Automoation

1. Sistemas de automatización básicos
Fuente: Festo (2008)

2. Tabla de contenido
1. Composición básica de un sistema de automatización ........................................ 3
Control lazo abierto..................................................................................................... 4
Control lazo cerrado.................................................................................................... 4
Ejemplo control alumbrado público ............................................................................. 4
Referencias.................................................................................................................... 6

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1. Composición básica de un sistema de automatización
Es importante repasar los conceptos de sistema, control, entrada y salida, para lograr
entender cuál es el objetivo de la automatización:
Control: esta palabra se usa para designar regulación, gobierno, dirección o comando.
Entrada de un sistema de control: es una variable del sistema controlado, que se
elige de modo tal, que mediante su manipulación se logra que el sistema cumpla un
objetivo determinado. Las variables de entrada, son variables que ingresan al sistema y
no dependen de ninguna otra variable interna del mismo. No solo la señal de referencia
(valor deseado de la salida del sistema), conforma una variable de entrada, también hay
ciertas señales indeseadas, como son algunas perturbaciones externas, que se generan
fuera del sistema y actúan sobre la planta, afectando desfavorablemente la salida del
sistema, comportándose también como una variable de entrada, cuyo valor no
dependen de ninguna otra variable interna al sistema. (Pérez, Pérez & Pérez, 2007)
Planta: una planta es cualquier objeto físico a ser controlado. Como ejemplo se tiene
un horno, un reactor químico y un conjunto de maquinaria que funciona de manera
conjunta para llevar a cabo una operación particular.
Salida de un sistema de control: es una variable del sistema controlado, que se elige
de modo tal, que mediante su estudio se analiza si el sistema cumple o no, con los
objetivos propuestos. Se verá más delante que en los sistemas realimentados, esta
señal de salida contribuye a realizar el control propuesto.
Sistema de control: “es un arreglo de componentes físicos conectados de tal manera
que el arreglo pueda comandar, dirigir o regular, a sí mismo o a otro sistema. Estos
sistemas comandan, dirigen o controlan dinámicamente” (Pérez, Pérez & Pérez, 2007).
Fuente: SENA
Se dice entonces, que cuando se trata de implementar un control lo que se hace es:
 Identificar el sistema.
 Determinar una señal de entrada, que haga responder a la planta y así obtener una
señal de salida deseada.
PLANTA
ENTRADA SALIDA
SISTEMA

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Para esto existen diferentes tipos de control y se van agregando componentes en cada
parte del sistema. A continuación, se describe el control en lazo abierto y cerrado:
Control lazo abierto
En un sistema de control de lazo abierto la salida ni se mide ni se realimenta para
compararla con la entrada. Los sistemas de control de lazo abierto son sistemas de
control en los que la salida no tiene efecto sobre la señal o acción de control. En la
siguiente figura, se muestra la forma de cómo se implementa un sistema de control de
este tipo (Pérez, Hidalgo y Pérez, 2008):
Fuente: Pérez, Pérez & Pérez (2007)
Un ejemplo es el control de la lavadora automática. Cuando se configura un programa
de lavado, enjuague y centrifugado, opera con base en tiempo y no se mide la señal de
salida, por lo tanto no varía hasta que finaliza todo el ciclo.
Control lazo cerrado
En los controles denominados de lazo cerrado, el controlador se alimenta de la señal
de error de desempeño, la cual representa la diferencia entre la señal de entrada y la
señal de realimentación, con el fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un
valor deseado. El término lazo cerrado, siempre indica una acción de control
realimentado para reducir el error del sistema, por lo tanto se repasará el concepto
“retroalimentación”:
Realimentación: es una propiedad de los sistemas que permiten que la salida del
sistema o cualquier variable del mismo, sean comparadas con la entrada al sistema o
con cualquier componente del sistema, de tal manera que pueda establecerse la acción
de control apropiada entre la entrada y la salida. (Pérez, Pérez & Pérez, 2007)
Ejemplo control alumbrado público
Para el alumbrado público, se pretende tener un nivel mínimo de iluminación según la
normatividad en las calles y al menor costo. En este caso, se pueden implementar
varias opciones:
 Primero, un programado horario que enciende y apaga las luces a determinada
hora (desde las 18 horas a las 6:30 a.m.), en este caso no importa el nivel de luz
natural sobre la calzada, ya que la luminaria estará encendida toda la noche al 100
% de consumo de la bombilla.

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 La segunda solución más efectiva, consiste en instalar una fotocelda para detectar
el nivel de iluminación y de acuerdo con esto, encender o apagar el alumbrado
público, en este caso se compararía la entrada (cantidad de luz de la calle) con la
salida (cantidad de luz real en la calle) y así determinar si se acciona o no el
encendido.
 Actualmente se puede volver más robusto el sistema, por ejemplo, colocando
sensores de presencia para tener iluminada la calle en un 50 % y cuando se
identifique una persona o vehículo, incrementa la cantidad de luz al 100 %; este
ejemplo lleva a observar las diferencias en los tipos de control y como van
evolucionando.
Fuente: Pérez, Pérez & Pérez (2007)

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Referencias
Álvarez, X. & Rodellar, J. (2014). Control predictivo de canales de riego utilizando
modelos de predicción de tipo Muskingum (primer orden) y de tipo Hayami
(segundo orden) Capítulo 2. Sistemas de control. (Tesis). Universidad
Politécnica de Cataluña. Recuperado de
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3330/34059-
5.pdf?sequence=5
Festo. (2008). Libro Técnico. Fundamentos de la técnica de automatización.
Ogata, K. & Aranda, J. G. (1996). Sistemas de control en tiempo discreto. Ciudad de
México: Pearson Educación.
Pérez, M. A., Pérez, A. & Pérez, E. (2007). Introducción a los sistemas de control y
modelo matemático para sistemas lineales invariantes en el tiempo (Publicación
académica). Universidad Nacional de San Juan, Puerto Rico. Recuperado de
http://dea.unsj.edu.ar/control1/apuntes/unidad1y2.pdf
Torres, T. (s.f.). Introducción a la automatización y el control. Recuperado de
https://rua.ua.es/