Formas de realizar el control sobre un proceso

Formas de realizar el control sobre un proceso

hay dos formas básicas de realizar el control de un proceso industrial.

Control en lazo abierto

El control de lazo abierto se caracteriza porque la información o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección, desde el sistema de control al proceso. El sistema de control no recibe la confirmación de que las acciones que a través de los actuadores ha de realizar sobre el proceso se han ejecutado correctamente.

Control de lazo cerrado

El control en lazo cerrado, se caracteriza porque existe una realimentacion a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control, que permite a este ultimo conocer si las acciones ordenadas a los actuadores se han realizado correctamente sobre el proceso.

La mayoría de los procesos existentes en la industria utilizan el control en lazo cerrado, bien, porque el producto que se pretende obtener o la variable que se controla necesita un control continuo en función de unos determinados parámetros de entrada,o bien, porque el proceso a controlar se subdivide en una serie de acciones elementales de tal forma que, para realizar una determinada acción sobre el proceso,es necesario que previamente se haya realizado otra serie de acciones elementales.

como veremos posteriormente, la configuración del sistema de control, el numero de variables de la entrada y salida de que dispone, así como la naturaleza de estas variables, depende del tipo de proceso industrial que se pretende controlar.

Tipos de procesos industriales

Los procesos industriales, en función de su evolución con el tiempo, pueden clasificarse en alguno de los grupos siguientes:

• Continuos
• Discontinuos o por lotes
• Discretos

tradicionalmente, el concepto de automatizacion industrial se ha ligado al estudio y aplicación de los sistemas de control empleados en los procesos discontinuos y los procesos discretos, dejando los procesos continuos a disciplinas como regulación o servomecanismos.

Procesos continuos

un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas están constantemente por un extremo del sistema, mientras el otro extremo se obtiene de forma continúa un producto terminado.

Un ejemplo típico de proceso continuo puede ser un sistema de calefacción para mantener una temperatura constante en una determinada instalación industrial. La materia prima de entrada es la temperatura que realmente existe. El sistema de control consta de un comparador que proporciona una señal de error igual a la diferencia entre la temperatura deseada y la temperatura que realmente existe; la señal de error se aplica al regulador que adaptara y amplificara la señal que ha de controlar la electroválvula que permite el paso de gas hacia el quemador de la caldera. 

El regulador en función de la señal de error y de la perdidas de calor existentes en la instalación mantendrá la temperatura deseada en la instalación, controlando la cantidad de gas que pasa por la electroválvula.El actuador esta constituido por la electroválvula; se utiliza dos sensores:la temperatura real existente en la sala de la temperatura programada por el operario.

A la vista de la instalación se comprueba dos características propias de los sistemas continuos:

• El proceso se realiza durante un tiempo relativamente largo.
• Las variables empleadas en el proceso y sistemas de control son de tipo analógico; dentro de unos limites determinados las variables pueden tomar infinitos valores.

El estudio y aplicación de los sistemas continuos es objeto de disciplinas como regulación y servomecanismos.

Proceso discreto

El producto de salida se obtiene a través de una serie de operaciones, muchas de ellas con gran similitud entre si. La materia prima sobre la que se trabaja es habitualmente un elemento discreto que se trabaja de forma individual. 

Un ejemplo de proceso discreto es la fabricación de una pieza metálica rectangular con dos taladros. El proceso para obtener la pieza terminada puede descomponerse en una serie de estado que han de realizarse secuencialmente, de forma que para realizar un estado determinado es necesario que se hayan realizado correctamente los anteriores. Para el ejemplo propuesto estos estados son:

• Corte de la pieza rectangular con unas dimensiones determinadas, a partir de una barra que alimenta la sierra.
• transporte de la pieza rectangular a la base del taladro.
• realizar el taladro A.
• realizar taladro B.
• evacuar pieza.

Cada uno de estos estados supone a su vez una serie de activaciones y desactivaciones de los actuadores (motores y cilindros neumáticos) que se producirán en función de:

• Los sensores (sensores de posición situados sobre la cámara de los cilindros y contactos auxiliares situados en los contactores que activan los motores eléctricos).
• Variables que indican que se ha realizado el estado anterior.

Procesos discontinuos o por lotes

Se recibe a la entrada del proceso las cantidades de las diferentes piezas discretas que se necesitan para realizar el proceso. Sobre este conjunto se realizan las operaciones necesarias para producir un producto acabado o un producto intermedio listo para un procesamiento posterior.

Por ejemplo, se trata de formar una pieza de una maquina partiendo de las piezas representadas en la figura, que se ha obtenido a partir de una serie de proceso discretos; las piezas se ensamblaran como se indica en a figura; una vez colocadas se remacharan los cilindros superiores de las piezas C , D y E de forma que pueda obtenerse la pieza terminada.

El proceso puede descomponerse en estados , que, por ejemplo, podrían ser:

• Posicionar piezas C,D y E.
• posicionar pieza A
• posicionar pieza B
• remachar los cilindros superiores de C, D y E.

Estos estados se realizaran de formas secuenciales, y para activar los dispositivos encargados de posicionar la diferentes piezas ; como ocurría  en el proceso discreto ; serán necesaria:

• señales de sensor.
• variables de estados anteriores