DIAGRAMA A
BLOQUES
El diagrama
de bloques es una forma de representar gráficamente las relaciones entre las
variables de un sistema. Los sistemas de control se pueden representar en forma
de diagramas de bloques, en los que
se ofrece
una expresión visual y simplificada de las relaciones entre la entrada y la
salida de un
sistema
físico.
A cada
componente del sistema de control se le denomina elemento, y se representa por
medio de un
rectángulo.
El diagrama
de bloques más sencillo es el bloque simple, que consta de una sola entrada y
de
una sola salida.
Se usa para representar el flujo de señales y la función realizada por los
componentes
del sistema.
La función de cada componente se representa en forma de su función de
transferencia.
Elementos:
Bloques:
representan la relación
entre
variables dada por una función
de
transferencia.
Flechas:
indican la dirección del flujo
de las señales.
Bifurcaciones:
puntos a partir de los
cuales una
señal va de modo
concurrente
a otros bloques o
sumadores.
Sumadores:
realizan la suma
algebraica
de señales con su signo.
Para obtener
la función de transferencia entre la entrada y salida de un diagrama, éste se
puede simplificar mediante asociación de bloques.
La
interacción entre los bloques se representa por medio de flechas que indican el
sentido de
flujo de la
información.
En estos
diagramas es posible realizar operaciones de adición y de sustracción, que se
representan
por un pequeño círculo en el que la salida es la suma algebraica de las
entradas
con sus
signos. También se pueden representar las operaciones matemáticas de
multiplicación
y división
como se muestra en la siguiente figura:
EJEMPLO TIPO
DE SISTEMA DE CONTROL REPRESENTACIÓN DIAGRAMA A BLOQUES.
Los sistemas
de regulación se pueden clasificar en:
Sistemas de
bucle o lazo abierto: son aquellos en los que la acción de control es
independiente
de la
salida.
Sistemas de
bucle o lazo cerrado: son aquellos en los que la acción de control depende en
cierto modo,
de la salida.
Sistemas de
control en lazo abierto
Un sistema
de control en lazo o bucle abierto es aquél en el que la señal de salida no
influye
sobre la
señal de entrada. La exactitud de estos sistemas depende de su calibración, de
manera que
al calibrar se establece una relación entre la entrada y la salida con el fin
de
obtener del
sistema la exactitud deseada.
El diagrama
de bloque de un sistema en lazo abierto es:
El sistema
se controla bien directamente, o bien mediante un transductor y un actuador. El
esquema
típico del sistema será, en este caso:
El
transductor modifica o adapta la naturaleza de la señal de entrada al sistema
de control.
En el caso
del sistema de control de la temperatura de una habitación, para que sea un
sistema
abierto es
necesario que no exista termostato, de manera que siga funcionando
permanentemente.
La entrada del sistema sería la temperatura ideal de la habitación; la planta
o proceso
sería la habitación y la salida sería la temperatura real de la habitación. El
transductor
podría ser un dial en el que definamos el tiempo de funcionamiento y el
actuador el
propio foco
de calefacción (caldera o radiador).
El actuador
o accionador modifica la entrada del sistema entregada por el transductor
(normalmente
amplifica la señal).
Una lavadora
automática sería un claro ejemplo de sistema de control en lazo abierto. La
blancura de
la ropa (señal de salida) no influye en la entrada. La variable tiempo presenta
una
importancia
fundamental: si está bien calibrada, cada proceso durará el tiempo necesario
para
obtener la
mejor blancura.
Otro ejemplo
de sistema en lazo abierto sería el alumbrado público controlado por
interruptor
horario. El
encendido o apagado no depende de la luz presente, sino de los tiempos fijados
en
el
interruptor horario.
Como vemos
los sistemas de lazo abierto dependen de la variable tiempo y la salida no
depende de
la entrada.
El principal
inconveniente que presentan los sistemas de lazo abierto es que son
extremadamente
sensibles a las perturbaciones. Por ejemplo si en una habitación se ha
conseguido
una temperatura idónea y se abre una puerta o ventana (perturbación) entraría
aire frío,
de manera que el tiempo necesario para obtener dicha temperatura sería
diferente.
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