Sistemas De Control

SISTEMAS DE CONTROL Objetivo específico Identificar y definir las principales características de un sistema de control, en un marco más general del enfoque de sistemas y de la ingeniería de control

Generalidades

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Sistema: conjunto de elementos en interacción Un sistema no requiere tener un objetivo Visión general para la solución de problemas científicos, sociales, económicos y ecológicos Énfasis en aspectos generales y en las interacciones entre las partes que lo integran Integración de los conocimientos de diversas ciencias acerca de los elementos de un sistema para conocer el comportamiento en conjunto Enfoque reduccionista: interés en cada parte del sistema para encontrar relaciones causa-efecto Necesidad de trabajo en equipo interdisciplinario

Posibles objetivos de un sistema: alimentación, sustentación, producción, apoyo, adaptación, dirección o coordinación Sistema estático. Sistema en el cual el estado actual depende sólo de las entradas actuales (la relación entre las variables está dada por una ecuación algebraica) Sistema dinámico. Sistema en el cual el estado actual depende de las entradas actuales y anteriores (su estado varía con el tiempo y puede ser descrito por ecuaciones diferenciales o en diferencias)

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Definiciones Cibernética. Ciencia dedicada al estudio de métodos de comunicación, control y auto-organización comunes a máquinas y organismos vivos Automática. Ciencia que estudia los sistemas cibernéticos en los que ha sido introducido conscientemente algún elemento que realiza funciones de control Control. Sistema diseñado para lograr el comportamiento deseado de un proceso Puede ser realimentado (feedback) o anticipatorio (feedforward), continuo o discreto, en lazo abierto o cerrado, manual o automático, de regulación o lógico

INGENIERIA DE CONTROL Conceptos  El control es el uso de algoritmos y realimentación en sistemas de ingeniería  En su esencia el control es una ciencia de la información, que incluye el uso de información en forma análoga y digital.  El control hace uso de una gran variedad de técnicas de modelado y análisis, las cuales capturan la esencia física del sistema y permite la exploración de posibles comportamientos en presencia de incertidumbre, ruido y fallas de componentes  Una visión moderna del control ve la realimentación como una herramienta para el manejo de la incertidumbre

INGENIERIA DE CONTROL Conceptos El fin del control es la solución de problemas de la sociedad (tráfico, seguridad, medio ambiente, calidad de vida, etc) en general y la industria en particular  Los problemas se perciben cuando se buscan  enfoques de aproximación a exigencias como:  la internacionalización de los mercados  la competencia y el beneficio económico  medio ambiente y desarrollo sostenible  fabricación eficiente y flexible  reducción de los tiempos de lanzamiento de nuevos productos  eficacia en la gestión de la producción y su integración vertical  ahorro energético

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Conceptos A menudo es ventajoso usar la realimentación junto con un control anticipatorio para alcanzar un alto desempeño y robustez Los teóricos del control y los ingenieros han hecho un uso riguroso de la matemática y han hecho contribuciones a ella, motivados por la necesidad de desarrollar técnicas correctas comprobables para el diseño de sistemas realimentados Ellos han sido defensores consistentes de la "perspectiva de los sistemas" y han desarrollado técnicas confiables para el modelado, análisis, diseño y prueba, las cuales hacen posible el diseño e implementación de una amplia variedad de sistemas muy complejos de ingeniería

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Aplicaciones Sistemas electromecánicos Sistemas electrónicos Sistemas de información y decisión Sistemas de comunicación. "Internet es quizás el sistema de control realimentado más grande construido por el hombre" Ejemplo: enrutamiento óptimo, caché óptimo, decisiones locales Economía Biología

INGENIERIA DE CONTROL Aplicaciones  Medicina.  Ejemplo: salas de operación inteligentes, cirugía y terapia guiada por imágenes, integración de hardware y tejido, control de flujo para pruebas, desarrollo de prótesis físicas y neuronales  Aeroespacio  Transporte  Robótica  La comunidad de control no jugó un papel destacado  en investigaciones de robótica hasta los años 1980s.  Ejemplo: máquinas inteligentes 

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Sistemas tratados en Ingeniería de Control Sistemas de control en tiempo continuo (por ejemplo, circuitos eléctricos, sistemas hidráulicos, sistemas mecánicos, etc.) Sistemas analógicos Sistemas cuantificados Sistemas de control en tiempo discreto (microprocesado) Sistemas de datos muestreados Sistemas de control digital

INGENIERIA DE CONTROL  Principales

áreas de desarrollo e investigación  en la Ingeniería de Control  Descripción del proceso  Tecnología de la medición  Tecnología de los computadores  Teoría de control

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Etapas de un proyecto de Ingeniería de Control Descripción del proceso (narrativa, diagramas de flujo, modelado matemático) Obtención, instalación y calibración de dispositivos Análisis del sistema Diseño de controladores Programación y depuración (explorar alternativas de implementación) Puesta en funcionamiento, prueba y optimización (discos duros, fuentes, sistemas de respaldo y protección, memoria, comunicación)

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Automatización Tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos y basados en computadores, en la operación y control de ciertas labores industriales, administrativas o científicas. Proceso complejo tendiente a facilitar el trabajo del hombre, minimizar su intervención y errores, aumentar la productividad, eliminar los riesgos y peligros de accidente, modernizar la empresa

INGENIERIA DE CONTROL Problemas de la automatización  Inversión intensiva de capital  Asimilación de tecnología  Capacitación de personal  Replanteamiento de las características del producto y su fabricación  Reestructuración de la organización  Reducción y/o reubicación de personal

INGENIERIA DE CONTROL Características de la automatización  Ordenador por tarea - Seguridad  Universalidad - Cada controlador tiene algoritmos ajustables por software  Tiempo real – Eficiencia  Comunicación - Protocolos, bus de campo, redes  LAN y WAN, sistemas de control distribuido  Monitoreo - Diagnóstico, optimización, control estadístico  Planificación

INGENIERIA DE CONTROL Niveles de automatización Integración de la producción

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