Indice
1.
Introducción.
2. Sistema de control
3. Sistema de
potencia
4. Interfases
5. Tiempo de respuesta
6. Oscilación
7. Conclusiones
8. Bibliografía
Todo lo que se mueve esta definido por medio de un
sistema de control y un sistema de potencia. Que a veces no
podemos diferenciar, mas sin embargo así es.
Ejemplos de ello tenemos al cuerpo humano,
los robots, las diferentes alarmas, los proyectiles
teledirigidos, las videograbadoras, los automóviles, el
alumbrado por medio de foto celdas, los telescopios, el control
de velocidad de
un motor y muchos
sistemas mas que
seria interminable enumerarlos a todos.
De tal manera que muchas de las veces se nos dificulta
diferenciar cual es uno y cual es el otro y todavía mas no
sabemos donde comienza uno y donde termina el otro o
viceversa
Un grupo de
elementos o componentes que operan a un dispositivo, a un
mecanismo o a nuestro propio cuerpo. Es un sistema de
control.
Lo que hace mover a la posición deseada un telescopio, por
ejemplo, es un sistema de control el cual puede operar en lazo
cerrado o en lazo abierto.
En un sistema en lazo abierto el telescopio se propulsa a la
posición deseada, sin, embargo, no se incluye
ningún mecanismo para verificar si el instrumento en
realidad alcanza esta posición.
Un sistema en lazo cerrado proporciona además una
señal de retroalimentación proveniente del mecanismo
propulsor del telescopio de modo que pueda compararse la
posición deseada con la presente y desarrollarse una
señal de error para conseguir la diferencia.
Otro ejemplo lo tenemos en las alarmas de cualquier tipo. El
control viene siendo todos los elementos como lo son los sensores, los
microswitch, los relevadores, y todos aquellos elementos que de
una u otra forma propician que la potencia llegue a la carga.
Entendiéndose como potencia el voltaje de alimentación y como
carga la sirena, el claxon, la luz intermitente,
etcétera.
Cabe mencionar que en la mayoría de los casos la potencia
o sea el voltaje de alimentación viene siendo mayor o
mucho mayor que el voltaje de control, por ejemplo en un
servomecanismo digamos un sistema de control de velocidad de un
motor de corriente directa de 45 HP. El voltaje de
alimentación es de 440 volts de corriente alterna
trifásicos, los cuales tendrán que ser rectificados
por medio de un modulo de potencia compuesto por 6 rectificadores
controlados de silicio puesto que el motor es de corriente
directa. A lo que voy es a lo siguiente:
Que mientras el voltaje de alimentación es de 440 volts.
El voltaje de control es de 12 volts y de corriente directa, que
es el voltaje que se requiere para cada uno de los elementos que
forman parte en el sistema de control como lo son una serie de
tarjetas
electrónicas tales como:
La TLO > Tarjeta que se encarga de mandar una señal
proveniente del motor a la tarjeta sumadora
La REF > Tarjeta que se encarga de proporcionar la referencias
correspondientes
La USAA > Tarjeta que se encarga de realizar la suma entre la
señal de retroalimentación y la señal de
referencia.
La CLDA > Tarjeta que se encarga de tomar la señal de
error proporcionada por la tarjeta USAA y correr el ángulo
de disparo de los rectificadores controlados de silicio y
así reposicionar la velocidad del motor que se esta
controlando.
El sistema de control mas sofisticado que existe es el cuerpo
humano. Es también el sistema de lazo cerrado más
complejo, puesto que controla un sin numero de variables y
todas ellas están encaminadas a comparar la
posición deseada con la presente.
Simplemente pongámonos a analizar todo lo que sucede en el
acto de manejar un automóvil
Al ir por la carretera estamos visualizando lo sinuoso del camino
de esta manera en nuestro cerebro se
generan señales que se transmiten al sistema motriz a
nuestros brazos, a nuestras manos y así de esta forma
vamos girando el volante para ir tomando las curvas y las rectas
de acuerdo a la posición deseada.
Ahora, ¿qué sucede cuando de improvisto se nos
presenta un obstáculo en el camino?
De igual forma que la anterior, primero visualizamos, luego
decidimos si frenamos o viramos, si viramos determinamos si
lo
hacemos lenta o bruscamente.
Si nos decidimos por frenar de igual manera calculamos que tanta
presión
vamos a imprimirle al freno para de esta forma hacerlo lentamente
o de repente dependiendo de la gravedad del caso.
Ustedes me preguntarían ¿dónde esta la
potencia? Y ¿donde esta el control en este ejemplo?
Pues bien. La potencia esta en nuestros músculos, en
nuestro sistema motriz ya que ellos responden a impulsos enviados
desde el cerebro por medio del sistema
nervioso.
Y el control esta formado por múltiples sensores en todo
nuestro cuerpo como lo son la vista, el tacto, la presión
ejercida en cada una de las partes del cuerpo, el oído,
etcétera. Todos ellos en conjunto son los que
retroalimentan al cerebro, que si hacemos una analogía
este viene siendo la tarjeta sumadora donde se genera la
señal de error.
Una vez generada la señal de error, que viene siendo ni
más ni menos la comparación de lo obtenido con lo
que se desea esta pasa al sistema motriz por medio del sistema
nervioso como ya lo habíamos mencionado anteriormente. De
esta forma convirtiéndose en potencia, que es el sentido,
dirección o fuerza que le
estamos aplicando a las partes del cuerpo.
Al sistema de potencia lo forman todos los elementos que
están interrelacionados con el fin de lograr realizar un
trabajo en función
del tiempo, sin
incluir los elementos de control previamente descritos. Ya que
estos están clasificados como los que operan a un
dispositivo.
Quisiera que quedara bien claro esto:
Los elementos de potencia vienen siendo los elementos con los
cuales opera un equipo.
Y los elementos de control vienen siendo los elementos por los
cuales operan los elementos de potencia los que a su vez hacen
que opere un equipo
¿Notan la diferencia?
Si retrocedemos al ejemplo anterior, al del control de velocidad
de un motor de corriente directa de 45 HP ¿Cuáles
serian en este caso los elementos del sistema de potencia?
Pues bien la respuesta es:
El interruptor general
Los fusibles
Las líneas de transmisión
El contactor
Los elementos térmicos y
Él modulo de potencia de los rectificadores controlados de
silicio
Si bien se fijan son todos los elementos que
están interrelacionados para llevar lo que es el voltaje
de alimentación de 440 volts. hasta la carga que en este
caso es el motor de corriente directa en cuestión
Observen bien que en ningún momento estamos mencionando
para nada a las tarjetas electrónicas, a ninguna.
Observen también que tampoco estamos mencionando a ninguna
clase de sensor o relevador o tacómetro, o lámparas
piloto o LED`s
Tampoco mencionamos a los LIMIT SWITCH, a los
microswitch, a los potenciómetros, ni a las fuentes de
voltaje de 12 volts
Pues bien ninguno de estos elementos se menciono y ¿saben
por que?
Ya lo saben…
¡¡¡Correcto!!!
No se mencionaron por que todos estos elementos conforman lo que
es el sistema de control que es muy diferente al sistema de
potencia.
¿Notan la diferencia?
La interfase es o son los elementos que están
interrelacionados entre lo que es el control y la potencia.
Dicho de otra manera es o son los elementos que hacen posible que
la potencia llegue a la carga cuando se cumplen todas las
condiciones en el sistema de control.
Los ejemplos de interfases pueden ser los siguientes:
- Un SCR
- Un DIAC
- Un TRIAC
- Una Fotorresistencia
- Un Fotosensor
- Un Relevador
Etcétera.
Como lo ven cada uno de estos elementos hacen posible
que por medio de un pequeño voltaje (control), llegue el
voltaje de alimentación (potencia), a la carga
- O sea que la interfase viene siendo el punto de
unión entre el control y la potencia, que sin este seria
imposible llevar la potencia a la carga por medio del
control - sin esta seria imposible tener un sistema
controlado
Es el intervalo de tiempo que existe desde el momento
mismo del inicio del control hasta el instante en que se genera
la acción.
Si ponemos como ejemplo al telescopio. El tiempo de respuesta
seria el tiempo transcurrido desde que mandamos la señal
de control para ponerlo en una determinada posición hasta
que esto realmente sucede.
Si ponemos como ejemplo a las alarmas de cualquier tipo. El
tiempo de respuesta seria el tiempo que transcurre desde el
momento en que abrimos una puerta, quebramos un vidrio o abrimos
el cofre. Hasta que suena la sirena o el claxon.
Si ponemos como ejemplo el control de velocidad de un motor de
corriente directa
Este seria. El tiempo transcurrido desde que el tacómetro
detecta un incremento o decremento en la velocidad fijada hasta
que por medio de una serie de tarjetas electrónicas esta
velocidad llega a normalizarse exactamente igual a la velocidad
original o sea a la velocidad que estaba anteriormente.
Cabe mencionar que este tiempo es del orden de nanosegundos o
todavía en algunos casos más pequeños
aun.
Esta es una de las principales características de los sistemas de
control su tiempo de respuesta.
Entre más breve sea el tiempo de respuesta más
eficaz será el sistema de control y más
preciso.
Imagínense que el tiempo de respuesta sea del orden de
segundos en un sistema de cazabombarderos de la fuerza
aérea.
Esto seria catastrófico y con muy pocas probabilidades por
no decir que ninguna de hacer blanco
Y por ultimo si ponemos como ejemplo al sistema de control del
cuerpo humano
Como ya lo había mencionado este es el sistema de control
mas sofisticado y no existe en el mundo otro igual que se le
iguale.
Este es el sistema que más rápido responde. Es
decir tiene un tiempo de respuesta muy corto. Él mas corto
que se pueden imaginar.
De hecho muchos sistemas de control están basados en este
sistema.
Se le llama así a las variaciones que sufre el
sistema hasta que logra pasar del estado deseado
al estado actual.
Estas variaciones perjudican al sistema llevándolo de un
estado a otro haciéndolo inestable.
Pero esto es inevitable.
Todos los sistemas de control presentan este fenómeno. No
conozco ni siquiera uno que no lo presente. Algunos mas algunos
menos pero todos en si presentan esta inestabilidad.
Lo bueno es lograr reducir esta inestabilidad la cual esta en
función del tiempo de tal manera que si nosotros reducimos
el tiempo de respuesta estaremos contribuyendo a reducir esta
inestabilidad.
Pues bien con estos pequeños y sencillos
conceptos, definiciones y ejemplos. Espero que les sirva para
tener una idea más amplia acerca de lo que es la
diferencia entre control y potencia
Resumiendo
Control es… poco voltaje
Control es… poca corriente
Control es… elementos electrónicos
Control es… poca potencia
Control es… sensores
Control es… por lo general corriente directa
Control es… cableado de delgado calibre
y…..
Potencia es… alto voltaje
Potencia es… alta corriente
Potencia es… elementos eléctricos
Potencia es… contactores
Potencia es… por lo general corriente alterna
Potencia es… cableado de grueso calibre
Fundamentos de electrónica
Robert L. Boylestad
Louis Nashelsky
Cuarta edición
Autor:
Antonio Rivera Montalvo