SENSOR
Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo temperatura, intensidad luminosa, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tension eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor).Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar. Recordando que la señal que nos entrega el sensor no solo sirve para medir la variable, si no también para convertirla mediante circuitos electrónicos en una señal estándar (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC) para tener una relación lineal con los cambios de la variable sensada dentro de un rango (span), para fines de control de dicha variable en un proceso.
TRANSMISOR
Transmisor en el área de comunicaciones es el origen de una sesión de comunicación.Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio.Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor.En el ejemplo de una conversación telefónica cuando Juan llama a María, Juan es el transmisor, María es el receptor y el medio es la línea telefónica.ActuadorSe denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado. Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas.Existen tres tipos de actuadores:Hidráulicos Neumáticos Eléctricos Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados para manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatronicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.
ELEMENTOS FINALES DE CONTROLVALVULAS DE CONTROL
En el control automático de los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de la regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el caudal de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador.El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y esta provisto de de rosca o de bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de paso del fluido y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Esta unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor.
EL REGULADOR O CONTROLADOR
Regulador digital PIDAunque los primeros reguladores digitales fueron realizados con ordenadores de proceso, actualmentese encuentran integrados, no solo en sistemas mas complejos de mando y automatización, sino en la forma de ejecución de un regulador compacto. Como la estructura PID se ha convertido en un estándar en su utilización, se intenta que el regulador digital que trabaja discretamente respecto al tiempo, se acerque bastante en su comportamiento al del regulador analógico:La magnitud regulada es le´ıda y cuantificada en intervalos de tiempo discretos.• La operaci´on PID es realizada por un algoritmo que est´a disponible en un procesador,y en cada punto de lectura se calcula una igualdad diferencial. Las partes P, I, Dpueden ser ajustadas de forma independiente• Por ´ultimo el valor calculado es conectado al tramo de regulaci´on despu´es de pasar porun convertidor digital-anal´ogico y mantenido hasta la llegada del siguiente valor.Para exigir el comportamiento casi ”continuo” del PID digital, habr´a que exigir una exploraci´on frecuente y la elecci´on apropiada del tiempo de muestreo.2.3.3 Ventajas del regulador digitalEn su modo principal de funcionamiento, el regulador se comporta de un modo casi igual alde los controladores anal´ogicos, con unas ventajas adicionales:• Flexibilidad: Las funciones t´ecnicas de regulaci´on se realizan por software (programas),modific´andose sin que el constructor tenga que cambiar el hardware (cableadointerno) y pudiendo ser usadas por el usuario en diversas partes del proceso.• Multiplicidad de funciones: Algunos ejemplos son:– Conmutaci´on autom´atica del servicio manual/autom´atico libre de saltos.– Evitar la saturaci´on del t´ermino integral al alcanzar un l´ımite del valor prescrito(referencia).– Limitaci´on ajustable del valor de referencia.– Rampa parametrizable del valor prescrito.– Filtrado de magnitudes del proceso sometidas a perturbaciones.• Exactitud: Al ser los par´ametros ajustados digitalmente libres de deriva, y ajustadosa voluntad, no presentan problemas en la realizaci´on de operaciones matem´aticas.
LOS DISPOSITIVOS DE INTERFAZ DE POTENCIA
Las interfaces de potencia son dispositivos intermedios entre nuestro microcontrolador y aquellos aparatos que requieran cantidades de corriente mayores a los que pueden manejar nuestro microcontrolador (por lo general estamos hablando de 40 miliamperios como máximo por pin), motores de paso, motores DC, servomotores, lamparas incandescentes, reflectores, grupos de leds son ejemplos de dispositivos que podriamos a llegar a controlar desde el microcontrolador a través de las interfaces de potencia, es un grave error tratar de conectarlos directamente a los pines del microcontrolador. Nos valdremos de transistores, reles, puentes-H o interfaces eléctronicas de control, para construir nuestras interfaces de potencia.
LOS DISPOSITIVOS PARA INTERFAZ DE USUARIO
Las interfaces básicas de usuario son aquellas que incluyen cosas como menús, ventanas, teclado, ratón, los "beeps" y algunos otros sonidos que la computadora hace, en general, todos aquellos canales por los cuales se permite la comunicación entre el hombre y la computadora.La idea fundamental en el concepto de interfaz es el de mediación, entre hombre y máquina. La interfaz es lo que "media", lo que facilita la comunicación, la interacción, entre dos sistemas de diferente naturaleza, típicamente el ser humano y una máquina como el computador. Esto implica, además, que se trata de un sistema de traducción, ya que los dos "hablan" lenguajes diferentes: verbo-icónico en el caso del hombre y binario en el caso del procesador electrónico.De una manera más técnica se define a Interfaz de usuario, como conjunto de componentes empleados por los usuarios para comunicarse con las computadoras. El usuario dirige el funcionamiento de la máquina mediante instrucciones, denominadas genéricamente entradas. Las entradas se introducen mediante diversos dispositivos, por ejemplo un teclado, y se convierten en señales electrónicas que pueden ser procesadas por la computadora. Estas señales se transmiten a través de circuitos conocidos como bus, y son coordinadas y controladas por la unidad de proceso central y por un soporte lógico conocido como sistema operativo. Una vez que la UPC ha ejecutado las instrucciones indicadas por el usuario, puede comunicar los resultados mediante señales electrónicas, o salidas, que se transmiten por el bus a uno o más dispositivos de salida, por ejemplo una impresora o un monitor.Resumiendo entonces podemos decir que, una interfaz de software es la parte de una aplicación que el usuario ve y con la cual interactúa. Está relacionada con la subyacente estructura, la arquitectura, y el código que hace el trabajo del software, pero no se confunde con ellos. La interfaz incluye las pantallas, ventanas, controles, menús, metáforas, la ayuda en línea, la documentación y el entrenamiento. Cualquier cosa que el usuario ve y con lo cual interactúa es parte de la interfaz. Una interfaz inteligente es fácil de aprender y usar. Permite a los usuarios hacer su trabajo o desempeñar una tarea en la manera que hace más sentido para ellos, en vez de tener que ajustarse al software. Una interfaz inteligente se diseña específicamente para la gente que la usará.ClasificaciónDentro de las Interfaces de Usuario se distinguir básicamente dos tipos :• Una interfaz de hardware, a nivel de los dispositivos utilizados para ingresar, procesar y entregar los datos: teclado, ratón y pantalla visualizadora; y• Una interfaz de software, destinada a entregar información acerca de los procesos y herramientas de control, a través de lo que el usuario observa habitualmente en la pantalla.De esta clasificación general se puede ir desprendiendo algunas, así por ejemplo según su evolución tenemos:La evolución de las interfaces de usuario corre en paralelo con la de los sistemas operativos; de hecho, la interfaz constituye actualmente uno de los principales elementos de un sistema operativo. A continuación se muestran las distintas interfaces que históricamente han ido apareciendo, ejemplificándolas con las sucesivas versiones de los sistemas operativos más populares.Interfaces de línea de mandatos (command-line user interfaces, CUIs).Es el característico del DOS, el sistema operativo de los primeros PC, y es el estilo más antiguo de interacción hombre-máquina. El usuario escribe órdenes utilizando un lenguaje formal con un vocabulario y una sintaxis propia (los mandatos en el caso del DOS). Se usa un teclado, típicamente, y las órdenes están encaminadas a realizar una acción.El usuario no suele recibir mucha información por parte del sistema (ejemplo: indicador del DOS), y debe conocer cómo funciona el ordenador y dónde están los programas (nada está oculto al usuario). El modelo de la interfaz es el del programador, no el del usuario. Ejemplo del DIR-DEL-DIR, por la falta de información de respuesta del DOS. Otras veces, en cambio, es excesiva: etiqueta del volumen en el DIR.Inconveniente: carga de memoria del usuario (debe memorizar los mandatos; incluso la ayuda es difícil de leer); nombres no siempre adecuados a las funciones, significado de los mandatos mal comprendido a veces (varios mandatos con el mismo o parecido significado, como DEL y ERASE); inflexible en los nombres (DEL y no DELETE).Ventajas: potente, flexible y controlado por el usuario, aunque esto es una ventaja para usuarios experimentados. La sintaxis es estricta, y los errores pueden ser graves
mas informacion:
http://www.schillig.com.ar/Sistemas_de_Automatizacion_fr.htm
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