1.Introducción a los sistemas de control

1. VIGILADA MINEDUCACIÓN | Reconocimiento como Universidad: Resolución 303 del 3 de abril de 1967 | Reconocimiento personería jurídica: Decreto 2694 del 12 de diciembre de 1974
CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS BÁSICOS
DEL CONTROL AUTOMÁTICO
José A. Ledesma León Msc

2. Agenda
1. Clasificación y Propiedades de los
Sistemas.
2. Sistemas de Control.
3. Instrumentación.
4. Actividad.
jueves 28 de agosto de 2025

3. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Entrada SISTEMA Salida

4. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Entrada SISTEMA Salida
Tiempo Continuo
X(t)
Y(t)
Tiempo Discreto
X[n]
Y[n]
 Ecuaciones Algebraicas o diferenciales
ordinarias.
 Transformada de Laplace
 Función de Transferencia.
 Ecuaciones en diferencia.
 Transformada Z

5. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Sin memoria
Con memoria

6. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Variantes
Invariantes
Los parámetros del sistema
cambian con el tiempo.
Los parámetros del sistema
NO cambian con el tiempo.

7. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Concentrados
Distribuidos
NO hay variaciones espaciales
significativas en los valores de
las variables.
Hay variaciones espaciales
significativas en los valores
de las variables.
Ecuaciones Algebraicas o
diferenciales ordinarias.
Ecuaciones diferenciales
parciales.

8. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Linealidad Lineal
NO lineal

9. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
No anticipativos
Anticipativos
Causalidad
Presente
Pasado
Presente
Pasado
Futuro
Causal
NO Causal

10. CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES
DE LOS SISTEMAS
Estable
Inestable
Estabilidad
Entrada limitada – Salida limitada
Entrada limitada – Salida ilimitada

11. SISTEMAS DE CONTROL
¿Qué es un sistema control automático?
Un sistema de control es un conjunto de
dispositivos que regulan automáticamente el
comportamiento de otro sistema o proceso.
Su objetivo es lograr una salida deseada ante
diferentes entradas o perturbaciones.

12. SISTEMAS DE CONTROL
El problema central en control es encontrar una
forma técnicamente realizable de actuar sobre un
determinado proceso de manera que éste tenga
un comportamiento que se aproxime a cierto
comportamiento deseado tanto como sea posible.
Además, este comportamiento aproximado deberá
lograrse aún teniendo incertidumbres en el
proceso, y ante la presencia de perturbaciones
externas, incontrolables, actuando sobre el
mismo.
 Realizable.
 Comportamiento deseado.
 Comportamiento aproximado.
 Incertidumbre.
 Perturbación.

13. SISTEMAS DE CONTROL
Lazo abierto:
Es aquel en el que la salida del
sistema NO afecta la señal de
entrada o control. En otras palabras,
no hay retroalimentación de la salida
al controlador para ajustar su acción.
 Diseño y construcción simples.
 Costo potencialmente más bajo.
 Adecuado para procesos predecibles
con un margen de error aceptable

14. SISTEMAS DE CONTROL
Lazo cerrado:
es un sistema en el que la salida del
sistema se retroalimenta y se compara
con la entrada deseada, lo que permite
realizar ajustes automáticos para
corregir desviaciones. En esencia, estos
sistemas comparan lo que el sistema
está haciendo con lo que se supone que
debe hacer y luego ajustan sus acciones
en consecuencia.
 Mayor precisión.
 Menos susceptibles a perturbaciones.
 Mayor flexibilidad.

15. SISTEMAS DE CONTROL
CONTROLADOR ACTUADOR PLANTA
SENSOR
Referencia
Medición Realimentación
Salida
Error
+
-
Señal de Control Acción
Perturbación
Variable Manipulada
Variable Controlada

16. SISTEMAS DE CONTROL
Comunicaciones  Tipos de señales.
 Protocolos.
Monitoreo
 Supervisorios.
 Sala de control.
 Control ON – OFF.
 Control PID.
 Control Inteligente.
Algoritmos
Homogeneidad
Energía de operación
 Neumáticos.
 Hidráulicos.
 Electrónicos.
Compatibilidad

17. INSTRUMENTACIÓN
Instrumentos y dispositivos de medida
Un sensor es un dispositivo diseñado para
detectar y responder a una entrada o cambio
ambiental específico. Los sensores se utilizan
para medir diversas propiedades físicas, como
temperatura, presión, humedad y movimiento,
y para convertir estas mediciones en señales
eléctricas que puedan procesarse y analizarse.
Un transmisor es un dispositivo diseñado
para transmitir o enviar una señal a un
receptor. Los transmisores envían varios tipos
de señales, como eléctricas,
electromagnéticas o mecánicas, a distancia.

18. INSTRUMENTACIÓN
Instrumentos y dispositivos de medida
 Rango de medida.
 Span.
 Cero.
 Sensibilidad.
 Resolución.
 Umbral.
 Precisión.
 Exactitud.
 Repetibilidad.
 Linealidad.
 Histéresis.
Características Estáticas:

19. INSTRUMENTACIÓN
Instrumentos y dispositivos de medida
 Velocidad de respuesta.
 Respuesta en frecuencia.
Características Dinámicas:

20. SISTEMAS DE CONTROL
Instrumentos y dispositivos de medida
 Principio Físico de funcionamiento.
 Alimentación.
 Señal generada.
 Variable Física medida.
 Rango de valores de salida.
Clasificación:

21. INSTRUMENTACIÓN
Controladores
 PLC (Controlador Lógico Programable) .
 CNC (Control Numérico Computarizado).
 DCS (Sistema de Control Distribuido).
 SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos).
 PID (Proporcional, Integral, Derivativo).
Tipos:

22. INSTRUMENTACIÓN
Elementos Finales de Control
Tipos:
 Válvulas.
 Interruptores.
 Variadores.

23. INSTRUMENTACIÓN
Elementos Finales de Control
Tipos de Válvulas:
 Lineal.
 Rotatorio
Movimiento
Diseño  Globo.
 Mariposa.
 Compuerta.
 Tapón.

24. SISTEMAS DE CONTROL
Elementos Finales de Control
Tipos de Válvulas:
 Manuales.
 Eléctricas.
 Hidráulicas.
 Neumáticas.
Accionamiento
Función  Control de flujo.
 Aislamiento.
 Seguridad.
 Retención.

25. INSTRUMENTACIÓN
Diagramas P&id
Estándar S5.1-1984 (R 1992) de ANSI/ISA
 Instrumentos discretos.
 Controles e indicadores compartidos.
 Funciones computacionales y PLC.
 Primaria.
 Auxiliar.
 Montado en campo.
Elementos Gráficos
Ubicación

26. INSTRUMENTACIÓN
Diagramas P&id

27. INSTRUMENTACIÓN
Diagramas P&id

28. INSTRUMENTACIÓN
Diagramas P&id

29. ACTIVIDAD
Identifique una problemática industrial o domestica que sea
susceptible de ser abordada desde la implementación de un
sistema de control, luego:
1.Elabore un esquema de lazo abierto para dicho sistema,
Muestre las entradas y salidas.
2.Elabore un esquema de lazo cerrado indicando las variables
manipuladas y controladas.
3.Determine el tipo de instrumentos a emplear.
4.Elabore un diagrama P&id del sistema propuesto.

30. UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA DEL CARIBE
VIGILADA MINEDUCACIÓN
(+5) 367 1000
CALLE 90 No. 46-112
Barranquilla, Atlántico
Reconocimiento como Universidad:
Resolución 303 del 3 de abril de 1967
Reconocimiento personería jurídica:
Decreto 2694 del 12 de diciembre de 1974
INGRESA A
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Gracias