Sistemas de control manual y automático

Concepto: Los sistemas de control son subsistemas de otro más amplio, a los que regulan a través de señales de información de distinto tipo. Se logra con dichas señales alcanzar un valor o magnitud prefijada.

El control es un procedimiento manual o automático:

• CONTROL MANUAL: Con herramientas sencillas, el hombre trabaja y simultáneamente controla el objeto de su trabajo. Su información es requerida a través de sus sentidos. La acción de control sobre una válvula, por ejemplo, es solo a través de los actos del operario, quien decide las acciones más convenientes tomando información de sus órganos sensitivos o instrumentos de medida.
• CONTROL AUTOMÁTICO: Se usa un elemento llamado controlador que opera en reemplazo del operario humano. La función del controlador será, a partir de ciertos datos, decidir qué acciones de control son necesarias realizar para mantener el sistema en determinados valores.

Automatización

La automatización representa la liberación del hombre de ciertas tareas elementales de control (especialmente las de carácter repetitivo) utilizando dispositivos mecánicos, eléctricos o de otro tipo. Implica una secuencia que comienza con una entrada (por ejemplo, materia prima) y progresa hacia una salida, incluyendo el diseño del equipo, las órdenes de mando y el mantenimiento.

Tipos de autómatas

Existen dos grandes tipos de sistemas automáticos:

Sistemas automáticos de lazo abierto

Son los sistemas de control más sencillos, caracterizados por no tener ningún tipo de retroalimentación. La variable que controla el proceso circula en una única dirección:

Entrada -> Controlador -> Planta o proceso -> Salida

• Señal de entrada: Instrucciones que el hombre da al autómata en un lenguaje que este pueda interpretar.
• Controlador: Recibe, memoriza y ejecuta las órdenes necesarias para la ejecución del proceso.
• Actuador: Elementos generadores de movimiento que ejecutan las órdenes del controlador.
• Regulador: Elemento que permite regular la energía que recibe el controlador.
• Fuente de energía: Elemento que aporta la energía necesaria.

Ejemplo: Horno de microondas (Función: cocinar/calentar; Entrada: material crudo, energía eléctrica y tiempo; Salida: material cocido, energía calórica y sonido de fin).

Sistema automático de lazo cerrado

En este sistema, la realimentación brinda la posibilidad de apreciar los resultados de la intervención y corregirla. Se toma una muestra de la variable de salida con un sensor, que cumple la función de los sentidos en el sistema manual.

Entrada -> Controlador -> Planta o proceso -> Salida

Sensores: Elementos destinados a capturar información de la salida del sistema. Transforman un tipo de energía en otra más adecuada para que la comprenda el sistema que la procesa.

Ejemplo: Termotanque (Entrada: agua fría, energía eléctrica/gas; Unidad de retroalimentación: termocupla; Salida: agua caliente, temperatura correcta).

Máquinas y mecanismos

Las máquinas son dispositivos inventados para reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. Internamente, están formadas por un conjunto de dispositivos llamados mecanismos.

Los mecanismos son las partes encargadas de transmitir o transformar la energía que proporciona la fuerza motriz al elemento motriz.

Tipos de movimiento

1. Circular o rotario: Como el de una rueda.
2. Lineal: En línea recta y de forma continua.
3. Alternativo: Movimiento de ida y vuelta (vaivén).

Clasificación de mecanismos

• Mecanismos de transmisión: El elemento motriz y el conducido tienen el mismo tipo de movimiento (ej. bicicleta).
• Mecanismos de transformación: El elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento (ej. manivela de persiana).

Palancas

Es un sistema de transmisión lineal compuesto por una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo. Se clasifican en tres grados según la posición del punto de apoyo, la fuerza (F) y la resistencia (R):

• Primer grado: Fuerza — Punto de apoyo — Resistencia. (Ventaja mecánica si el apoyo está cerca de la resistencia).
• Segundo grado: Punto de apoyo — Resistencia — Fuerza. (Siempre proporciona ventaja mecánica).
• Tercer grado: Punto de apoyo — Fuerza — Resistencia. (Nunca proporciona ventaja mecánica).

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