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1.Introducción a los sistemas de control

1. CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL CONTROL AUTOMÁTICO José A. Ledesma León Msc

2. Clasificación y Propiedades de los Sistemas. Sistemas de Control. Instrumentación. Actividad. domingo, 10 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 Inestabl e 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: Elabore un esquema de lazo abierto para dicho sistema, Muestre las entradas y salidas. Elabore un esquema de lazo cerrado indicando las variables manipuladas y controladas. Determine el tipo de instrumentos a emplear. Elabore un diagrama P&id del sistema propuesto.