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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
CURSO ESPECIAL DE GRADO – ACPI
ESTRATEGIAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL (EAI)
EL CONTROL Y SUS GENERALIDADES
UNIDAD III: CONTROL, COMUNICACIÓN, SUPERVISIÓN Y MONITOREO EN LA
INDUSTRIA
Profesor: Bachilleres:
Ing. Judit Devia Pinto, Rosmar C.I 20.404.889
Rodríguez, Mario C.I 19.875.930
Equipo ERP
Maturín, Febrero de 2016
INDICE
Contenido
INTRODUCCIÓN................................................................................................................... 3
MARCO TEÓRICO................................................................................................................ 4
1) EL CONTROL:............................................................................................................ 4
2) SISTEMAS DE CONTROL ......................................................................................... 4
2.1) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO ................................ 4
2.2) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO (OPEN LOOP)..... 5
3) CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN GENERAL ................... 6
3.1) SEGÚN SU DIMENSIÓN: ........................................................................................... 6
3.2) SEGÚN EL CONOCIMIENTO DE SUS PARÁMETROS:............................................... 6
3.3) SEGÚN LA PRESENCIA DE LINEALIDAD: ................................................................ 6
3.4) DENTRO DE OTRAS CLASIFICACIONES SE ENCUENTRAN:.................................... 7
SISTEMAS DE CONTROL CONTINUO ........................................................................... 7
EJEMPLIFICACIONES:................................................................................................. 8
SISTEMAS DE CONTROL DISCRETO............................................................................. 8
EJEMPLIFICACIONES:................................................................................................. 8
DISCUSIÓN...........................................................................................................................10
CONCLUSIÓN.......................................................................................................................12
REFERENCIAS.....................................................................................................................13
3
INTRODUCCIÓN
Hoy en día el sería imposible discernir en nuestros pensamientos el hecho de que
exista un mundo alejado del paradigma del control y el control automático. A medida que
ha pasado el tiempo y ha evolucionado la tecnología el ser humano se ha centrado en
realizar sistemas, equipos, aparatos, y conceptos que de alguna manera u otra disminuyan la
incidencia directa de el mismo en los procesos rutinarios sea en el plano interpersonal ,
social o industrial.
Esa premisa de lograr tratar de controlar todo es un automatismo intrínseco del ser
humano pues a medida que el mismo se desarrolla va adquiriendo cognoscitivamente de
manera natural la peculiaridad de tratar de darle orden y procedimentaldad a las cosas. Hoy
en día partiendo de ello es la razón por la cual ese orden se ha extrapolado de manera
tangible en los distintos procesos que tanto a nivel personal como industrial se pueden
conllevar.
Por todo esto anteriormente mencionado nace lo que es el control automático, para
tratar de que se cumpla la premisa de responder más rápida y eficazmente a distintas
perspectivas y problemáticas, manteniendo un orden y control de los parámetros necesarios
en un proceso definido. Extrapolándolo al plano industrial podríamos categorizarlo y
seccionarlo de distintas maneras además de poder también representarlo y funcionar
analogías que permitan la adhesión de nuevos conceptos los cuales son aplicables según sea
el caso.
4
MARCO TEÓRICO
1) EL CONTROL:
El control es un área de la ingeniería y forma parte de la Ingeniería de Control. Se
centra en el control de los sistemas dinámicos mediante el principio de la realimentación,
para conseguir que las salidas de los mismos se acerquen lo más posible a un
comportamiento predefinido. Esta rama de la ingeniería tiene como herramientas los
métodos de la teoría de sistemas matemática.
2) SISTEMAS DE CONTROL
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar,
ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las
probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas
de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o
máquinas.
2.1) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO
Un sistema de control de lazo cerrado, es aquel en donde la señal de salida o
parte de la señal de salida es realimentada y tomada como una señal de entrada al
controlador. La clave del control en bucle cerrado (feedback) es que el valor
medido de la variable controlada es comparado con el valor deseado (referencia)
y la diferencia es usada para decidir el valor de la variable manipulada (qué
acción de control tomar).
2.1.1) TIPOS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO
Existen dos tipos de sistemas de control de lazo cerrado, el de realimentación
positiva y el de realimentación negativa.
Realimentación Positiva: Es aquel en donde la señal realimentada se suma a la
señal de entrada. Se conoce también como regenerativa, no se aplica en el
campo de control de procesos industriales. Un ejemplo es el caso de los
osciladores.
Realimentación Negativa: Es aquella en donde la señal realimentada, se resta
de la señal de entrada, generando un error, el cual debe ser corregido. Este es el
caso común utilizado en el campo del control de procesos industriales.
Entre los sistemas de Lazo Cerrado, conseguimos:
 CONTROL ON-OFF
 CONTROL ANTICIPATORIO o FEEDFORWARD
 CONTROL PID
5
Ventajas y desventajas de un sistema de control de lazo cerrado:
Las ventajas de un sistema de lazo cerrado son:
 Más exacto en la igualación de valores reales y requeridos por la variable.
 Menos sensibles a las perturbaciones.
 Menos sensibles a cambios en las características de los componentes.
 La velocidad de respuesta se incrementa y el ancho de banda es mayor
Las desventajas de un sistema de lazo cerrado son:
 Hay una perdida en la ganancia de función de transferencia de un sistema en lazo
abierto.
 Posibilidad e inestabilidad.
 El sistema es más complejo y más caro y propenso.
2.2) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO (OPEN
LOOP)
Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual no existe
realimentación del proceso al controlador. Algunos ejemplos de este tipo de control
están dados en los hornos, lavadoras, licuadoras, batidoras, etc.
Su principal ventaja consiste en su facilidad para implementar, además son
económicos, simples, y de fácil mantenimiento. Sus desventajas consisten en que no
son exactos, no corrigen los errores que se presentan, su desempeño depende de la
calibración inicial.
Ventajas y desventajas de un sistema de control de lazo abierto:
Las ventajas de un sistema de lazo abierto son:
 Simple construcción y fácil mantenimiento.
 Menos costoso que un correspondiente sistema de lazo cerrado.
 No hay problema de estabilidad.
 Conviene cuando salidas son duras o difíciles de medir o económicamente es
no viable.
6
Las desventajas de un sistema de lazo abierto son:
 Perturbaciones y cambios en la calibración causan errores, y la salida puede ser
diferente de aquella deseada.
 Para mantener la calidad requerida en la salida, se hace necesario recalibrar de
vez en cuando.
3) CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN GENERAL
3.1) SEGÚN SU DIMENSIÓN:
 Sistemas de parámetros concentrados: Son aquellos que pueden ser descritos
por ecuaciones diferenciales ordinarias. También son conocidos como sistemas
de dimensión finita.
 Sistemas de parámetros distribuidos: Son aquellos que requieren ecuaciones en
diferencia (ecuaciones diferenciales con derivadas parciales). También son
conocidos como sistemas de dimensión infinita.
3.2) SEGÚN EL CONOCIMIENTO DE SUS PARÁMETROS:
 Sistemas determinísticos: En estos sistemas se conocen exactamente el valor
que corresponde a los parámetros. Por ejemplo un circuito RLC encargado de
suministrar tensión a un equipo.
 Sistemas estocásticos: En este caso, la forma de conocer algunos o todos los
valores de los parámetros, es por medio de métodos probabilísticas. Por
ejemplo: un horno o caldero que ha acumulado sarro y otras impurezas (las
cuales no tienen una función matemática conocida).
3.3) SEGÚN LA PRESENCIA DE LINEALIDAD:
 Sistemas lineales: Son aquellos cuyo comportamiento está definido por medio
de ecuaciones diferenciales lineales, es decir, los coeficientes son constantes o
funciones de la variable independiente. Deben cumplir con el principio de
superposición. Por ejemplo, un amplificador de señales.
 Sistemas no lineales: En caso de que una o más de las ecuaciones diferenciales
no sea lineal, todo el sistema será no lineal. También se considerará como
sistema no lineal a aquellos para los cuales el principio de superposición no sea
válido. Por ejemplo el calentamiento de un horno.
7
3.4) DENTRO DE OTRAS CLASIFICACIONES SE ENCUENTRAN:
 Sistemas de Control Jerárquico: El enfoque tradicional para el diseño de los
sistemas CIM es el jerárquico. Algunas arquitecturas jerárquicas han sido
desarrolladas por NIST (AMRF, y más recientemente FCS y MSI). El diseño
está basado en un enfoque top-down y define estrictamente los módulos del
sistema y su funcionalidad. Más aún, la comunicación entre los módulos
también se define estrictamente, y se limita, ya que los módulos sólo pueden
comunicarse con sus módulos padres y módulos hijos. En una arquitectura
jerárquica, los módulos no pueden tomar la iniciativa. De esta manera el
sistema es vulnerable ante perturbaciones y su autonomía y reactividad ante
disturbios son débiles. La arquitectura resultante es muy rígida, y por tanto cara
de desarrollar y difícil de mantener.
 Sistemas de Control Heterárquico: El enfoque heterárquico prohíbe toda tipo
de jerarquía con el objeto de dar todo el poder a los módulos básicos,
generalmente llamados “agentes”. Cada orden negocia con las estaciones de
trabajo para obtener el procesamiento de los recursos, para ello utiliza todas las
posibles alternativas de procesamiento disponibles para poder afrontar
situaciones imprevistas. Mientras que este sistema es de hecho muy ágil, y
simple de diseñar, de entender y de mantener, es muy difícil de operar
siguiendo un plan pre-definido. La previsibilidad de la producción es muy baja.
 Control Predictivo: son los sistemas de control que trabajan con un sistema
predictivo, y no activo como el tradicional (ejecutan la solución al problema
antes de que empiece a afectar al proceso). De esta manera, mejora la eficiencia
del proceso contrarrestando rápidamente los efectos.
SISTEMAS DE CONTROL CONTINUO
Son aquellos descritos mediante ecuaciones diferenciales, donde las variables
poseen un valor para todo tiempo posible dentro de un intervalo de tiempo finito. Está
referido a las señales analógicas, y su comportamiento matemático es similar a una onda
continua. Por ejemplo un proceso de llenado de balones de gas. Si el modelo del sistema es
una ecuación diferencial, y por tanto el tiempo se considera infinitamente divisible. Las
variables de tiempo continuo se denominan también analógicas. Por otro lado también se
dice que es un tipo de sistema donde la modificación de la variable manipulada se efectúa
continuamente.
8
EJEMPLIFICACIONES:
Sensores con salida analógica sin amplificador (Tipo C)
Los sensores con salida analógica tendrán una señal que puede tener infinidad de
valores en función del dato a registrar, pero este tipo de sensores sin amplificador tienen
una señal analógica muy baja, necesitando de un circuito complementario para poder
visualizar la señal. Estos sensores analógicos son potenciómetros lineales, sensores
piezoeléctricos, piezo-resistivos, pt-100 o células termoeléctricas, etc.
Sensores con salida analógica amplificada (Tipo D)
Los sensores con salida analógica que el mismo sensor amplifica y convierte a una
señal de salida analógica con valores legibles con equipos de control como puede ser los
plc. Estos sensores también se le denominan transductores de señal.
Los tipos de señales que pueden tener de salida estos sensores y suelen ser los más
utilizados son de 0 a 10V., de 0 a 20 mA y de 4 a 20mA.
SISTEMAS DE CONTROL DISCRETO
Son aquellos descritos mediante ecuaciones en diferencia y solo poseen valores para
determinados instantes de tiempo, separados por intervalos dados por un período constante.
Está referido a las señales digitales, y su comportamiento matemático es similar a un tren
de pulsos. Por ejemplo, el encendido y apagado de un switch que acciona una alarma.
Si el sistema está definido por una ecuación por diferencias. El tiempo se considera
dividido en períodos de valor constante. Los valores de las variables son digitales (sistemas
binario, hexadecimal, etc), y su valor solo se conoce en cada período.
EJEMPLIFICACIONES:
 Automatismos: Los automatismos se pueden implementar de forma cableada
(Eléctricos, Neumáticos, Hidráulicos, Mecánico, electroneumáticos,
electrohidráulicos, electromecánicos) o programada (software, Programmable
Logic Controllers (PLCs) o Autómatas programables), así como también por
Microcomputador dedicado a realizar funciones lógicas.
− Automatismos Cableados: estos autómatas, también denominados de lógica
cableada, tienen una arquitectura básicamente rígida de tal forma que al
diseñarlas se debe tomar en cuenta que cualquier cambio en el proceso por
insignificante que sea, implica la modificación de elementos, cambio de
conexiones y en ocasiones hasta el rediseño de todo el sistema.
− Automatismo por PLC´s: Se trata de un sistema modular, con una CPU y
terminales de entrada/salida. Los PLC´s, son máquinas electrónica
9
programable por personal no informático, destinada a cumplir en un
ambiente industrial y en tiempo real funciones de automatismos lógicos,
combinatorios y secuenciales.
− Automatismo por Microprocesador: El microprocesador permite la
ejecución de un programa que se ejecuta de forma secuencial, esta secuencia
se realiza de forma cíclica ejecutando lo que se denomina bucle de control.
 Sensores y actuadores binarios: En control secuencial las medidas son del tipo
ON/OFF (abierto/cerrado, encendido/apagado). Puede haber miles en una
instalación. Los sensores binarios se usan para detectar posición (fines de carrera),
Contadores de objetos (o personas), Valores límites de temperatura, presión o
nivel (termostatos). Son muy robustos, en su proceso intervienen miles de
conmutaciones y son de tipo normalmente abiertos o normalmente cerrados.
 Lógica de Contactos: Basada en la lógica de Boole (1850). Aplicada por Shannon
(1940) a circuitos eléctricos, trabajan con Variables lógicas (cierto/falso, 0/1,
ON/OFF, abierto/cerrado) y operaciones a través de interruptores manuales o
electromecánicos. Hoy en día funciona con transistores. TTL: Tensión entre 0 y
0.8 V: “0”. Mayor que 2V: “1”, maneja diversas operaciones lógicas: suma,
producto, negación y se fundamentan en el computador digital.
10
DISCUSIÓN
Hoy en día la presencia del control automático no se considera normalmente como
una opción más bien es catalogado como una necesidad dentro del mundo industrial-
empresarial se refiere, ya que gracias a él es posible que los procesos internos-productivos
se lleven a cabo de una manera más eficiente efectiva y eficaz manteniendo y hasta
mejorando ya los parámetros que antes se mantenían para lograr mejoras tanto a nivel de
orden y control empresarial como de rentabilidad pudiendo así atacar otros sectores de la
empresa y hacer énfasis en ellos contando con que a nivel productivo no habrán
irregularidades porcentualmente significativas.
Las aplicabilidades del control en la industria de producción sea cual sea el caso
según el aparato productivo son en muchos casos infinitas ya que existen un sin número de
parámetros controlables que en la mayoría de los casos más bien no se controlan porque no
se hace un análisis correcto del entorno y del funcionamiento de los sistemas productivos y
por ende no se le aplica un proceso de control. Sin embargo el mundo del control no tiene
limitante más que el saber que por más tecnológico y efectivo que sea se está hablando de
maquinarias, procesos automáticos, computadoras, secuencias lógicas que de alguna
manera u otra siempre tendrán que estar bajo presencia y estricto monitoreo y supervisión
del capital o talento humano de una organización.
Para efectos de la industria venezolana estrictamente en el plano ganadero y
haciendo énfasis en el sector avícola por lo general los procesos productivos son muy poco
automatizados debido a la inversión necesaria para poder llevar a cabo la automatización de
sus procesos así como también el carácter en función del idealismo con respecto a el
cambio organizacional que requieren para poder llevar a cabo su implementación. Es por
ello que hoy en día se sigue presenciando sectores empresariales productivos avícolas que
llevan a cabo sus procesos de forma rudimentaria y manera artesanal lo que acarrea
problemas tanto a nivel de eficiencia y efectividad financiera así como por otro lado
lentitud e insatisfacción por parte del público a quien el producto que estos producen va
dirigido.
Es por todo esto anteriormente mencionado que parte el ideal de la aplicabilidad de
un sistema de control centralizado de procesos para el sector industrial productivo avícola
el cual tiene como premisa principal aumentar la rentabilidad de las empresas de dicho
sector atacando el corazón de la misma modificando los parámetros necesarios y haciendo
las inserciones correctas e indicadas para poder llevar a dichas entidades a otro nivel
competitivo.
Haciendo énfasis o refiriéndose a nuestro grupo “ERP” como una empresa de
producción avícola o simplemente colocándonos como analistas de procesos productivos se
11
ha diseñado una propuesta que permita conglomerar todos los parámetros necesarios para la
automatización del proceso productivo avícola titulado: Diseño de un Sistema de
supervisión, monitoreo y control automatizado de ambiente inicial de pollos de engorde en
su primera fase de crecimiento. Sector avícola Venezolano. Dicha propuesta no busca más
que conglomerar de una manera muy robusta todo lo anteriormente expuesto a lo largo de
la temática desarrollada logrando así romper paradigmas en el plano productivo de las
empresas del sector venezolano en lo que a la rama avícola se refiere.
Para iniciar se puede afirmar que los sistemas de control que se necesitan aplicar
para llevar a cabo esta propuesta son puntuales sin embargo según la perspectiva de
enfoque pueden ser varios de ellos redundantes entre sí por lo que se describirán
estrictamente los más comunes o cognoscitivamente diferentes pero que en la suma de los
mismos aportan el valor correcto a lo que se requiere.
En primera instancia se desea controlar las condiciones ambientales de los pollos en
su primera fase de crecimiento ya que es la etapa en donde estos son más sensibles a los
cambios drásticos o no de temperatura y al trato mediante el cual se les somete, para ello se
propone la inserción de varios sistemas de control bucle cerrado con retroalimentación
tanto positiva como negativa debido a que en este sentido se desea: obtener una correlación
y un parámetro de diferenciación entre la temperatura, humedad e iluminación deseada con
la presente en el aparato productivo para lo cual se implementarían sistemas de control lazo
cerrado que permitan realizar dicha diferenciación para realizar un monitoreo permanente y
poder modificar las salidas según se requiera. Por otro lado se necesitara también sistemas
de control de lazo abierto que nos permitan solamente llevar a cabo procesos sencillos
como lo son activación y desactivación de sistemas de procesos independiente y envió y
recepción de entradas y salidas de información.
Cabe acotar que para efectos del tipo de sistema en la cual se ubica la propuesta
anteriormente indicada este se ubica dentro de un sistema de control continuo ya que valga
la redundancia es un sistema el cual va ejercer un monitoreo y acción continua logrando así
pidiendo emitir y recibir variables y parámetros constantemente en cada lote productivo.
12
CONCLUSIÓN
Después de haber estudiado, esquematizado y enmarcado a fondo las distintas
categorizaciones del control así como también su significado y sus tipologías se pueden
discernir las ventajas y desventajas que uno y otro conllevan así como también las
aplicabilidades posibles en la que el mismo puede estar inmerso. Es importante resaltar que a
pesar que lo encontrado a lo largo de lo que fue esta investigación es y se considera una
información bastante completa, existe un sinfín de categorizaciones mediantes las cuales los
sistemas de información pueden ser clasificados.
La adhesión del control automático es un paradigma que en lo que al plano industrial se
refiere no puede rechazarse ni denegarse ya que hoy por hoy para poder estar a nivel de la
competencia o hasta para poder elevarse ante ella es indispensable la utilización del mismo
para poder centrarse en otras actividades o peculiaridades que el ramo empresarial pudiese
abarcar para poder así encontrar una ventaja competitiva.
13
REFERENCIAS
 Tipos de sensores en función a la señal de salida (30 abril 2013) [Documento en
Línea]. Consultado el 20 de febrero de 2016 en:
http://automantenimiento.net/electricidad/tipos-de-sensores-en-funcion-de-la-
senal-de-salida/
 Turmero, P. (sin fecha). Automatismos y control. Sistemas básicos de control
industrial. [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en:
http://www.monografias.com/trabajos101/automatismos-y-control-sistemas-
basicos-control-industrial/automatismos-y-control-sistemas-basicos-control-
industrial.html
 Vela, Y. (2010). COMUNICACIÓN CIENTÍFICA. [Documento en Línea].
Consultado el 18 de febrero de 2016 en:
http://comunicacioncienticaftdoctorado.blogspot.com/2010/07/automatizacion-
de-nuevas-estructuras.html
 Sin nombre. (sin fecha). AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES.
[Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en:
http://arminluer.cl/archivos/9noSemestre/AutomatizacionProcProd/IVelasquez/
Materia/introduccion_05_06.pdf
 CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE CONTROL (20 mayo 2012)
[Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en:
http://orlandophilco.blogspot.com/2012/05/clasificacion-de-los-sistemas-de.html
 Según Wikipedia Sistema de control [Documento en Línea]. Consultado el 18 de
febrero de 2016 en: https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control
 Ventajas y Desventajas de los Sistemas de Control lazo Abierto y Cerrado
[Documento en Línea].Consultado el 18 de febrero de 2016 en:
https://www.academia.edu/8755108/Ventajas_y_desventajas_de_un_sistema_de
_control_de_lazo_abierto
 Teoria de control Libro digital Autor: Jean F. Dulhoste, Universidad de los
Andes- Mérida , [Documento en Línea] tomado el 20 de febrero de 2016 en
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/Teoria
_Control.pdf

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  • 1. UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS CURSO ESPECIAL DE GRADO – ACPI ESTRATEGIAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL (EAI) EL CONTROL Y SUS GENERALIDADES UNIDAD III: CONTROL, COMUNICACIÓN, SUPERVISIÓN Y MONITOREO EN LA INDUSTRIA Profesor: Bachilleres: Ing. Judit Devia Pinto, Rosmar C.I 20.404.889 Rodríguez, Mario C.I 19.875.930 Equipo ERP Maturín, Febrero de 2016
  • 2. INDICE Contenido INTRODUCCIÓN................................................................................................................... 3 MARCO TEÓRICO................................................................................................................ 4 1) EL CONTROL:............................................................................................................ 4 2) SISTEMAS DE CONTROL ......................................................................................... 4 2.1) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO ................................ 4 2.2) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO (OPEN LOOP)..... 5 3) CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN GENERAL ................... 6 3.1) SEGÚN SU DIMENSIÓN: ........................................................................................... 6 3.2) SEGÚN EL CONOCIMIENTO DE SUS PARÁMETROS:............................................... 6 3.3) SEGÚN LA PRESENCIA DE LINEALIDAD: ................................................................ 6 3.4) DENTRO DE OTRAS CLASIFICACIONES SE ENCUENTRAN:.................................... 7 SISTEMAS DE CONTROL CONTINUO ........................................................................... 7 EJEMPLIFICACIONES:................................................................................................. 8 SISTEMAS DE CONTROL DISCRETO............................................................................. 8 EJEMPLIFICACIONES:................................................................................................. 8 DISCUSIÓN...........................................................................................................................10 CONCLUSIÓN.......................................................................................................................12 REFERENCIAS.....................................................................................................................13
  • 3. 3 INTRODUCCIÓN Hoy en día el sería imposible discernir en nuestros pensamientos el hecho de que exista un mundo alejado del paradigma del control y el control automático. A medida que ha pasado el tiempo y ha evolucionado la tecnología el ser humano se ha centrado en realizar sistemas, equipos, aparatos, y conceptos que de alguna manera u otra disminuyan la incidencia directa de el mismo en los procesos rutinarios sea en el plano interpersonal , social o industrial. Esa premisa de lograr tratar de controlar todo es un automatismo intrínseco del ser humano pues a medida que el mismo se desarrolla va adquiriendo cognoscitivamente de manera natural la peculiaridad de tratar de darle orden y procedimentaldad a las cosas. Hoy en día partiendo de ello es la razón por la cual ese orden se ha extrapolado de manera tangible en los distintos procesos que tanto a nivel personal como industrial se pueden conllevar. Por todo esto anteriormente mencionado nace lo que es el control automático, para tratar de que se cumpla la premisa de responder más rápida y eficazmente a distintas perspectivas y problemáticas, manteniendo un orden y control de los parámetros necesarios en un proceso definido. Extrapolándolo al plano industrial podríamos categorizarlo y seccionarlo de distintas maneras además de poder también representarlo y funcionar analogías que permitan la adhesión de nuevos conceptos los cuales son aplicables según sea el caso.
  • 4. 4 MARCO TEÓRICO 1) EL CONTROL: El control es un área de la ingeniería y forma parte de la Ingeniería de Control. Se centra en el control de los sistemas dinámicos mediante el principio de la realimentación, para conseguir que las salidas de los mismos se acerquen lo más posible a un comportamiento predefinido. Esta rama de la ingeniería tiene como herramientas los métodos de la teoría de sistemas matemática. 2) SISTEMAS DE CONTROL Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas. 2.1) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO Un sistema de control de lazo cerrado, es aquel en donde la señal de salida o parte de la señal de salida es realimentada y tomada como una señal de entrada al controlador. La clave del control en bucle cerrado (feedback) es que el valor medido de la variable controlada es comparado con el valor deseado (referencia) y la diferencia es usada para decidir el valor de la variable manipulada (qué acción de control tomar). 2.1.1) TIPOS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO CERRADO Existen dos tipos de sistemas de control de lazo cerrado, el de realimentación positiva y el de realimentación negativa. Realimentación Positiva: Es aquel en donde la señal realimentada se suma a la señal de entrada. Se conoce también como regenerativa, no se aplica en el campo de control de procesos industriales. Un ejemplo es el caso de los osciladores. Realimentación Negativa: Es aquella en donde la señal realimentada, se resta de la señal de entrada, generando un error, el cual debe ser corregido. Este es el caso común utilizado en el campo del control de procesos industriales. Entre los sistemas de Lazo Cerrado, conseguimos:  CONTROL ON-OFF  CONTROL ANTICIPATORIO o FEEDFORWARD  CONTROL PID
  • 5. 5 Ventajas y desventajas de un sistema de control de lazo cerrado: Las ventajas de un sistema de lazo cerrado son:  Más exacto en la igualación de valores reales y requeridos por la variable.  Menos sensibles a las perturbaciones.  Menos sensibles a cambios en las características de los componentes.  La velocidad de respuesta se incrementa y el ancho de banda es mayor Las desventajas de un sistema de lazo cerrado son:  Hay una perdida en la ganancia de función de transferencia de un sistema en lazo abierto.  Posibilidad e inestabilidad.  El sistema es más complejo y más caro y propenso. 2.2) SISTEMAS DE CONTROL DE BUCLE O LAZO ABIERTO (OPEN LOOP) Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual no existe realimentación del proceso al controlador. Algunos ejemplos de este tipo de control están dados en los hornos, lavadoras, licuadoras, batidoras, etc. Su principal ventaja consiste en su facilidad para implementar, además son económicos, simples, y de fácil mantenimiento. Sus desventajas consisten en que no son exactos, no corrigen los errores que se presentan, su desempeño depende de la calibración inicial. Ventajas y desventajas de un sistema de control de lazo abierto: Las ventajas de un sistema de lazo abierto son:  Simple construcción y fácil mantenimiento.  Menos costoso que un correspondiente sistema de lazo cerrado.  No hay problema de estabilidad.  Conviene cuando salidas son duras o difíciles de medir o económicamente es no viable.
  • 6. 6 Las desventajas de un sistema de lazo abierto son:  Perturbaciones y cambios en la calibración causan errores, y la salida puede ser diferente de aquella deseada.  Para mantener la calidad requerida en la salida, se hace necesario recalibrar de vez en cuando. 3) CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTROL EN GENERAL 3.1) SEGÚN SU DIMENSIÓN:  Sistemas de parámetros concentrados: Son aquellos que pueden ser descritos por ecuaciones diferenciales ordinarias. También son conocidos como sistemas de dimensión finita.  Sistemas de parámetros distribuidos: Son aquellos que requieren ecuaciones en diferencia (ecuaciones diferenciales con derivadas parciales). También son conocidos como sistemas de dimensión infinita. 3.2) SEGÚN EL CONOCIMIENTO DE SUS PARÁMETROS:  Sistemas determinísticos: En estos sistemas se conocen exactamente el valor que corresponde a los parámetros. Por ejemplo un circuito RLC encargado de suministrar tensión a un equipo.  Sistemas estocásticos: En este caso, la forma de conocer algunos o todos los valores de los parámetros, es por medio de métodos probabilísticas. Por ejemplo: un horno o caldero que ha acumulado sarro y otras impurezas (las cuales no tienen una función matemática conocida). 3.3) SEGÚN LA PRESENCIA DE LINEALIDAD:  Sistemas lineales: Son aquellos cuyo comportamiento está definido por medio de ecuaciones diferenciales lineales, es decir, los coeficientes son constantes o funciones de la variable independiente. Deben cumplir con el principio de superposición. Por ejemplo, un amplificador de señales.  Sistemas no lineales: En caso de que una o más de las ecuaciones diferenciales no sea lineal, todo el sistema será no lineal. También se considerará como sistema no lineal a aquellos para los cuales el principio de superposición no sea válido. Por ejemplo el calentamiento de un horno.
  • 7. 7 3.4) DENTRO DE OTRAS CLASIFICACIONES SE ENCUENTRAN:  Sistemas de Control Jerárquico: El enfoque tradicional para el diseño de los sistemas CIM es el jerárquico. Algunas arquitecturas jerárquicas han sido desarrolladas por NIST (AMRF, y más recientemente FCS y MSI). El diseño está basado en un enfoque top-down y define estrictamente los módulos del sistema y su funcionalidad. Más aún, la comunicación entre los módulos también se define estrictamente, y se limita, ya que los módulos sólo pueden comunicarse con sus módulos padres y módulos hijos. En una arquitectura jerárquica, los módulos no pueden tomar la iniciativa. De esta manera el sistema es vulnerable ante perturbaciones y su autonomía y reactividad ante disturbios son débiles. La arquitectura resultante es muy rígida, y por tanto cara de desarrollar y difícil de mantener.  Sistemas de Control Heterárquico: El enfoque heterárquico prohíbe toda tipo de jerarquía con el objeto de dar todo el poder a los módulos básicos, generalmente llamados “agentes”. Cada orden negocia con las estaciones de trabajo para obtener el procesamiento de los recursos, para ello utiliza todas las posibles alternativas de procesamiento disponibles para poder afrontar situaciones imprevistas. Mientras que este sistema es de hecho muy ágil, y simple de diseñar, de entender y de mantener, es muy difícil de operar siguiendo un plan pre-definido. La previsibilidad de la producción es muy baja.  Control Predictivo: son los sistemas de control que trabajan con un sistema predictivo, y no activo como el tradicional (ejecutan la solución al problema antes de que empiece a afectar al proceso). De esta manera, mejora la eficiencia del proceso contrarrestando rápidamente los efectos. SISTEMAS DE CONTROL CONTINUO Son aquellos descritos mediante ecuaciones diferenciales, donde las variables poseen un valor para todo tiempo posible dentro de un intervalo de tiempo finito. Está referido a las señales analógicas, y su comportamiento matemático es similar a una onda continua. Por ejemplo un proceso de llenado de balones de gas. Si el modelo del sistema es una ecuación diferencial, y por tanto el tiempo se considera infinitamente divisible. Las variables de tiempo continuo se denominan también analógicas. Por otro lado también se dice que es un tipo de sistema donde la modificación de la variable manipulada se efectúa continuamente.
  • 8. 8 EJEMPLIFICACIONES: Sensores con salida analógica sin amplificador (Tipo C) Los sensores con salida analógica tendrán una señal que puede tener infinidad de valores en función del dato a registrar, pero este tipo de sensores sin amplificador tienen una señal analógica muy baja, necesitando de un circuito complementario para poder visualizar la señal. Estos sensores analógicos son potenciómetros lineales, sensores piezoeléctricos, piezo-resistivos, pt-100 o células termoeléctricas, etc. Sensores con salida analógica amplificada (Tipo D) Los sensores con salida analógica que el mismo sensor amplifica y convierte a una señal de salida analógica con valores legibles con equipos de control como puede ser los plc. Estos sensores también se le denominan transductores de señal. Los tipos de señales que pueden tener de salida estos sensores y suelen ser los más utilizados son de 0 a 10V., de 0 a 20 mA y de 4 a 20mA. SISTEMAS DE CONTROL DISCRETO Son aquellos descritos mediante ecuaciones en diferencia y solo poseen valores para determinados instantes de tiempo, separados por intervalos dados por un período constante. Está referido a las señales digitales, y su comportamiento matemático es similar a un tren de pulsos. Por ejemplo, el encendido y apagado de un switch que acciona una alarma. Si el sistema está definido por una ecuación por diferencias. El tiempo se considera dividido en períodos de valor constante. Los valores de las variables son digitales (sistemas binario, hexadecimal, etc), y su valor solo se conoce en cada período. EJEMPLIFICACIONES:  Automatismos: Los automatismos se pueden implementar de forma cableada (Eléctricos, Neumáticos, Hidráulicos, Mecánico, electroneumáticos, electrohidráulicos, electromecánicos) o programada (software, Programmable Logic Controllers (PLCs) o Autómatas programables), así como también por Microcomputador dedicado a realizar funciones lógicas. − Automatismos Cableados: estos autómatas, también denominados de lógica cableada, tienen una arquitectura básicamente rígida de tal forma que al diseñarlas se debe tomar en cuenta que cualquier cambio en el proceso por insignificante que sea, implica la modificación de elementos, cambio de conexiones y en ocasiones hasta el rediseño de todo el sistema. − Automatismo por PLC´s: Se trata de un sistema modular, con una CPU y terminales de entrada/salida. Los PLC´s, son máquinas electrónica
  • 9. 9 programable por personal no informático, destinada a cumplir en un ambiente industrial y en tiempo real funciones de automatismos lógicos, combinatorios y secuenciales. − Automatismo por Microprocesador: El microprocesador permite la ejecución de un programa que se ejecuta de forma secuencial, esta secuencia se realiza de forma cíclica ejecutando lo que se denomina bucle de control.  Sensores y actuadores binarios: En control secuencial las medidas son del tipo ON/OFF (abierto/cerrado, encendido/apagado). Puede haber miles en una instalación. Los sensores binarios se usan para detectar posición (fines de carrera), Contadores de objetos (o personas), Valores límites de temperatura, presión o nivel (termostatos). Son muy robustos, en su proceso intervienen miles de conmutaciones y son de tipo normalmente abiertos o normalmente cerrados.  Lógica de Contactos: Basada en la lógica de Boole (1850). Aplicada por Shannon (1940) a circuitos eléctricos, trabajan con Variables lógicas (cierto/falso, 0/1, ON/OFF, abierto/cerrado) y operaciones a través de interruptores manuales o electromecánicos. Hoy en día funciona con transistores. TTL: Tensión entre 0 y 0.8 V: “0”. Mayor que 2V: “1”, maneja diversas operaciones lógicas: suma, producto, negación y se fundamentan en el computador digital.
  • 10. 10 DISCUSIÓN Hoy en día la presencia del control automático no se considera normalmente como una opción más bien es catalogado como una necesidad dentro del mundo industrial- empresarial se refiere, ya que gracias a él es posible que los procesos internos-productivos se lleven a cabo de una manera más eficiente efectiva y eficaz manteniendo y hasta mejorando ya los parámetros que antes se mantenían para lograr mejoras tanto a nivel de orden y control empresarial como de rentabilidad pudiendo así atacar otros sectores de la empresa y hacer énfasis en ellos contando con que a nivel productivo no habrán irregularidades porcentualmente significativas. Las aplicabilidades del control en la industria de producción sea cual sea el caso según el aparato productivo son en muchos casos infinitas ya que existen un sin número de parámetros controlables que en la mayoría de los casos más bien no se controlan porque no se hace un análisis correcto del entorno y del funcionamiento de los sistemas productivos y por ende no se le aplica un proceso de control. Sin embargo el mundo del control no tiene limitante más que el saber que por más tecnológico y efectivo que sea se está hablando de maquinarias, procesos automáticos, computadoras, secuencias lógicas que de alguna manera u otra siempre tendrán que estar bajo presencia y estricto monitoreo y supervisión del capital o talento humano de una organización. Para efectos de la industria venezolana estrictamente en el plano ganadero y haciendo énfasis en el sector avícola por lo general los procesos productivos son muy poco automatizados debido a la inversión necesaria para poder llevar a cabo la automatización de sus procesos así como también el carácter en función del idealismo con respecto a el cambio organizacional que requieren para poder llevar a cabo su implementación. Es por ello que hoy en día se sigue presenciando sectores empresariales productivos avícolas que llevan a cabo sus procesos de forma rudimentaria y manera artesanal lo que acarrea problemas tanto a nivel de eficiencia y efectividad financiera así como por otro lado lentitud e insatisfacción por parte del público a quien el producto que estos producen va dirigido. Es por todo esto anteriormente mencionado que parte el ideal de la aplicabilidad de un sistema de control centralizado de procesos para el sector industrial productivo avícola el cual tiene como premisa principal aumentar la rentabilidad de las empresas de dicho sector atacando el corazón de la misma modificando los parámetros necesarios y haciendo las inserciones correctas e indicadas para poder llevar a dichas entidades a otro nivel competitivo. Haciendo énfasis o refiriéndose a nuestro grupo “ERP” como una empresa de producción avícola o simplemente colocándonos como analistas de procesos productivos se
  • 11. 11 ha diseñado una propuesta que permita conglomerar todos los parámetros necesarios para la automatización del proceso productivo avícola titulado: Diseño de un Sistema de supervisión, monitoreo y control automatizado de ambiente inicial de pollos de engorde en su primera fase de crecimiento. Sector avícola Venezolano. Dicha propuesta no busca más que conglomerar de una manera muy robusta todo lo anteriormente expuesto a lo largo de la temática desarrollada logrando así romper paradigmas en el plano productivo de las empresas del sector venezolano en lo que a la rama avícola se refiere. Para iniciar se puede afirmar que los sistemas de control que se necesitan aplicar para llevar a cabo esta propuesta son puntuales sin embargo según la perspectiva de enfoque pueden ser varios de ellos redundantes entre sí por lo que se describirán estrictamente los más comunes o cognoscitivamente diferentes pero que en la suma de los mismos aportan el valor correcto a lo que se requiere. En primera instancia se desea controlar las condiciones ambientales de los pollos en su primera fase de crecimiento ya que es la etapa en donde estos son más sensibles a los cambios drásticos o no de temperatura y al trato mediante el cual se les somete, para ello se propone la inserción de varios sistemas de control bucle cerrado con retroalimentación tanto positiva como negativa debido a que en este sentido se desea: obtener una correlación y un parámetro de diferenciación entre la temperatura, humedad e iluminación deseada con la presente en el aparato productivo para lo cual se implementarían sistemas de control lazo cerrado que permitan realizar dicha diferenciación para realizar un monitoreo permanente y poder modificar las salidas según se requiera. Por otro lado se necesitara también sistemas de control de lazo abierto que nos permitan solamente llevar a cabo procesos sencillos como lo son activación y desactivación de sistemas de procesos independiente y envió y recepción de entradas y salidas de información. Cabe acotar que para efectos del tipo de sistema en la cual se ubica la propuesta anteriormente indicada este se ubica dentro de un sistema de control continuo ya que valga la redundancia es un sistema el cual va ejercer un monitoreo y acción continua logrando así pidiendo emitir y recibir variables y parámetros constantemente en cada lote productivo.
  • 12. 12 CONCLUSIÓN Después de haber estudiado, esquematizado y enmarcado a fondo las distintas categorizaciones del control así como también su significado y sus tipologías se pueden discernir las ventajas y desventajas que uno y otro conllevan así como también las aplicabilidades posibles en la que el mismo puede estar inmerso. Es importante resaltar que a pesar que lo encontrado a lo largo de lo que fue esta investigación es y se considera una información bastante completa, existe un sinfín de categorizaciones mediantes las cuales los sistemas de información pueden ser clasificados. La adhesión del control automático es un paradigma que en lo que al plano industrial se refiere no puede rechazarse ni denegarse ya que hoy por hoy para poder estar a nivel de la competencia o hasta para poder elevarse ante ella es indispensable la utilización del mismo para poder centrarse en otras actividades o peculiaridades que el ramo empresarial pudiese abarcar para poder así encontrar una ventaja competitiva.
  • 13. 13 REFERENCIAS  Tipos de sensores en función a la señal de salida (30 abril 2013) [Documento en Línea]. Consultado el 20 de febrero de 2016 en: http://automantenimiento.net/electricidad/tipos-de-sensores-en-funcion-de-la- senal-de-salida/  Turmero, P. (sin fecha). Automatismos y control. Sistemas básicos de control industrial. [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en: http://www.monografias.com/trabajos101/automatismos-y-control-sistemas- basicos-control-industrial/automatismos-y-control-sistemas-basicos-control- industrial.html  Vela, Y. (2010). COMUNICACIÓN CIENTÍFICA. [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en: http://comunicacioncienticaftdoctorado.blogspot.com/2010/07/automatizacion- de-nuevas-estructuras.html  Sin nombre. (sin fecha). AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES. [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en: http://arminluer.cl/archivos/9noSemestre/AutomatizacionProcProd/IVelasquez/ Materia/introduccion_05_06.pdf  CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE CONTROL (20 mayo 2012) [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en: http://orlandophilco.blogspot.com/2012/05/clasificacion-de-los-sistemas-de.html  Según Wikipedia Sistema de control [Documento en Línea]. Consultado el 18 de febrero de 2016 en: https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control  Ventajas y Desventajas de los Sistemas de Control lazo Abierto y Cerrado [Documento en Línea].Consultado el 18 de febrero de 2016 en: https://www.academia.edu/8755108/Ventajas_y_desventajas_de_un_sistema_de _control_de_lazo_abierto  Teoria de control Libro digital Autor: Jean F. Dulhoste, Universidad de los Andes- Mérida , [Documento en Línea] tomado el 20 de febrero de 2016 en http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/Documentos/Teoria _Control.pdf