Este documento presenta información sobre los sistemas de control y elementos primarios. Explica que los sistemas de control se clasifican en de lazo abierto o cerrado, y describe sus diferencias. También define los elementos primarios como dispositivos que detectan cambios en variables como presión, nivel o temperatura. Finalmente, clasifica los elementos primarios según su señal de entrada o salida e identifica ejemplos como sensores de temperatura y presión.

1. UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE MONAGAS
INGENIERÍA DE SISTEMAS
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL (ICI)
MATURÍN / MONAGAS / VENEZUELA
TEMA 5.- Introducción a los elementos de control. Elementos
primarios.
Unidad I. Conceptos Básicos de Control
Equipo. PLC
PROFESOR:
Ing. Edgar Goncalves
MATURÍN, FEBRERO DEL 2016.
INTEGRANTES:
Br. Leivi Elivel Hernández Ochoa
C.I.: 24.579.134
Br. Maria José Viña Caraballo
C.I.: 24.277.423

2. ÍNDICE
Pág.
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................3
1. ¿Qué es un sistema de control? .......................................................................................4
2. Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento ................................4
2.1. Sistema de control de lazo abierto: ..........................................................................4
2.2. Sistema de control de lazo cerrado: .........................................................................5
3. ¿Qué son los elemento primarios?...................................................................................6
4. Clasificación de los elementos primarios. .......................................................................6
4.1. Tipo de Señal de Entrada .........................................................................................6
4.1.1. Sensores de Presión ..........................................................................................7
4.1.2. Sensores de Nivel: ............................................................................................7
4.1.3. Sensores de Flujo..............................................................................................7
4.1.4. Sensores de Temperatura:.................................................................................7
4.2. Tipo de señal de Señal de Salida:.............................................................................7
4.2.1. Sensores Mecánicos:.........................................................................................7
4.2.2. Sensores Eléctrico/Electrónicos........................................................................7
4.2.3. Sensores Electro-Mecánicos.............................................................................8
5. Ejemplos de elementos primarios....................................................................................8
5.1. Sensor de Temperatura.............................................................................................8
5.2. Sensor de presión. ....................................................................................................8
DISCUSIÓN ...........................................................................................................................9
CONCLUSIONES................................................................................................................10
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................12

3. INTRODUCCIÓN
Hoy por hoy, las industrias tienen como objetivo principal el poder controlar las
variables de sus equipos y maquinarias de la manera más efectiva que sea posible, para ello
deben mantener una constante adaptación y actualización en cada uno de los mecanismos
implementados, basándose en dispositivos que le permitan supervisar el sistema de la
manera más eficiente, entre estos mecanismos se encuentra los sistemas de control, debido
a que el mismo se caracteriza por la presencia de una serie de elementos que le permiten
comandar, regular, administras o dirigir a otro sistema o a si mismo dinámicamente.
En el mismo orden de ideas, cada vez es mayor la importancia dada por las empresas
a la implementación de mecanismos para controlar sus sistemas, ya que los beneficios
ofrecidos por estos son sumamente puesto que garantizan la estabilidad de los equipos, se
mantienen robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos, además de ser tan
eficiente como sea posible, siendo fácilmente implementable con ayuda de un ordenador.
Es importante resaltar, que existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de
lazo abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la salida
se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo cerrado la salida
depende de las consideraciones y correcciones realizadas por la retroalimentación. Un
sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de control con realimentación
Aunado a esto, los sistemas de control están sustentados por medio de la
implementación de elemento primario, los cuales se conocen como un conjunto de
dispositivos importantes para cualquier instrumento, puesto su función es la de detectar
inicialmente el valor de una variable durante el proceso operativo a fin de dar una
indicación en respuesta a la variación de la misma. Actualmente existen básicamente dos
criterios que se utilizan para la clasificación de los elementos primarios, los cuales son
según el tipo de señal de entrada y el tipo de señal de señal de salida.

4. MARCO TEÓRICO
1. ¿Qué es un sistema de control?
Un sistema de control es un tipo de sistema que se caracteriza por la presencia de una
serie de elementos que le permiten comandar, regular, administras o dirigir a otro sistema o
a si mismo dinámicamente 4, con el fin de conseguir, mediante la manipulación de las
variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo que estas alcancen
unos valores prefijados (consigna), de forma que se reduzcan las probabilidades de fallo y
se alcancen los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control industrial en
procesos de producción para controlar equipos o máquinas. 3
Un sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su objetivo cumpliendo los
siguientes requisitos5:
1. Garantizar la estabilidad y, particularmente, ser robusto frente a perturbaciones y errores
en los modelos.
2. Ser tan eficiente como sea posible, según un criterio preestablecido. Normalmente este
criterio consiste en que la acción de control sobre las variables de entrada sea realizable,
evitando comportamientos bruscos e irreales.
3. Ser fácilmente impleméntale y cómodo de operar en tiempo real con ayuda de un
ordenador.
2. Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento
2.1.Sistema de control de lazo abierto:
Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como
resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la primera.
Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar
la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de entrada para el
controlador 6.

5. Sus características son las siguientes2:
 No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la salida del sistema
(referencia).
 Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de operación fijada.
 La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del controlador.
 En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función
adecuadamente.
 El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el
que no hay una regulación de variables sino que se realizan una serie de operaciones
de una manera determinada.
Un ejemplo de sistema de lazo abierto es el semáforo. La señal de entrada es el
tiempo asignado a cada luz (rojo, amarilla y verde) de cada una de las calles. El sistema
cambia las luces según el tiempo indicado, sin importar que la cantidad de tránsito varíe en
las calles2.
2.2. Sistema de control de lazo cerrado:
Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida.
Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para
ajustar la acción de control en consecuencia. El control en lazo cerrado es imprescindible
cuando se da alguna de las siguientes circunstancias6:
 Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.
 Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es
capaz de manejar.
 Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una atención
que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con los
consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.
Sus características son las siguientes2:
 Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.
 La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema.
 Su propiedad de retroalimentación.
 Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.

6. Un ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado es un sistema de iluminación de un
invernadero ya que a medida que la luz aumenta o disminuye se abrirá o se cerrara el techo
manteniendo cte. el nivel de luz2.
3. ¿Qué son los elemento primarios?
Los elemento primario, constituyen un conjunto de dispositivos importantes para
cualquier instrumento, caracterizándose por existir de manera individual e independiente en
un lazo. Su función es la de detectar inicialmente el valor de una variable durante el
proceso operativo, por ende deben mantener un continuo contacto las diversas propiedades
que puedan estar sujetas a cambio en el sistema (presión, fuerza, posición, medida eléctrica,
entre otras), todo ello por medio de la utilización o absorción de la energía del medio
controlado, para dar al medio de medición una indicación en respuesta a la variación de la
variable controlada. Ejemplos: el bulbo y capilar: variación de presión del fluido que los
llena – Termopar: Variación de la fuerza electromotriz. 
4. Clasificación de los elementos primarios.
Actualmente existen básicamente dos criterios que se utilizan para la clasificación de
los Elementos Primarios:
4.1.Tipo de Señal de Entrada
Se refiere a la variable de proceso que se desea medir y/o controlar. Según la señal de
entrada la variedad de elementos primarios existentes resulta realmente extensa ya que
dependería de la cantidad de variables de proceso sujetas a medición y/o a control en la
industria. Sin embargo, si nos limitamos a las variables de proceso más frecuentemente
consideradas en el campo de instrumentación industrial, entonces tendríamos básicamente
cuatro tipos de elementos primarios:

7. 4.1.1.Sensores de Presión: Son sensores que están dotados de un elemento sensible
a la presión y que emiten una señal eléctrica al variar la presión o que provocan
operaciones de conmutación si esta supera un determinado valor límite.
4.1.2.Sensores de Nivel: Es un dispositivo electrónico que mide la altura del
material, generalmente líquido, dentro de un tanque u otro recipiente.
4.1.3.Sensores de Flujo: Es un dispositivo que, instalado en línea con una tubería,
permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas. Estos son del tipo
apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido.
4.1.4.Sensores de Temperatura: se utilizan para detectar variaciones de la
temperatura. Están construidos a partir de materiales que cuya resistencia eléctrica
varía según la temperatura. De ellos existen dos tipos: NTC: (coeficiente de
temperatura negativa).
 NTC (coeficiente de temperatura negativa): En el NTC el valor de la
resistencia eléctrica es inversamente proporcional a la temperatura por lo que si
aumenta la temperatura disminuye la resistencia eléctrica
 PTC (coeficiente de temperatura positivo): En el PTC el valor de la
resistencia eléctrica es directamente proporcional a la temperatura por lo que si
aumenta la temperatura aumenta la resistencia eléctrica.
4.2.Tipo de señal de Señal de Salida:
Se refiere al tipo de respuesta generada o producida por el elemento primario como
función de señal de entrada [1].
4.2.1. Sensores Mecánicos: Son dispositivos que cambian su comportamiento bajo
la acción de una magnitud física que pueden directa o indirectamente transmitir una
señal que indica cambio.
4.2.2. Sensores Eléctrico/Electrónicos: Los sensores Eléctricos o Electrónicos son
aquellos cuya señal de salida es representada por una variación en alguna de las
propiedades eléctricas del sensor.

8. 4.2.3. Sensores Electro-Mecánicos: están constituidos por una combinación de
elementos mecánicos y eléctricos donde se genera inicialmente movimiento el cual
a su vez, genera algún cambio en una variable eléctrica en el sensor.
5. Ejemplos de elementos primarios.
Existen múltiples dispositivos, que cumplen un papel como elemento primario en un
instrumento, un ejemplo de estos son:
5.1.Sensor de Temperatura.
Los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los cambios de
temperatura en cambios en señales eléctricas que son procesados por equipo eléctrico o
electrónico. 7
Figura 1. Sensor de Temperatura.
Fuente: http://www.bricogeek.com/shop/41-97-thickbox/sensor-de-temperatura-ds18b20-
one-wire.jpg
5.2.Sensor de presión.
Los sensores de presión son dispositivos que transforman una magnitud física en una
eléctrica, en este caso transforman una fuerza por unidad de superficie en un voltaje
equivalente a esa presión ejercida. 8
Figura 3. Sensor de Presión.
Fuente:http://www.aguamarket.com/productos/productos.asp?producto=17925&nombrepro
ducto=sensor+de+presion+con+diafragma

9. DISCUSIÓN
Hoy en día, las grandes industrias se han visto en la necesidad de tener que
implementar distintos mecanismo y sistemas de control que le permitan poseer un mayor
dominio en las diversas variables (presión, fuerza, posición, medida eléctrica, entre otras)
presentes en un instrumento o maquinaria de forma automatizada. Puesto que cada vez son
mayores las empresas que hacen grandes inversiones de su presupuesto a fin de modernizar
o mecanizar las distintas etapas de producción, reduciendo de manera significativa la
intervención del hombre para llevar a cabalidad cualquier fase de fabricación, lo que trae
como consecuencia la necesidad de tener que implementar sistemas novedosos y efectivos,
que permitan poder vigilar de manera automatizada y a tiempo real el funcionamiento
dichas etapas a fin de reducir fallas, errores y riesgos para el personal que labora en la
empresa por medio del control de las variables.
El diseño de un sistema para la supervisión y control automatizado del proceso de
mezclado y empaquetado de especias, no está aislado de esta necesidad, ya que para el
desarrollo de un prototipo optimizado que permita generar soluciones efectivas referentes a
dichas fases de producción, será necesario la aplicación de distintos sistemas de control y
elementos primarios que permitan supervisar, determinar y controlar, cualquier tipo de
variación de las propiedades del sistema, teniendo presente que la implementación de estos
dispositivos estará en función de automatizar el proceso de supervisión del sistema, por
medio de la selección de los más eficientes pero rentables para el productor agrícola
venezolano, y en donde se espera que el mismo proporcione:
1. Estabilidad al sistema durante el proceso de mezclado y empaquetado de especias.
2. Controlar las variables de entrada, del sistema.
3. Reducir fallar y perturbaciones en el sistema
Todo esto, por medio de la instalación de dispositivos que se adapten a los
mecanismos y maquinarias que se implementaran para el desarrollo del prototipo, el cual
hasta el momento se basa los sensores de nivel para la medida de la cantidad de especias
en los silos, con el objetivo es el de poder controlar la cantidad de materia prima con la que
cuenta la empresa en los almacenes, de forma que se pueda determinar de forma
automatizada cuando los silos están bajo la cantidad mínima para la producción.

10. En el mismo orden de ideas, es importante resaltar que por medio la aplicación de
los sistemas de control y elementos primarios en el desarrollo de la propuesta anteriormente
mencionada, se espera reducir del número accidentes y fallas ocurridos dentro de las
instalaciones durante las fases de producción, puesto que el mismo proporcionara el control
de las distintas variaciones que pueda tener el sistema.
Para finalizar es necesario hacer mención que la aplicación de la automatización de
sistema de control para el diseño de un sistema para la supervisión y control automatizado
en el proceso de mezclado y empaquetado de manera generalizada trae como ventajas:
 Mide nivel vertical de especias en los silos.
 Determinar las medidas mínimas en parte inferior de un silo.
 Indica cuando se requiere solicitar más materia prima para llevar a cabo el proceso de
producción.
Y a su vez trae como desventaja:
 Incluye costos adicionales al modelo de diseño desarrollado
 Actualmente no existen este tipo de sensores especiales para medir los niveles de
productos en polvo o granulados en el mercado venezolano por lo que será necesario el
tener que importar los mismo.

11. CONCLUSIONES
Un sistema de control, es un conjunto de elementos que le permiten comandar,
regular, administras o dirigir a otro sistema, con el fin de conseguir, mediante la
manipulación de las variables de control, un dominio sobre las variables de salida, de modo
que estas alcancen unos valores prefijados, con el objeto de garantizar la estabilidad, poseer
efectividad del control sobre las variables de entrada sea realizable, evitando
comportamientos bruscos e irreales, además de ser fácilmente impleméntale y cómodo de
operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.
Los sistemas de control, se pueden clasificar de dos maneras según su
comportamiento, siendo estos sistemas de control de lazo abierto y sistemas de control de
lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto es aquel sistema en que solo actúa
el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a
la señal de entrada, pero basada en la primera, es decir, la señal de salida no se convierte en
señal de entrada para el controlador, mientras que en los sistemas de control de lazo cerrado
son sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Por
medio del uso de la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de
control en consecuencia.
Es por ello que es importante la implementación de los sistemas de control para el
correcto funcionamiento de los herramientas de las empresas, aunado a estos encontramos a
los elementos primarios, constituyen un conjunto de dispositivos importantes para cualquier
instrumento, cuya función es la de detectar inicialmente el valor de una variable durante el
proceso operativo, a fin de dar al medio de medición una indicación en respuesta a la
variación de la variable controlada.
Los elementos primarios pueden clasificar básicamente por dos criterios, estos son
primeramente según el tipo de señal de entrada que se refiere a la variable de proceso que
se desea medir y/o controlar. Según la señal de entrada la variedad de elementos primarios
existentes resulta realmente extensa ya que dependería de la cantidad de variables de
proceso sujetas a medición y/o a control en la industria. Seguido del criterio basado en el
tipo de señal de señal de salida que se refiere al tipo de respuesta generada o producida por
el elemento primario como función de señal de entrada.

12. BIBLIOGRAFÍA
1 Salcedo, A. (2015). Elementos primarios. Santiago de Queretaro, Querétaro, México.
Extraído el 02 de Febrero de 2016 desde:
http://alirafasalcedo.blogspot.com/2015/10/sistemas-de-control_4.html
2García, J. (2000). Sistemas de control- lazo abierto -lazo cerrado. Bogotá D.C. Extraído
el 01 de Febrero de 2016 desde:
http://www.academia.edu/7885227/Sistemas_de_control_-_lazo_abierto_-
lazo_cerrado
3 Autor Desconocido. Sistema de control. Extraído el 01 de Febrero de 2016 desde
https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_control
4 Ramírez, M. (2000). Instrumentación industrial. Extraído el 01 de Febrero de 2016
desde http://www.grupodiaci.net/inedtic/modulo3/t1_inst_ind.pdf
5 Salcedo, A. (2015).Sistemas de control, México. Extraído el 02 de Febrero de 2016
desde: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3330/34059-
5.pdf?sequence=5
6 Rengifo, C. (2014).Sistema de lazo abierto y lazo cerrado. Cali, Colombia. Extraído el
01 de Febrero de 2016 desde: https://danaelectricos.wordpress.com/8semana-4/
7 Autor Desconocido. Sensor de temperatura. Extraído el 02 de Febrero de 2016 desde
http://medirtemperatura.com/sensor-temperatura.php
8 Sensing S.L. Sensores de presión. Algete, Madrid, Madrid, España. Extraído el 02 de
Febrero de 2016 desde:http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/SENSORES-
Y-TRANSDUCTORES_35/Sensores-de-presi%C3%B3n_107/