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Que es un sistema de control de lazo abierto y lazo cerrado

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¿Qué es un sistema de control?

Un sistema de control es un grupo de componentes electrónicos, mecánicos, neumáticos, hidráulicos, etc. Que se utilizan en conjunto para lograr un objetivo deseado.

Para que se pueda considerar como un sistema de control por lo menos debe de contar con tres elementos esenciales que son: Una variable a controlar, un actuador y un punto de referencia (set-point).

Diagrama a bloques de un lazo de control

Por ejemplo, para llenar un tanque de 500 litros de agua necesitamos una bomba hidráulica, una toma de agua y los elementos electrónicos de encendido y apagado del sistema. En este caso el punto de referencia es que tan lleno se quiere tanque.

Ejemplo de un sistema de control

¿Qué es un sistema de control de lazo abierto?

Un sistema de control de lazo abierto se caracteriza por que no recibe ninguna información o retroalimentación sobre el estado de la variable, por lo regular estos se utilizan cuando la variable es predecible y tiene un amplio margen de error, ya que se puede calcular el tiempo o las veces que se debe de repetir el ciclo para completar el proceso.

Ejemplo sistema lazo abierto

Partes de un lazo abierto

Existen elementos básicos que conforman un sistema de control de lazo abierto:



Elemento de control

Se encarga de procesar las señales de entrada y tomar una decisión para enviarla al elemento de correción.

Elemento de corrección

Este elemento es el que produce un cambio en el proceso, por lo regular  este bloque se refiere al actuador, ya que tiene la capacidad de hacer cambios físicos en el proceso.

Proceso

También se le conoce conoce como planta y son todas las características del proceso, por ejemplo cuánto tiempo tarda en realizarse o cuantas veces se necesita hacer el mismo procedimiento, etc.

Diagrama a bloque de un sistema de lazo abierto

¿Qué es un sistema de lazo cerrado?

Este sistema es más completo ya que recibe información sobre los estados que va tomando la variable. Esta retroalimentación se logra colocando sensores que envían información de puntos clave del proceso para que así pueda actuar de manera autónoma.

Ejemplo de un sistema de lazo cerrado

Partes de un lazo cerrado

Este sistema tiene los elementos principales de lazo abierto (Control, corrección y proceso)  e incluye dos más.

Elemento de comparación

Este comparador recibe información de retroalimentación de los cambios que va sufriendo el proceso, y genera una señal de error de el estado actual de la variable con respecto al punto de referencia, para mandarla nuevamente al controlador para que tome una decisión nuevamente

Con señal de error se refiere a que manda una señal, de si ya llego al punto de regencia o no ha llegado o también en sistemas más complejos podemos saber cuánto falta para llegar a la meta.



Elemento de medición

Estos elementos por lo regular son sensores que miden la información del sistema y la retroalimentan al comparador.

Diagrama a bloques de un sistema de lazo cerrado

Ejemplos

Sistema de control de lazo abierto

Como ejemplo utilizaremos una tarea de llenar un tanque de 500 litros de agua. Para solucionar este sistema con un lazo abierto necesitamos hacer unos cálculos para saber cuantos litros de agua llenamos por segundo. en este caso llenamos 1 litro cada 5 segundos.

Ejemplo para llenado de un tanque de 500 litros

Entonces con base a los cálculos necesitamos un circuito de control que mantenga activa una bomba hidráulica durante 416.66 minutos y se desactive pasado el tiempo. Pero como podemos observar este sistema no es tan completo, puesto que no podemos saber si en realidad se lleno. Ya que si el sistema sufre algún tipo de variación como que el tanque no estaba completamente vacío o que por alguna razón llegara un menor flujo de agua. El sistema no lo podría detectar por que no tiene una retroalimentación que nos diga la cantidad de agua real, por lo que no se llenara el tanque o en el caso contrario se desborrara.



Sistema de control lazo cerrado

Utilizando el mismo ejemplo, en este sistema no importa cuanto tiempo pase ya que se instalan unos sensores de nivel para tener una retroalimentación y así poder tener una mejor idea de cuando se va a parar el sistema por que se lleno el tanque o iniciarlo cuando se detecte que esta por debajo del nivel mínimo.

Ejemplo de un sistema de lazo cerrado

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