋 Componentes Fundamentales
0. CC y CA - El punto de inicio.
Tanto en la industria como en casa usamos CC y CA ¿Por que?
- Corriente Continua: Ideal para vehículos, robots y unidades de control
- Sensores analógicos: Proporciona más fuerza, necesita menos diametro de cables y tiene menos pérdidas en la trnsmismión
1. Sensores (Captación de Información)
Los sensores son dispositivos que convierten magnitudes físicas (temperatura, presión, posición, velocidad) en señales eléctricas que pueden ser procesadas por el sistema de control.
- Sensores digitales: Proporcionan señales ON/OFF (finales de carrera, detectores inductivos)
- Sensores analógicos: Proporcionan valores continuos (sensores de temperatura Pt100, transductores de presión)
2. Unidad de Control (Procesamiento)
Es el "cerebro" del sistema automático. Recibe información de los sensores, la procesa según el programa o lógica establecida, y genera señales de salida para los actuadores.
- PLC (Controlador Lógico Programable): Dispositivo industrial robusto programable
- Relés y contactores: Lógica cableada tradicional
- Microcontroladores: Para aplicaciones específicas
3. Actuadores (Acción sobre el Proceso)
Convierten las señales eléctricas del control en acciones físicas sobre el proceso.
- Actuadores eléctricos: Motores, electroválvulas, resistencias
- Actuadores neumáticos: Cilindros, válvulas
- Actuadores hidráulicos: Para grandes potencias
💡 Arquitectura Básica
ENTRADA → PROCESO → SALIDA
Sensores → Unidad Control → Actuadores → Proceso → (Realimentación)
🔄 Tipos de Sistemas de Control
Sistema de Lazo Abierto
No existe realimentación. La salida no se compara con la entrada de referencia.
- Ventajas: Simple, económico, fácil mantenimiento
- Desventajas: No corrige errores, sensible a perturbaciones
- Ejemplo: Lavadora doméstica (tiempo fijo de lavado)
Sistema de Lazo Cerrado (Realimentación)
La salida se mide y compara con la referencia deseada. El sistema se ajusta automáticamente para minimizar el error.
- Ventajas: Preciso, corrige perturbaciones, estable
- Desventajas: Más complejo, requiere sensores de realimentación
- Ejemplo: Control de temperatura de horno industrial
⚠️ Consideraciones Importantes
- En sistemas industriales, se prefiere lazo cerrado para procesos críticos
- La selección de sensores debe considerar: rango, precisión, tiempo de respuesta y ambiente industrial
- El tiempo de ciclo del PLC debe ser menor que la dinámica del proceso
📐 Arquitecturas de Automatización
1. Arquitectura Centralizada
Un único controlador (PLC) gestiona todo el proceso. Común en instalaciones pequeñas y medianas.
2. Arquitectura Distribuida
Varios controladores conectados en red (Profinet, Ethernet/IP). Cada controlador gestiona una parte del proceso. Utilizada en grandes plantas industriales.
3. Arquitectura SCADA
Sistema de supervisión y adquisición de datos que permite monitorizar y controlar procesos complejos desde una sala de control centralizada.
🎓 Resumen de Conceptos Clave
- Los sistemas automáticos se componen de: sensores, unidad de control y actuadores
- Los sistemas de lazo cerrado proporcionan mayor precisión y estabilidad
- El PLC es el dispositivo de control industrial más utilizado por su robustez y flexibilidad
- La arquitectura del sistema depende del tamaño y complejidad de la instalación