Introducción a la teoría del control

GOBERNADORES, ACTUADORES Y CONTROLADORES

GOBERNADORES

En la mayoría de los casos, un gobernador es un dispositivo que detecta la velocidad de un

motor o turbina y controla el combustible (o vapor) hacia el motor o la turbina para mantener
la velocidad al nivel deseado para cumplir con los cambios en la carga o la potencia requerida.
En algunos casos, el dispositivo controla la carga para controlar la velocidad y, en otros, el
dispositivo puede controlar otros factores que determinan la velocidad del motor. En todos los
casos, un gobernador termina controlando la fuente de energía de un motor para controlar su
potencia y poder usarla con un propósito específico.

Para una comprensión básica de un gobernador, veamos el ejemplo anterior.

El conductor es el gobernador del auto. Debe hacer ajustes al combustible para mantener la
velocidad que quiere correr. Este gobernador realiza lo siguiente:

• El conductor ve la señal de velocidad y quiere recorrer 60 millas por hora. Esta es la

"velocidad deseada".

• El conductor mira el velocímetro (esta es la velocidad real) y

compara la velocidad deseada con la velocidad real. Si es igual, mantiene el acelerador estable.
Si no es igual, aumenta o disminuye la posición del acelerador para que la velocidad deseada y
la velocidad real sean iguales o equilibradas.

A medida que el automóvil arranca cuesta arriba, la carga aumenta.

La velocidad real disminuye. El conductor observa que la velocidad real es menor que la
velocidad deseada y mueve el acelerador para aumentar la velocidad de regreso a la velocidad
deseada con la carga aumentada. A medida que el automóvil baja cuesta abajo, la carga
disminuye. La velocidad real aumenta. El conductor observa que la velocidad real es mayor
que la velocidad deseada y disminuye el acelerador para volver a la velocidad deseada con la
carga disminuida. El gobernador funciona igual que el conductor para cambiar
automáticamente el flujo de combustible para mantener la velocidad o carga deseada. Esto
podría compararse con un control de crucero en un auto.

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Componentes de un gobernador

Todos los gobernadores tienen cinco componentes fundamentales:

1. el modo de establecer la velocidad deseada. (El conductor establece la velocidad deseada)

2. el modo de sentir la velocidad real. (El conductor se refiere al velocímetro).

3. el modo de comparar la velocidad real con la velocidad deseada. (El conductor compara los
dos elementos)

4. el modo para que el gobernador cambie el combustible al motor o la turbina (moviendo el

estante o la válvula de combustible). (El conductor mueve el acelerador).

5. el modo de estabilizar el motor después de un cambio de combustible.

En el ejemplo, cuando el automóvil subió una colina, el conductor vio disminuir la velocidad
real. Él movió el acelerador para aumentar el combustible. Tendrá que aumentar la cantidad
de combustible para aumentar la velocidad. Esto le dará al motor suficiente potencia para
hacer que el automóvil vuelva a la velocidad deseada con una carga mayor.

Cuando vea que la velocidad real está a punto de alcanzar la velocidad deseada, deberá reducir
el combustible extra a la cantidad exacta necesaria para igualar (equilibrar) la velocidad
deseada con la velocidad real. El gobernador hace lo mismo, utilizando la retroalimentación.
Esta retroalimentación cierra el ciclo en el sistema de control que controla la cantidad de
cambio de combustible, en función de la velocidad a la que se alcanza la velocidad deseada.
Esto evita grandes sobreimpulsos o subimpulsos de velocidad que se conoce como caza y
estabiliza el motor. Lo contrario es cierto cuando el automóvil baja la cuesta o se reduce la
carga.

1. Ajuste de velocidad

Es necesario establecer la "velocidad deseada" de un gobernador para controlar

eficientemente los motores y las turbinas. Los gobernadores modernos tienen sistemas
avanzados de ajuste de velocidad que pueden compensar una variedad de condiciones al
determinar la velocidad deseada. Los gobernadores hidromecánicos utilizan lo que se conoce
como resorte deslizante. Cuanta más fuerza se aplique a este resorte, mayor será el ajuste de
velocidad deseado. Los controles electrónicos utilizan una fuerza electrónica (voltaje y
corriente) para establecer la velocidad. Cuanto más aumenta la fuerza, más aumenta la
producción del combustible.

La configuración de la velocidad y el efecto sobre compartir cargas entre motores se discutirán

en otros capítulos.

2. Detección de la Velocidad

El gobernador debe recibir una fuerza que sea proporcional a la velocidad de un motor
principal. En los reguladores hidromecánicos se realiza mediante la fuerza centrífuga de los
pesos de mosca que giran desde un sistema de accionamiento que está conectado al motor o a
la turbina y está directamente relacionado con la velocidad del motor.

En los controles electrónicos, esta fuerza proviene de la detección de la frecuencia de una

pastilla magnética, alternador o generador que está directamente relacionada con la velocidad
del motor. La frecuencia se cambia a una fuerza electrónica que el control puede usar. En

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ambos casos, cuanto más rápido funciona el motor, más fuerte se vuelve la fuerza de
detección de velocidad. La velocidad de detección se discutirá con más detalle más adelante,
pero por ahora es importante saber que un gobernador o control electrónico debe detectar la
velocidad del motor y convertir esa sensación de velocidad en una fuerza que pueda usar para
determinar qué tan rápido es el motor.

3. Comparar la "velocidad real" con la "velocidad deseada"

La fuerza del "ajuste de velocidad deseada" y la fuerza de la " velocidad real "se comparan o"
se suman "juntas." La configuración de velocidad deseada "es una fuerza en una dirección y la"
velocidad real "es una fuerza en dirección contraria. Cuando estas fuerzas opuestas tienen el
mismo valor, su suma será cero y en ese punto el gobernador está controlando la velocidad
real en el punto de la configuración de velocidad deseada. Si la fuerza de "ajuste de velocidad
deseada" es más fuerte que la fuerza de "velocidad real", el gobernador aumentará el
combustible. Si la fuerza de "velocidad real" es más fuerte que la fuerza de "ajuste de
velocidad deseada", el gobernador disminuirá el combustible. A medida que aumenta o
disminuye el combustible, estas fuerzas cambiarán hasta que se equilibren o "sumen a cero".
En los gobernadores hidromecánicos, estas fuerzas se resumen en el "cojinete de empuje".

En los controles electrónicos, estas fuerzas se suman en lo que se conoce como "punto de
suma". Cabe señalar que se pueden aplicar otras fuerzas junto con estas fuerzas para permitir
que el gobernador se estabilice y realice otras funciones. Estos serán discutidos en futuros
capítulos. Por ahora es importante saber que todas las fuerzas aplicadas al "cojinete de
empuje" o al "punto de suma" suman algebraicamente igual a cero para que el gobernador
controle el combustible en un estado estable.

4. Modo en que el gobernador cambia el combustible al motor

El gobernador o actuador hidráulico / mecánico normalmente tiene un eje de salida giratorio o

lineal que está conectado al sistema de combustible del motor.

Cuando el gobernador necesita hacer una corrección de combustible para mantener la

velocidad (o carga), el eje de salida se moverá en la dirección correcta para corregir la
configuración final de combustible. Para los controles electrónicos, se envía una señal eléctrica
a un actuador que convierte esta señal eléctrica en una fuerza mecánica para mover el ajuste
de combustible de la misma manera que lo hacen los gobernadores hidráulicos / mecánicos.
Los diferentes tipos de gobernadores y actuadores tienen diferentes cantidades de salida de
trabajo y es necesario seleccionar el control adecuado requerido para la aplicación. Estos serán
discutidos con más detalle en otros capítulos.

Por ahora es importante saber que el gobernador tiene una forma de cambiar el ajuste del
combustible del motor.

5. Formas de estabilizar el motor o la turbina.

La estabilización se logra a través de una variedad de formas, pero todas utilizan un sistema de
"retroalimentación" para aplicar una fuerza al "cojinete de empuje" o al "punto de suma". Esta
"retroalimentación" normalmente tiene la forma de caída o compensación, o en una
combinación de ambos. La caída o compensación generalmente está relacionada con la
cantidad que se le dice al eje de salida para que se mueva. Estos diferentes tipos de métodos
de estabilización se analizarán en capítulos posteriores. Por ahora es importante saber que

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debe haber una manera de estabilizar el gobernador para que controle el motor en estado
estable.

VELOCIDAD, POTENCIA Y CARGA

La velocidad, la potencia de salida, la carga del motor y la cantidad del combustible a menudo
se usan indistintamente cuando se discuten las funciones de gobernador. Con nivel dado de
combustible, la velocidad del motor está determinada por la carga del motor. En muchos
casos, un gobernador detecta la velocidad del motor y cambia la cantidad del combustible para
cambiar la potencia de salida para que coincida con la carga. En otros casos, la "configuración
de velocidad" se cambia para establecer una carga deseada a una velocidad fija. El gobernador
controla la cantidad del combustible para mantener la velocidad deseada o carga.

La caída (Droop) es una función tan importante en el control del gobernador, que hay un
capítulo completo dedicado, sus diversas funciones y usos.

SISTEMAS DE GOBERNADORES MODERNOS

Tan rápido como se desarrollaron las máquinas de vapor, los molinos de viento y las ruedas
hidráulicas, se comenzaron a diseñar métodos para controlar automáticamente la potencia y /
o la velocidad. La fuerza centrífuga fue un resultado obvio de la velocidad y se desarrolló
rápidamente en un gobernador de pesos giratorios. Este gobernador era girado por el
movimiento de un motor. El gobernador producía una cantidad decreciente de vapor o agua a
medida que aumentaba la velocidad. Esto era adecuado si la carga era constante y la velocidad
de operación no era crítica. En general, fue satisfactorio para las ruedas de agua o las primeras
aplicaciones de vapor. El gobernador de pesos giratorios tiene dos inconvenientes principales:

- Solo aumentará la posición de la válvula y la potencia del motor, cuando la velocidad

disminuya y los pesos caigan más cerca del eje central. Esta caída proporciona un motor
estable a expensas del control de velocidad constante. La fricción en el sistema exige que haya
un retraso de tiempo antes que la velocidad cambie lo suficiente como para hacer que los
pesos muevan las posiciones. Esto se conoce como "banda muerta". Permite que la velocidad
del motor cambie hacia arriba y hacia abajo hasta que la fuerza del cambio de velocidad sea
suficiente para superar la fricción en el sistema y hacer que se muevan las bolas y la
articulación. A medida que los sistemas se hicieron más grandes, los pesos ya no tenían
suficiente fuerza para controlar los grandes sistemas de combustible.

El fundador de Woodward Governor Company, Amos Woodward, atacó los problemas de los
primeros gobernadores hace más de 120 años cuando desarrolló y patentó el primer
dispositivo de control que proporcionaba una velocidad constante con compensación
mecánica que aliviaba la caída y aumentaba la velocidad de la cabeza esférica para ayudar a
superar algunos de los problemas. La banda muerta relacionada con la fricción.

Este primer gobernador de Woodward respondió aproximadamente 20 veces más rápido que
los gobernadores que se usaban en ese momento.

Estos primeros controles se usaron en ruedas hidráulicas y máquinas de vapor para controlar
la velocidad de los ejes de línea utilizados para accionar máquinas herramientas. El sistema
mecánico compensado fue superior para su día.

A medida que se desarrollaron los motores (especialmente los motores diésel y de combustión
interna), se diseñaron nuevos dispositivos de control para proporcionar una banda muerta

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mínima, una respuesta rápida para minimizar los cambios de carga fuera de velocidad y un
control preciso de la velocidad y la carga que permitiría compartir la carga y un control preciso
para la generación de energía. .La necesidad de un control preciso de la velocidad en relación
con la generación de energía eléctrica fue probablemente el mayor incentivo para el control
preciso del gobernador. Los primeros sistemas de corriente continua (CC) cambiarían el brillo
de la iluminación y reducirían la vida útil de los filamentos de iluminación con diferencias en la
velocidad del generador. La necesidad de mantener una velocidad precisa aumentó con la
generación de corriente alterna (CA). Como más y más equipos accionados eléctricamente se
pusieron en uso, la necesidad de mantener una frecuencia precisa se hizo necesaria desde
ninguna carga hasta la carga completa. Los buses de servicios públicos presentaron la
necesidad de poner en paralelo muchos generadores con un bus existente. Esto requirió un
control de velocidad preciso y proporcionó el incentivo para construir el primer gobernador
hidráulico / mecánico capaz de mantener la velocidad dentro de 1/4 de 1% de la velocidad
deseada en todo el rango de potencia de salida del motor o turbina. Al intentar construir
gobernadores precisos con enlaces mecánicos, pronto se hizo evidente que había demasiada
fricción involucrada y una banda muerta demasiado grande. Los fabricantes de gobernadores
también se quedaron sin fuerza de trabajo ya que las válvulas de combustible más grandes se
volvieron más difíciles de mover con rapidez y precisión. La amplificación hidráulica fue
seleccionada por Woodward a principios de 1900 como la solución lógica a los desafíos que se
presentaban. Los cambios de presión en un sistema hidráulico son instantáneos y las
corrientes de fluido hidráulico pueden controlarse minuciosamente a través de válvulas.
Además de la rápida respuesta obtenida al amplificar el trabajo en el sistema hidráulico, se
superó la mayor parte de la fricción que causó una banda muerta excesiva en los controles
mecánicos. Durante gran parte de este siglo, el avance de la gobernanza precisa estuvo
relacionado con el uso y el control de las presiones hidráulicas. En los últimos años, la
electrónica ha demostrado ser superior a los dispositivos hidráulicos / mecánicos en anticipar
las necesidades de los motores y en ser versátiles en los tipos de control que se pueden lograr.
La electrónica no solo controla la velocidad del motor y la potencia de salida, sino que ahora
también puede controlar las cargas eléctricas, las emisiones de escape y muchos otros
parámetros. La electrónica también ha sido extremadamente importante para los fabricantes
de motores, ya que los controles pueden proporcionar una dinámica cambiante para cambiar
las condiciones de carga, limitar el combustible y compartir la carga de forma isócrona junto
con la gestión completa de la energía y la secuencia del sistema.

ACTUADORES

Los actuadores son los elementos que nos permiten controlar directa o indirectamente las
variables del proceso. Tales dispositivos responden a la señal enviada por el controlador, a
veces por intermedio de una interfase que convierta la señal del controlador a una magnitud
necesaria por el actuador. Por ejemplo, si se trata de una válvula esta puede ser neumática y
entonces deberemos convertir la señal eléctrica (si ese es el caso) del controlador a una señal
de presión de aire por medio de un conversor de intensidad (corriente) a presión, llamado
conversor IP.

Aunque ahora parezca algo superado hay muchas instalaciones neumáticas y se siguen
instalando nuevas. Esta práctica proviene de la seguridad intrínseca exigida por los procesos
que manejan fluidos combustibles y algunos vapores corrosivos.

Los sistemas eléctricos transportan energía que, si bien cada vez es más pequeña en las líneas
de medición o control, en los sistemas de actuadores puede provocar incendios. Por otra

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parte, ha habido casos que vapores ácidos han penetrado en los circuitos electrónicos
destruyendo las plaquetas de circuito impreso y algunos componentes, incluyendo
conductores, con la consiguiente salida de control del proceso.

Los sistemas neumáticos, tal vez menos precisos, son más tolerantes y pueden realizar
prácticamente las mismas operaciones que los electrónicos (es una tecnología que tiene más
de un siglo de constante innovación y perfeccionamiento). La diferencia está en el costo y el
volumen ocupado. El factor crítico es la calidad del aire disponible (bien seco y sin partículas de
aceite u otras) y el rango de presión (máxima y mínima).

Los actuadores se clasifican básicamente en dos grandes grupos: si/no (o todo o nada) y los
proporcionales. En este último caso la posición del elemento de control va depender de la
señal del controlador lo que requiere muchas veces de un sistema propio de control que
asegure la posición deseada. Este dispositivo se denomina posicionador y es un controlador del
actuador.

Los actuadores o accionamientos pueden ser clasificados también atendiendo al tipo de

energía empleada. Según esto tendríamos:

 eléctricos
 neumáticos
 hidráulicos
 térmicos

Los actuadores más comunes son los que controlan la energía eléctrica y las válvulas que
controlan caudales de fluidos, por ejemplo, combustibles.

El diseño de los actuadores es un tema complejo y ha dado lugar a la existencia de distintos

tipos en función de las condiciones a cumplir (respuesta a la señal de control) y de los
materiales que soporten las características tanto del proceso como del medio ambiente:
temperatura, presión, corrosividad, erosión, etc.

Además, debe tenerse muy en cuenta las normas de seguridad a aplicar en la zona donde
estén instalados, por ello resultan muy comunes los accionados por aire (neumáticos) en los
ambientes con posibilidad de ignición o explosión debido a la presencia de vapores o gases
combustibles.

Entre las válvulas podríamos distinguir, por su construcción y forma de operar, las esféricas,
mariposa, de tapón, esclusas, plato, globo, etc. Ellas pueden estar accionadas por solenoides,
motores, diafragmas o pistones neumáticos o hidráulicos. Incluso ser autorreguladoras de
presión como las existentes en algunas entradas de gas a los domicilios. La respuesta de la
válvula se indica como el pasaje de fluido respecto a la posición del vástago que acciona el
elemento de cierre.

Las válvulas esféricas son de cuarto de vuelta, para control todo o nada; lo mismo ocurre con
las de tapón cónico (típicas en las instalaciones domiciliarias de gas) y las de tipo mariposa.
Pueden ser monoestables, es decir que cuando son excitadas abren o cierran (normal cerrada
o normal abierta) pero cuando son des excitadas vuelven a su estado inicial, o biestables, o sea
que quedan en un estado hasta recibir una señal que les provoque el cambio.

Las de globo, de regulación, son diseñadas para proveer una variación relativamente suave del
pasaje respecto al movimiento del vástago, pueden tener más de un cierre y no se utilizan

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normalmente para bloqueo total. También pueden ser monoestables o tener un sistema de
enclavamiento que las mantiene en el último estado controlado.

Los actuadores eléctricos pueden ser relés o contactores, motores de corriente continua o
alterna (llamados servomotores), motores paso a paso, convertidores de frecuencia variable
para controlar la velocidad de motores, electroimanes, etc.; con las necesarias interfaces.

Los relés son elementos que, a su vez, pueden accionar otros dispositivos. En ellos es
importante establecer las características más importantes, entre otras:

 la tensión de mando: tensión de alimentación de la bobina;

 la potencia de mando: potencia necesaria para accionar la bobina;
 la tensión de empleo: tensión de trabajo para la cual están diseñados los contactos;
 la corriente de empleo: corriente que pueden manejar los contactos y
 la tensión de aislamiento: tensión de prueba entre el circuito de mando y los
contactos.

Otro tipo de actuadores son aquellos que realizan operaciones de movimiento y manipulación
de productos. Por ejemplo: en el soplado y conformación de envases de vidrio, envasado,
tapado, etiquetado, paletizado, etc. Estas actividades se realizan por medio de sistemas
mecánicos accionados eléctrica, neumática o hidráulicamente.

Los actuadores hidráulicos y neumáticos pueden ser diafragmas o cilindros (pistones) que
pueden ser de simple (monoestables) o de doble efecto (biestables). Estos elementos son
utilizados para ejecutar movimientos y/o posicionamientos.

CONTROLADORES

Todo sistema automático por simple que sea se basa en el concepto de bucle o lazo tal como
se lo representa en la figura.

El antecedente del control automático como hoy se lo conoce, quedó registrado en la historia
en el Regulador de Watt de 1774, cuya función era controlar la velocidad de una turbina de
vapor. No obstante, hubo con anterioridad otros ejemplos en la antigua Grecia y Oriente desde
el siglo III AC. A partir de aquel regulador se desarrollaron innumerables aplicaciones prácticas
para las industrias de proceso continuo.

El automatismo puede ser extremadamente sencillo o muy complejo dependiendo del proceso
y la precisión con la cual se quiere controlar. Los ejemplos que podemos dar van del par
bimetálico que controla la temperatura de un termotanque o plancha a los grandes sistemas
con multiprocesadores digitales que controlan una gran refinería de petróleo o el viaje de un
cohete propulsor de satélites.

Estos ejemplos nos indican que los controladores pueden ser de distinto tipo, para citar
algunos:

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 mecánicos, el control de nivel de un depósito de agua;

 térmicos, el par bimetálico citado arriba;
 eléctrico o electrónico, los sistemas cableados y digitales.

Las características de los sistemas de control, o automatismos, dependen del proceso a

controlar. Además de la lógica correspondencia con las variables a controlar, es de vital
importancia el comportamiento en el tiempo, es decir la inercia del proceso en particular.

Por ejemplo, si queremos detener un móvil en un punto determinado no podremos frenarlo

cuando alcancemos ese punto ya que, seguro, nos pasaremos. Este error final dependerá de la
velocidad, masa y capacidad de frenado del móvil y del medio por donde se desplaza.

Por otra parte, si lo que queremos controlar es un caudal de un fluido que pasa por una
cañería, por medio de
una válvula ubicada en
el lugar en el que
medimos el caudal, la
respuesta será
inmediata, no
tendríamos inercia
apreciable (sólo el
tiempo que lleva abrir o
cerrar la válvula).

Las primeras industrias

realizaban un control
manual de las variables
del proceso con
operadores (personas)
que leían los indicadores
ubicados en cañerías y/o recipientes y equipos.

En función de esas condiciones los sistemas vienen en general con la posibilidad de configurar
tres estrategias de control distintas, que pueden combinarse si se lo requiere.

La más elemental es la denominada PROPORCIONAL, en la cual la señal de corrección es

proporcional al error entre el valor deseado "set point" y el valor medido.

Esa proporcionalidad puede ser directa o inversa. Por ejemplo, para el caso del caudal que
indicamos antes, la válvula se tendrá que abrir más cuando el caudal disminuya y viceversa. La
cantidad que modifica el estado de la válvula dependerá de la cantidad en que se ha
modificado el caudal respecto al de referencia.

La otra estrategia es la llamada INTEGRATIVA, en este caso la respuesta depende del producto
del error por el tiempo en que el error existe. Una aplicación de este tipo sería el caso en que
estamos preparando una mezcla de componentes según una receta determinada. El
cumplimiento de esta receta será conseguido si al final del proceso hemos puesto la cantidad
deseada de cada componente. Esa cantidad dependerá del caudal y del tiempo que hemos
mantenido ese caudal, la cantidad es el producto del caudal por el tiempo, no depende sólo
del caudal instantáneo.

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Finalmente está la conocida como DERIVATIVA, en ella la respuesta es proporcional a la

velocidad con que cambia la variable medida respecto del valor de referencia. Esta forma nos
sirve para prevenir alcanzar un error excesivo ya que nos adelantamos a su ocurrencia.

Las iniciales de las tres estrategias de control se utilizan para indicar la capacidad de ser
utilizadas en cada controlador, por ejemplo, si se especifica un controlador PID significa que
posee la posibilidad de ser configurado para las tres formas de control.

Por otra parte, se debe establecer la proporcionalidad entre el error y el tipo de respuesta
deseada, por ejemplo, indicaremos con cero el coeficiente de la respuesta integrativa si no la
deseamos o, caso contrario, con un valor que establezca la relación entre el error integrado y
la señal de corrección que debe proporcionar el controlador.

Esto debe configurarse para todos los casos posibles. En muchos casos el valor deseado de una
variable, el set point, depende del estado de otra u otras. Por ello no siempre la salida de un
controlador va a establecer un estado de un actuador, puede ser que sea el set point de otro
controlador. Se dice que ambos controladores están en cascada. En la práctica hay una
interacción entre varias variables controladas por un programa de optimización del proceso
que, además, puede tener incluidas las instrucciones para una parada automática ante
situaciones de falla, ya sea del sistema de control como de los componentes del proceso.

La estrategia de control puede, en los sistemas eléctricos o electrónicos, implementarse de dos

formas básicas. La llamada lógica cableada se establece mediante la conexión fija de los
distintos componentes y sub-bloques de control por medio de conductores (eléctricos o fibra
óptica). La más avanzada es la lógica programable que consiste en un dispositivo similar a una
computadora que puede ser programado por el técnico o ingeniero instrumentista para que
realice las funciones de control deseadas.

Resulta evidente la ventaja de esta última sobre la cableada, pero no hay que perder de vista
dos aspectos: la necesidad de un programador y el costo inicial.

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Como elemento de costo intermedio entre un computador y la lógica cableada está el cada vez
más poderoso PLC. El controlador lógico programable es una máquina electrónica diseñada
para ser programada por personal no informático (por instrumentistas) y sirve para trabajar en
un medio industrial en tiempo real.

Para realizar la programación se utiliza una consola especial o una simple PC con el software
específico y la interfase entre ambos. La consola, o la PC, puede ser desconectada una vez que
se le ha transferido el programa al PLC, ya que este tiene la memoria suficiente para ello en
forma no volátil o con el respaldo de una batería.

La programación es bastante simple pues utiliza bloques funcionales perfectamente conocidos

por el instrumentista: interruptores, compuertas lógicas, temporizadores, comparadores,
amplificadores operacionales, memorias, etc.

Los programas pueden guardarse en diskettes y/o discos compactos y son modificables,
verificables y se pueden recargar cuantas veces sea necesario.

Los sistemas de control cubren una amplia variedad de aspectos desde aquellos simples que
controlan una única variable por medio de una estrategia si/no como serían los casos
domiciliarios de un termotanque, una plancha, etc., hasta los más complejos que controlan
procesos con centenares de variables de entrada y sus correspondientes salidas. En estos casos
se utilizan dos técnicas distintas: la de control supervisor donde una gran computadora recibe
todos los datos e instrucciones, realiza todos los algoritmos de control y genera las salidas de
mando, los reportes de estado, errores y operaciones; y la de control distribuido donde
pequeños procesadores, incluidos en transmisores inteligentes o controladores lógicos
programables (PLC), realizan actividades localizadas y a su vez se comunican con el control
central que controla y optimiza el funcionamiento de todo el sistema.

Esta última técnica se ha generalizado ya que asegura una independencia de las partes en caso
de fallar el procesador central o alguno de los integrantes. Para mejorar la seguridad se utilizan
sistemas redundantes (duplicados), tanto para los dispositivos como para las líneas de
comunicaciones, que están siempre activos y tienen el control los que están en mejores
condiciones de hacerlo. En estos casos se mantiene informado al operador del estado
funcional de todos los elementos y cuales están en servicio. Estos sistemas permiten el
mantenimiento y cambio de elementos sin suspender la actividad controlada del proceso.

Los equipos de medición y control electrónicos modernos tienen, normalmente, incluidos

rutinas de autoverificación que permiten al usuario conocer en todo momento el estado de
funcionamiento y en dónde está la falla si la hay. La información del estado del instrumento se
tiene en la misma sala de control no siendo necesario, en muchos casos, ir hasta donde está
ubicado el equipo para verificarlo.

La optimización de un proceso se logra a partir del conocimiento de las actividades necesarias

para obtener el producto con la calidad preestablecida, además del funcionamiento real de los
dispositivos incluidos para ello y de las variables económicas intervinientes. Mediante
simuladores se hacen todas las pruebas hasta obtener el algoritmo óptimo que se pasa al
sistema bajo control.

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