Control de Automatización Eléctrica: Términos de Control Industrial, Términos de Instrumentación y Medición
Control de Automatización Eléctrica: Términos de Control Industrial, Términos de Instrumentación y Medición
Controles Industriales
Cerrado - Control de bucle
Un concepto fundamental en la teoría del control, el control de bucle cerrado se diferencia del control de bucle abierto en que devuelve la salida controlada al extremo de entrada para influir en el control. Este mecanismo de retroalimentación permite que la salida regrese a la entrada a través de una "cadena lateral", lo que permite que la entrada ejerza control sobre la salida. El objetivo principal del control de circuito cerrado es lograr una regulación basada en retroalimentación.
Puntos de E/S
Un término utilizado con frecuencia en los sistemas de control, los puntos de E/S se refieren a puntos de entrada/salida. Las entradas son parámetros de medición de los instrumentos que ingresan al sistema de control, mientras que las salidas son parámetros de control enviados desde el sistema a los actuadores. La escala de un sistema de control a menudo se define por el número máximo de puntos de E/S que puede acomodar.
Cantidades analógicas y de conmutación
En los sistemas de control, los parámetros pueden ser cantidades analógicas o de conmutación. Las cantidades analógicas son valores que varían continuamente dentro de un rango específico, como la temperatura o la presión. Las magnitudes de conmutación, sin embargo, tienen sólo dos estados, como los estados de encendido/apagado de un interruptor o relé.
Bucle de control
Para el control analógico, un controlador ajusta una salida en función de una entrada utilizando reglas y algoritmos específicos, formando un bucle de control. Los bucles de control pueden ser de bucle abierto o cerrado. El control de bucle cerrado, o control de retroalimentación, es el tipo más común, donde la salida se retroalimenta a la entrada para compararla con el valor establecido.
Dos - Control de posición
La forma más sencilla de control por retroalimentación, también conocida como control por interruptor. Activa una señal de conmutación cuando el valor medido alcanza un máximo o un mínimo. Aunque el valor medido puede ser analógico, la salida de control es digital. Este método se utiliza comúnmente en termorreguladores e interruptores de nivel industriales.
Control proporcional
La salida del controlador es proporcional a la desviación entre el valor medido y el valor establecido o punto de referencia. El control proporcional proporciona una regulación más suave que el control de dos posiciones y elimina los problemas de oscilación asociados con el control de dos posiciones.
Control Integral
En el control integral, el cambio en la variable controlada está relacionado con el tiempo que tarda la salida del sistema de control en volverse efectiva. La salida del actuador alcanza gradualmente el valor establecido. Este método de control se usa comúnmente en sistemas de control de temperatura.
Control Derivado
El control derivativo se utiliza normalmente en combinación con el control proporcional e integral. Permite que el sistema de control responda a las desviaciones más rápidamente, evitando respuestas lentas del sistema. Junto con el control proporcional e integral, ayuda a que la variable controlada alcance un estado estable más rápidamente y sin oscilaciones.
Control PID
Dependiendo de los requisitos específicos del sistema de control, los métodos de control pueden ser control P (Proporcional), PI (Proporcional - Integral), PD (Proporcional - Derivado) o PID (Proporcional - Integral - Derivado). El control PID es el modo de control más común en los sistemas de control.
Control de retardo
* Comúnmente utilizado en aplicaciones de control de conmutación, el control de retardo introduce un retardo de tiempo entre un cambio de estado del interruptor y la acción de salida del controlador. Por ejemplo, en las líneas de producción, los interruptores de proximidad a menudo requieren un retraso de varios segundos antes de que el siguiente rodillo comience a funcionar después de colocar una pieza de trabajo.
Control de enclavamiento
* Utilizado con frecuencia en escenarios de control de conmutación, el control de enclavamiento establece relaciones entre los interruptores. Por ejemplo, el interruptor C sólo puede activarse cuando los interruptores A y B están abiertos, o el interruptor C debe abrirse cuando se abre el interruptor A. El control de enclavamiento es común en aplicaciones críticas de seguridad, como la válvula de ventilación en un reactor, que debe abrirse inmediatamente cuando la presión alcanza un cierto nivel.
Control eléctrico
* Se refiere a sistemas de control donde la salida se logra a través de cantidades eléctricas o señales electrónicas, dirigidas a componentes accionados eléctricamente como relés, válvulas solenoides y servocontroladores. La mayoría de los sistemas de control automático incorporan elementos de control eléctricos.
Control hidráulico
* Los sistemas de control hidráulico se utilizan en operaciones de máquinas y equipos, particularmente en aplicaciones de control de velocidad continua. El control hidráulico a menudo se combina con el servocontrol eléctrico para formar actuadores electrohidráulicos altamente eficientes y precisos.
Control neumático
* Los sistemas de control neumático se emplean en varios escenarios. Utilizan aire comprimido como fuente de energía para la transmisión o actuación de señales. El aire comprimido se utiliza ampliamente en las fábricas debido a su disponibilidad, limpieza, seguridad y funcionalidad de control simple, lo que hace que las herramientas neumáticas sean comunes en muchas líneas de producción.
Interpolación
* La interpolación es el proceso mediante el cual un sistema CNC de máquina herramienta determina la trayectoria de la herramienta utilizando un método específico. Implica calcular puntos intermedios entre puntos de datos conocidos en una curva, también conocido como "densificación de puntos de datos". El sistema CNC genera la trayectoria del contorno requerida densificando los datos entre los puntos inicial y final de un segmento de programa.
Bucles de posición, velocidad y corriente
* El concepto de bucles implica el uso de retroalimentación para mejorar la estabilidad y el rendimiento de los sistemas de aplicaciones.
* El control del bucle de corriente tiene como objetivo regular el voltaje mediante el uso de la transmisión de señal de corriente para compensar pérdidas, caídas de voltaje y ruido durante la transmisión de voltaje.
* La relación entre velocidad y posición se basa en la fórmula: distancia = velocidad × tiempo. La variación continua de la velocidad durante un intervalo de tiempo da como resultado la integral de la velocidad durante ese intervalo, que corresponde a la distancia recorrida (posición).
* La relación entre velocidad y corriente está definida por: velocidad = aceleración × tiempo. La aceleración depende de la corriente aplicada y la integral de la aceleración durante un intervalo de tiempo produce la velocidad instantánea.
* En el modo de control de par, el servomotor gira a un par establecido manteniendo una salida constante del bucle de corriente. Si el par de carga externa iguala o excede el par de salida establecido del motor, el par de salida del motor permanece constante y el motor sigue el movimiento de la carga. Por el contrario, si el par de carga externa es menor que el par de salida establecido del motor, el motor continúa acelerando hasta alcanzar la velocidad máxima permitida del motor o variador, momento en el cual se activa una alarma y el motor se detiene.
* En el modo de velocidad, se establece la velocidad del motor y la retroalimentación de velocidad del codificador del motor forma un sistema de control de circuito cerrado. El propósito es garantizar que la velocidad real del servomotor coincida con la velocidad establecida.
* La salida de control del bucle de velocidad sirve como punto de ajuste de par - corriente de modo - par del bucle. En el modo de control de posición, el punto de ajuste de posición proporcionado por la computadora principal y la señal de retroalimentación de posición del codificador del motor o la retroalimentación de medición de posición directa del equipo se comparan para formar un bucle de posición. Esto asegura que el servomotor se mueva a la posición establecida. La salida del bucle de posición se introduce en el bucle de velocidad como valor nominal del bucle de velocidad. Por lo tanto, el modo de control de par utiliza el bucle de control de corriente como la capa más fundamental. El bucle de control de velocidad se basa en el bucle de control de corriente, y el bucle de control de posición se basa tanto en el bucle de control de velocidad como en el de corriente.
Términos de instrumentación y medición
Rango
Un intervalo continuo de una cantidad definida por límites superior e inferior.
Rango de medición
El rango de valores medidos para los cuales el instrumento puede alcanzar la precisión especificada.
Límite inferior del rango de medición: el valor mínimo medido para el cual el instrumento puede alcanzar la precisión especificada.
Límite superior del rango de medición: el valor máximo medido para el cual el instrumento puede alcanzar la precisión especificada.
lapso
La diferencia algebraica entre los límites superior e inferior de un rango. Por ejemplo, si el rango es de -20°C a 100°C, el intervalo es 120°C.
Característica de rendimiento
Parámetros que definen la función y capacidad de un instrumento y sus expresiones cuantitativas.
Característica de desempeño de referencia: La característica de desempeño lograda bajo condiciones de operación de referencia.
Escala lineal
Una escala donde el espacio entre las divisiones de la escala y los valores medidos correspondientes tienen una relación proporcional constante.
Escala no lineal
Una escala donde el espacio entre las divisiones de la escala y los valores medidos correspondientes tienen una relación proporcional no constante.
Suprimido - Escala Cero
Una escala donde el rango de escala no incluye el valor de escala correspondiente al valor cero de la cantidad medida.
Escala ampliada
Una escala donde una porción desproporcionada de la longitud de la escala está ocupada por una sección expandida de la escala.
Escala
Conjunto de marcas de escala ordenadas y números asociados que forman parte de un dispositivo indicador.
Rango de escala
* El rango definido por los valores inicial y final de la escala.
Marca de escala
* Una marca en el dispositivo indicador correspondiente a uno o más valores medidos específicos.
Marca de escala cero
* La marca o línea de la escala correspondiente al valor cero de la cantidad medida.
División de escala
* La porción de la escala entre dos marcas de escala adyacentes.
Valor de división de escala
* La diferencia entre los valores medidos correspondientes a dos marcas de escala adyacentes.
Espaciado de división de escala
* La distancia entre las líneas centrales de dos marcas de escala adyacentes cualesquiera a lo largo de la longitud de la escala.
Longitud de escala
* La longitud del segmento de línea, ya sea real o imaginario, que pasa por los puntos medios de todas las marcas de escala más cortas entre las marcas de escala inicial y final.
Valor inicial de escala
* El valor medido correspondiente a la marca de inicio de la escala.
Valor final de escala
* El valor medido correspondiente a la marca de final de escala.
Numeración de escala
* El conjunto de números en la escala correspondientes a los valores medidos definidos por las marcas de la escala o que indican el orden de las marcas de la escala.
Cero de un instrumento de medición
* La indicación directa de un instrumento de medición cuando se aplica toda la energía auxiliar requerida para su funcionamiento y el valor medido es cero.
* En los casos en que el instrumento de medición utiliza energía auxiliar, este término generalmente se denomina "cero eléctrico".
* Cuando el instrumento no está en funcionamiento debido a la ausencia de energía auxiliar, se suele utilizar el término "cero mecánico".
Constante del instrumento
* Coeficiente por el cual se debe multiplicar la indicación directa de un instrumento de medición para obtener el valor medido.
Curva característica
* Una curva que muestra la relación funcional entre el valor de salida en estado estacionario de un instrumento y una cantidad de entrada, con todas las demás cantidades de entrada mantenidas en valores constantes especificados.
Curva característica especificada
* La curva que muestra la relación funcional entre el valor de salida en estado estacionario de un instrumento y una cantidad de entrada en condiciones específicas.
Ajuste
* Operaciones realizadas para garantizar que el instrumento se encuentre en condiciones normales de funcionamiento y eliminar desviaciones para un uso adecuado.
* **Ajuste de usuario**: Ajustes que el usuario puede realizar.
Calibración
* La operación de establecer, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores indicados por un instrumento o sistema de medición y los correspondientes valores conocidos de la cantidad medida.
Curva de calibración
* Una curva que muestra la relación entre la cantidad medida y el valor medido real del instrumento en condiciones específicas.
Ciclo de calibración
* La combinación de la curva de calibración ascendente y la curva de calibración descendente entre los límites del rango de calibración de un instrumento.
Tabla de calibración
* Una representación tabular de la curva de calibración.
Trazabilidad
* La propiedad de un resultado de medición que puede relacionarse con estándares apropiados (generalmente estándares internacionales o nacionales) a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones.
Sensibilidad
* El cociente del cambio en la salida del instrumento y el cambio correspondiente en la cantidad de entrada.
Precisión
* El grado de coherencia entre la indicación del instrumento y el valor real de la cantidad medida.
Clase de precisión
* La clasificación de los instrumentos según su precisión.
Límites de error
* El error máximo permitido de un instrumento según lo especificado por normas o especificaciones técnicas.
Error básico
* El error de un instrumento en condiciones de referencia.
conformidad
* El grado de coherencia entre la curva estándar y la curva característica especificada (como una línea recta, una curva logarítmica, una curva parabólica, etc.).