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SISTEMAS AUTOMÁTICOS Y DE CONTROLDaniSanchezAyyoubMarroun
1- Introducción2- Sistemas de lazo abierto / cerrado2.1- Función de transferencia3- Componentes de sistemas de control4- Controladores4.1 – Control proporcional4.2 – Control integral4.3 – Control derivativo4.4 – Control PID5- Transductores6- Generadores de consigna, comparadores y actuadores7- El Autómata programable o PLC8- WebÍNDICE
Un sistema automático de control es un conjunto de componentes físicos conectados o relacionados entre sí, de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir sin intervención de agentes exteriores (o con intervención humana mínima), corrigiendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento.Introducción
AnalógicosTrabajan con señales de tipo continuo	DigitalesTrabajan con señales binariasHíbridos analogico-digitalesTrabajan con señales analógicas y digitales a la vezSistemas
Lazo abierto: cuando la salida para ser controlada, no se compara con el valor de la señal de entrada o señal de referencia.Lazo cerrado: cuando la salida para ser controlada, se compara con la señal de referencia. La señal de salida que es llevada junto a la señal de entrada, para ser comparada, se denomina señal de feedback o de retroalimentación.Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
Se caracterizan porque, una vez hechas las actividades, ejecutan un proceso durante un tiempo fijado, independientemente del resultado obtenido, el cual no es comprobado. Lazo abierto
En ocasiones queremos que la señal a controlar alcance un valor determinado, para ello el sistema tiene que medir continuamente dicha señal para alcanzar ese valor deseado. En este caso el sistema es realimentado, y hablamos de un sistema automático de lazo cerrado. Lazo cerrado
Es la expresión matemática que, en un bloque, relaciona la variable de salida con la variable de entrada.La función de transferencia
Dispositivo de entrada de ordenes: son los que permiten al operador la entrada de datos y ordenes al sistema.Los elementos binarios: los que permiten la entrada de ordenes de tipo simultaneidad Los elementos numéricos y alfanuméricos: permiten la entrada de números y letras.Componentes del sistema de control
Dispositivo de entrada de información: son constituidos básicamente por sensoresComponentes del sistema de control
Controlador: constituye el sistema de tratamiento  de la información del proceso, i establece la manera de cómo se tienen que combinar las entradas de informaciónComponentes del sistema de control
Dispositivos  de salida de información: Son los que se comunican con el operador Componentes del sistema de control
Actuadores y pre actuadores: encarrgados de operar sobre el proceso, y a veces no van directamente conectados al controlador i requieren pre actuadoresComponentes del sistema de control
El controlador es un elemento fundamental del bucle de control, ya que determina el comportamiento del bucle condicionando la reacción del elemento actuador ante una desviación de la variable regulada respecto a la de control. Se divide en:Acción proporcionalAcción integralAcción derivativaControladores
Acelera la respuesta del proceso controladoProduce un offset (excepto integradores puros)P: acción del controle(t): señal de errorKp: constante proporcionalControlador de accion proporcional
Elimina todo offsetEleva las desviaciones máximasProduce respuestas arrastradas y largas oscilacionesEl aumento de Kc aumenta acelera la respuesta pero produce más oscilaciones y puede llegar a desestabilizar el sistemaIsalControlador integral
Anticipa el error y actúa en función del error que iría a ocurrirEstabiliza la respuesta de bucle cerradoControlador derivativo
Son los controladores mas comerciales. Su objetivo es tener todas las ventajas de los otros 3 y superar sus deficiencias.Controladores PID
Son dispositivos que transforman una magnitud física en otra magnitud físicaTransductores
Estructura:Elemento sensor: Magnitud física a magnitud eléctrica o magnéticaBloc de tratamiento de señal: filtrar, pre amplificar…, (función adapta)Etapa de salida: Amplificadores, relés, transmisores, etc. Todos aquellos circuitos que adaptan la señal a la necesidad.Transductores
Clasificación de transductoresActivos: generan directamente la señalPasivos: necesitan alimentación externa para captar la señalClasificación según como codificar la magnitudAnalógicosDigitalesTodo o nadaTransductores
Un comparador, también llamado detector de error, es un dispositivo encargado de comparar el valor de referencia con un valor de medida de salida, mediante un trasductor de realimentación.Generadores de consigna, comparadores y actuadores
Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica Dependiendo de el origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.Generadores de consigna, comparadores y actuadores
Se le llama visualizador al aparato que permite ver y mostrar información de ciertos aparatos electrónicos como la caja registradora, una calculadora..Visualizadores
Es una maquina diseñada para hacer en tiempo real y en ambiente industrial, automatismos combinacionales y secuenciales, y pensada para ser programada por personal no informático. El autómata programable o PLC
VentajasPosibilidad de introducir modificaciones sin cambiar la red de conexión ni añadir dispositivosEspacio de ocupación reducidoMano de obra mas económicaReducción del tiempo de instalaciónComandar distintas maquinas con un autómataReducción del coste de mantenimientoEl autómata programable
InconvenientesNecesidad de disponer de personal con un cierto grado de especialización para programarlo y hacer mantenimiento posteriorSu precio inicial puede ser un inconveniente, ya que podría ser mas elevado que otras opciones tecnológicas El autómata programable
EstructuraEl autómata programable
Unidad de controlTiene la función de consultar el estado de las entradas y ejecutar las instrucciones del programa que se envían a las salidas o al procesoEl microprocesador es el elemento principal de la CPULa ejecución tiene un ciclo llamado scanLectura de entradasEjecución de programaCopia de tabla de imágenes de salidaInicio de un nuevo cicloEl autómata programable
MemoriaExisten varios tipos de memorias:RAM.  Memoria de lectura y escritura. ROM.  Memoria de solo lectura, no reprogramable. EPRON.  Memoria de solo lectura, reprogramables con borrado por ultravioletas. EEPRON.  Memoria de solo lectura, alterables por medios eléctricos.  El autómata programable
Elementos de entrada y salidaSon los que permiten la comunicación de el autómata con el proceso que esta controlado y con el usuarioEntradasDigitales, de CC 24 o 48 VDigitales, de CA 110 a 220 VSalidasTipo todo o nada, por reléTipo todo o nada, por triaca a 220 V máx.Tipo todo o nada, de colector abierto para 24-48 V CCAnalógicas, de 0-10 V o 4-20 mAEl autómata programable

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Sistemas automatico

  • 1. SISTEMAS AUTOMÁTICOS Y DE CONTROLDaniSanchezAyyoubMarroun
  • 2. 1- Introducción2- Sistemas de lazo abierto / cerrado2.1- Función de transferencia3- Componentes de sistemas de control4- Controladores4.1 – Control proporcional4.2 – Control integral4.3 – Control derivativo4.4 – Control PID5- Transductores6- Generadores de consigna, comparadores y actuadores7- El Autómata programable o PLC8- WebÍNDICE
  • 3. Un sistema automático de control es un conjunto de componentes físicos conectados o relacionados entre sí, de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir sin intervención de agentes exteriores (o con intervención humana mínima), corrigiendo además los posibles errores que se presenten en su funcionamiento.Introducción
  • 4. AnalógicosTrabajan con señales de tipo continuo DigitalesTrabajan con señales binariasHíbridos analogico-digitalesTrabajan con señales analógicas y digitales a la vezSistemas
  • 5. Lazo abierto: cuando la salida para ser controlada, no se compara con el valor de la señal de entrada o señal de referencia.Lazo cerrado: cuando la salida para ser controlada, se compara con la señal de referencia. La señal de salida que es llevada junto a la señal de entrada, para ser comparada, se denomina señal de feedback o de retroalimentación.Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado
  • 6. Se caracterizan porque, una vez hechas las actividades, ejecutan un proceso durante un tiempo fijado, independientemente del resultado obtenido, el cual no es comprobado. Lazo abierto
  • 7. En ocasiones queremos que la señal a controlar alcance un valor determinado, para ello el sistema tiene que medir continuamente dicha señal para alcanzar ese valor deseado. En este caso el sistema es realimentado, y hablamos de un sistema automático de lazo cerrado. Lazo cerrado
  • 8. Es la expresión matemática que, en un bloque, relaciona la variable de salida con la variable de entrada.La función de transferencia
  • 9. Dispositivo de entrada de ordenes: son los que permiten al operador la entrada de datos y ordenes al sistema.Los elementos binarios: los que permiten la entrada de ordenes de tipo simultaneidad Los elementos numéricos y alfanuméricos: permiten la entrada de números y letras.Componentes del sistema de control
  • 10. Dispositivo de entrada de información: son constituidos básicamente por sensoresComponentes del sistema de control
  • 11. Controlador: constituye el sistema de tratamiento de la información del proceso, i establece la manera de cómo se tienen que combinar las entradas de informaciónComponentes del sistema de control
  • 12. Dispositivos de salida de información: Son los que se comunican con el operador Componentes del sistema de control
  • 13. Actuadores y pre actuadores: encarrgados de operar sobre el proceso, y a veces no van directamente conectados al controlador i requieren pre actuadoresComponentes del sistema de control
  • 14. El controlador es un elemento fundamental del bucle de control, ya que determina el comportamiento del bucle condicionando la reacción del elemento actuador ante una desviación de la variable regulada respecto a la de control. Se divide en:Acción proporcionalAcción integralAcción derivativaControladores
  • 15. Acelera la respuesta del proceso controladoProduce un offset (excepto integradores puros)P: acción del controle(t): señal de errorKp: constante proporcionalControlador de accion proporcional
  • 16. Elimina todo offsetEleva las desviaciones máximasProduce respuestas arrastradas y largas oscilacionesEl aumento de Kc aumenta acelera la respuesta pero produce más oscilaciones y puede llegar a desestabilizar el sistemaIsalControlador integral
  • 17. Anticipa el error y actúa en función del error que iría a ocurrirEstabiliza la respuesta de bucle cerradoControlador derivativo
  • 18. Son los controladores mas comerciales. Su objetivo es tener todas las ventajas de los otros 3 y superar sus deficiencias.Controladores PID
  • 19. Son dispositivos que transforman una magnitud física en otra magnitud físicaTransductores
  • 20. Estructura:Elemento sensor: Magnitud física a magnitud eléctrica o magnéticaBloc de tratamiento de señal: filtrar, pre amplificar…, (función adapta)Etapa de salida: Amplificadores, relés, transmisores, etc. Todos aquellos circuitos que adaptan la señal a la necesidad.Transductores
  • 21. Clasificación de transductoresActivos: generan directamente la señalPasivos: necesitan alimentación externa para captar la señalClasificación según como codificar la magnitudAnalógicosDigitalesTodo o nadaTransductores
  • 22. Un comparador, también llamado detector de error, es un dispositivo encargado de comparar el valor de referencia con un valor de medida de salida, mediante un trasductor de realimentación.Generadores de consigna, comparadores y actuadores
  • 23. Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica Dependiendo de el origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.Generadores de consigna, comparadores y actuadores
  • 24. Se le llama visualizador al aparato que permite ver y mostrar información de ciertos aparatos electrónicos como la caja registradora, una calculadora..Visualizadores
  • 25. Es una maquina diseñada para hacer en tiempo real y en ambiente industrial, automatismos combinacionales y secuenciales, y pensada para ser programada por personal no informático. El autómata programable o PLC
  • 26. VentajasPosibilidad de introducir modificaciones sin cambiar la red de conexión ni añadir dispositivosEspacio de ocupación reducidoMano de obra mas económicaReducción del tiempo de instalaciónComandar distintas maquinas con un autómataReducción del coste de mantenimientoEl autómata programable
  • 27. InconvenientesNecesidad de disponer de personal con un cierto grado de especialización para programarlo y hacer mantenimiento posteriorSu precio inicial puede ser un inconveniente, ya que podría ser mas elevado que otras opciones tecnológicas El autómata programable
  • 29. Unidad de controlTiene la función de consultar el estado de las entradas y ejecutar las instrucciones del programa que se envían a las salidas o al procesoEl microprocesador es el elemento principal de la CPULa ejecución tiene un ciclo llamado scanLectura de entradasEjecución de programaCopia de tabla de imágenes de salidaInicio de un nuevo cicloEl autómata programable
  • 30. MemoriaExisten varios tipos de memorias:RAM.  Memoria de lectura y escritura. ROM.  Memoria de solo lectura, no reprogramable. EPRON.  Memoria de solo lectura, reprogramables con borrado por ultravioletas. EEPRON.  Memoria de solo lectura, alterables por medios eléctricos.  El autómata programable
  • 31. Elementos de entrada y salidaSon los que permiten la comunicación de el autómata con el proceso que esta controlado y con el usuarioEntradasDigitales, de CC 24 o 48 VDigitales, de CA 110 a 220 VSalidasTipo todo o nada, por reléTipo todo o nada, por triaca a 220 V máx.Tipo todo o nada, de colector abierto para 24-48 V CCAnalógicas, de 0-10 V o 4-20 mAEl autómata programable