Sistemas de control

Los sistemas de control son un conjunto de componentes conectados entre sí con el propósito de llevar a cabo una tarea específica. Los sistemas de control son comunes en el ámbito industrial empresarial y desempeñan un papel clave en la consecución de objetivos predefinidos.

En este tipo de producción, que es liderada por ingenieros, se utiliza otro sistema para gestionar los sistemas de control y prevenir fallos. Estos procedimientos modernos, basados en programación, aprovechan computadoras o microcontroladores para proporcionar respuestas rápidas y precisas.

¿Qué son los sistemas de control?

Los sistemas de control son conjuntos de componentes interconectados diseñados para alcanzar un objetivo específico. Estos sistemas actúan sobre dispositivos para regular, guiar o dirigir su comportamiento en un entorno determinado. Pueden encontrarse en diversos tipos de dispositivos, como eléctricos, neumáticos, hidráulicos, mecánicos, entre otros, y ajustan el comportamiento de dichos dispositivos para mantener condiciones específicas, como temperatura, presión o velocidad.

Estos sistemas pueden ser operados manualmente o automáticamente, pero, independientemente de los dispositivos utilizados, siguen una lógica que consta de al menos tres elementos clave:

La variable que se busca controlar, como la ubicación de un producto en contenedores industriales.
El actuador, que ejecuta la acción, como una bomba mecánica o eléctrica.
El punto de referencia o set-point, que establece el límite deseado.

Aplicaciones de un sistema de control

Los sistemas de control están compuestos por sensores, actuadores, controladores, dispositivos de entrada y salida, unidades de procesamiento de datos, unidades de control y unidades de memoria. Por lo tanto, se utilizan en diversas aplicaciones, incluyendo:

Grandes industrias modernas.
Refinerías de petróleo.
Plantas de gas.
Fábricas de papel.
Plantas de distribución eléctrica.
Infraestructuras de telecomunicaciones.

Además, los sistemas de control se emplean para supervisar una amplia gama de procesos, como maquinaria industrial, equipos eléctricos, sistemas de seguridad, sistemas de calefacción y refrigeración, y sistemas de información.

Con qué finalidad establecen las empresas sistemas de control

El objetivo principal de la aplicación de sistemas de control por parte de las empresas suele ser:

Asegurar la estabilidad del sistema. El principal punto y de suma importancia, especialmente al enfrentar perturbaciones y posibles inexactitudes en los modelos utilizados. La robustez es esencial para garantizar que el sistema pueda mantener su funcionamiento óptimo, incluso en situaciones adversas o cuando los modelos subyacentes no son perfectos.
Eficiencia. La eficiencia es un objetivo clave en la automatización, y se busca alcanzarla de acuerdo a un criterio predefinido. Este criterio generalmente se centra en lograr un control sobre las variables de entrada de manera que sea práctico y evite cambios bruscos o comportamientos poco realistas. Se busca optimizar el rendimiento del sistema de control de manera que sea eficaz y no genere respuestas abruptas o poco deseables.
Facilidad de implementación. La sencillez de uso y la operación en tiempo real son aspectos cruciales en la automatización. Un sistema de control debe ser fácil de poner en práctica y cómodo de operar, especialmente en tiempo real con el apoyo de un ordenador. Esto implica que el controlador debe ser capaz de tomar decisiones y ajustar los parámetros en un entorno dinámico de manera efectiva, garantizando un control continuo y preciso del sistema sin complicaciones significativas.

Tipos de sistemas de control

El propósito de los sistemas de control es detectar y, en algunos casos, regular cualquier cambio en el proceso que están controlando. Dependiendo de sus objetivos, se utilizan varios tipos de sistemas de control:

Sistema de control de lazo abierto: Estos sistemas operan sin información o retroalimentación sobre la variable que están controlando. La salida no depende de la entrada, lo que los hace adecuados para procesos predecibles, pero con margen de error. Un ejemplo de esto son los semáforos, donde se asigna un tiempo a cada luz sin tener en cuenta el volumen de tráfico.

Sistema de control de lazo cerrado: Estos sistemas, a diferencia de los de lazo abierto, cuentan con información y retroalimentación sobre la variable que controlan. Esto les permite operar de manera más precisa y estratégica, minimizando errores. Un ejemplo es un sistema de aire acondicionado que ajusta su funcionamiento según la temperatura ambiente detectada por sensores.

Otros tipos de sistemas de control

Además de los dos tipos principales, los sistemas de control se pueden clasificar en:

Control Discreto/Digital: Utiliza circuitos con componentes lógicos para procesos industriales que requieren almacenamiento y transporte.
Control Analógico: Se basa en circuitos con componentes como transistores, amplificadores y resistencias, adecuado para procesos que exigen alta precisión en variables como temperatura, presión y flujo.
Control Híbrido: Combina elementos discretos y analógicos para un control más selectivo, aplicándose en procesos que requieren precisión y velocidad.
Control por ordenador: Los ordenadores programados controlan procesos y permiten ajustes con sensores y retroalimentación.

Conclusión

En conclusión, la automatización de sistemas de control ofrece beneficios significativos para las empresas al garantizar que sus procesos operen de manera eficiente y confiable. La estabilidad y robustez permiten mantener el rendimiento en condiciones desafiantes, lo que se traduce en una mayor consistencia en la producción y menos tiempo de inactividad. La búsqueda de la eficiencia asegura que los recursos se utilicen de manera óptima, mejorando la rentabilidad.

Finalmente, la facilidad de implementación y operación en tiempo real agiliza la gestión de sistemas complejos, lo que a su vez aumenta la productividad y reduce los costos operativos. En suma, estos beneficios hacen que la automatización de sistemas de control sea una inversión estratégica para las empresas que buscan mejorar su competitividad y eficiencia en el mercado.