En internet puedes encontrar muchos conceptos diferentes de lo que es un sistema de control.

Acá podemos definírtelo claramente y al mismo tiempo analizar cada uno de los tipos de sistemas de control, sus ventajas y desventajas y las diferencias que existen entre ellos. Presta mucha atención y veamos que puede enseñarte todo esto. 

Qué son los sistemas de control

Un sistema de control es un sistema que proporciona la respuesta deseada controlando la salida. Es decir, se trata de un conjunto de dispositivos mecánicos y/o electrónicos que regulan, administran y controlan otros dispositivos o sistemas mediante lazos de control.

Esta definición tiene sentido si sabes qué es un bucle de control. Pero descuida pues acá te lo definimos.

Bucles de control

Un bucle o lazo de control consta de todos los componentes físicos y funciones de control necesarios para ajustar o mantener el valor de una variable de proceso medida (PV) a su valor deseado, o punto de ajuste (SP).

Para hacer esto, tu bucle necesita al menos tres elementos básicos: una entrada, un controlador y una salida.

Tipos de sistemas de control

Hay dos tipos de circuitos de control: abiertos y cerrados.

Sistema de circuito abierto

Como el tipo más simple de bucle de control, un sistema de bucle abierto no mide variables ni envía valores de salida al controlador.

Usemos una tostadora como ejemplo. Cuando pones una rebanada de pan en la tostadora, estableces un número, tu entrada, que representa cuánto tiempo quieres que se caliente la rebanada.

La tostada, su salida, podría salir apenas dorada a muy crujiente, dependiendo del número que elija. Tenga en cuenta aquí que ningún sensor mide el color de tu pan o su textura crujiente, por lo que no conoces el estado de tu rebanada hasta que termina la tostadora. Si configuras tu número demasiado alto, tu tostada se quemará.

Otro sistema común de circuito abierto un poco más complejo que una tostadora es su lavadora. Cuando configuras un modo de lavado y enciendes la máquina, calculas el tiempo de funcionamiento, en función del peso de la ropa en el interior.

También controlas una serie de dispositivos: el motor para hacer girar el tambor, bombas o válvulas para agregar agua o detergente, etc. Sin embargo, nada mide si tu ropa se limpió o simplemente se mojó.

Ventajas de un sistema de control de bucle abierto

• Los sistemas de circuito abierto son simples.
• Estos son económicos.
• Se requiere menos mantenimiento y no es difícil.

Desventajas del sistema de control de bucle abierto

• Los sistemas de circuito abierto son inexactos.
• Estos sistemas no son confiables.
• Son lentos.
• La optimización no es posible.

Sistema de circuito cerrado

Ahora que sabemos cómo funciona un sistema de control de bucle abierto, pasaremos al sistema de bucle cerrado. La principal diferencia entre los dos sistemas es la retroalimentación.

En el sistema de circuito cerrado, tiene un sensor para monitorear constantemente su salida. Este sensor envía datos al controlador. Con estos datos, el controlador compara la salida con su punto de ajuste.

Si esta comparación no coincide, el controlador analiza este error utilizando uno de los métodos de control. Luego envía una señal a un actuador para cambiar su valor de proceso y acercarlo a su punto de ajuste.

Si conduces, entonces has usado este sistema. Imagina que quieres ir del punto A al punto B tan rápido como lo permite la ley. Hay un límite de velocidad de 60 millas por hora en tu ruta, por lo que deseas mantener la velocidad del automóvil en 60.

Aquí, tus ojos (el sensor) monitorean la velocidad del automóvil en el velocímetro (la salida). Si no has alcanzado tu punto de ajuste, tu cerebro (el controlador) te dirá que presiones el pedal del acelerador (el elemento de control final) más abajo con su pie (el actuador). Cuando llegues a 60, colocarás tu pie en una posición para mantener esa velocidad.

Todo funciona muy bien si no encuentras perturbaciones, como una colina. Si subes una colina, tu velocidad disminuirá a menos que cambies la posición de tu pie.

Tan pronto como tu velocidad disminuye, tu cerebro analiza este error y ajusta tu pie. Sin embargo, si subes la colina sin reajustar el pie, puedes terminar acelerando, lo que también es un error. Luego controlas tu velocidad y la ajustas una vez más. Este proceso se repite cada vez que tiene una perturbación en tu sistema.

Ventajas de los sistemas de circuito cerrado

• Estos sistemas son más confiables.
• Los sistemas de circuito cerrado son más rápidos.
• Se pueden manejar muchas variables simultáneamente.
• La optimización es posible.

Desventajas de los sistemas de circuito cerrado

• Los sistemas de circuito cerrado son costosos.
• El mantenimiento es difícil.
• La instalación es difícil para estos sistemas.

Diferencias

Estas son las diferencias entre un circuito abierto y un circuito cerrado

Sistema de control de procesos

Aunque definimos un sistema de control al principio, hablamos de los bucles y no del sistema. En la industria, verás principalmente sistemas de control de circuito cerrado, ya que la mayoría de los procesos deben permanecer en los valores deseados.

Un sistema de control de circuito cerrado es el paquete completo de equipos y lógica detrás del proceso, incluido el software y el hardware necesarios para controlar todos los valores de su proceso, estos son:

• Instrumentos de campo para monitorear sus PV y enviar datos a su controlador.
• Un controlador para conectar todas las entradas y salidas de tu sistema.
• Programación y codificación para analizar y almacenar los datos, luego enviar señales a los elementos finales de control.
• Una interfaz hombre-máquina (HMI) para mostrar datos del campo de una manera que la gente pueda entender.
• Actuadores, dispositivos que actúan para cambiar tu fotovoltaica, como bombas, válvulas y sistemas de calefacción.
• Comunicación de campo, que incluye todo tipo de cableado y protocolos (los "idiomas" estándar en los que se comunican el controlador y los dispositivos de campo).