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INGENIERÍA DE CONTROL (TÉCNICA Y REGULACIÓN (El área de ingenierías esta…
INGENIERÍA DE CONTROL
CONTEXTO HISTORICO
El hombre desde tiempos inmemoriales ha buscado mejorar sus condiciones de vida y reducir los esfuerzos para la realización de cualquier actividad.
No solo buscaba controlar los procesos sino también la forma y las condiciones en las que se realizan.
Aunque en la antigüedad ya existían objetos rudimentarios con automatismos, vamos a considerar que el origen de la Ingeniería de control fue durante la revolución industrial.
Año 1769
James Watt invento la maquina de vapor y su dispositivo de control, considerados como el punto de partida de la ingeniería de control y punto de arranque de la revolución industrial.
AÑO 1800
Whitney desarrolla el concepto de producción en masa.
AÑO 1868
Casi un siglo después de la invención de Watt, Maxwell formula un modelo matemático para la maquina de vapor.
AÑO 1913
Henry Ford redujo el tiempo de producción, su costo y personal necesario para el ensamblaje de automóviles a través de trenes de producción.
AÑO 1927
Bode analizo los primeros amplificadores retroalimentados. Teoria para los primeros circuitos integrados.
AÑO 1932
Nyquist desarrolla un método para análisis de estabilidad de los sistemas de control.
AÑO 1952
EL MIT desarrolla los controladores numéricos CNC (control numérico por computadora). Sistemas de automatización de maquinas operadas mediante comandos programados.
AÑO 1954
George Devol desarrolla el primer artefacto programado de transferencia, considerado como el primer diseño de robot industrial. Fue el quien estableció las bases del robot industrial moderno. El
unimate
fue considerado el primer robot industrial y su función era levantar y apilar grandes piezas de metal calienteen la compañia General Motors.
AÑO 1970
EL control de espacio de estados y el control optimo fueron un paso claro para el desarrollo de la ingeniería de control las cuales se volvieron de uso común en casi todo tipo de industrias.
AÑO 1994
La electromecánica se volvió de uso común en la industria, se comienzan a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño, todo se vuelve mas compacto, se agrega tecnología de comunicación haciendo posible funciones como la operación remota.
TÉCNICA Y REGULACIÓN
El área de ingenierías esta enfocada a regular y describir los fenómenos de la realidad física.
Los fenómenos a estudiar se deben tomar en una dirección útil y se fundamentan en los conceptos de racionalización, efectivizacion y remuneración.
La regulación de la realidad física la cual tiene enormes posibilidades se tiene que basar en el funcionamiento de la ingeniería de las computadoras.
La INGENIERÍA DE CONTROL es una rama de la ingeniería que tiene como principal objetivo desarrollar métodos que permitan controlar variables o fenómenos dentro de un proceso para obtener el mejor resultado posible.
PROCESO
Es un sistema que esta definido por la sucesión de actos o acciones realizados en cierto orden y de acuerdo a unas condiciones dadas para obtener un resultado.
Es la tranformacion de unas entradas en salidas aprovechando los recursos físicos tecnológicos o humanos para la obtención de cierto producto.
REPRESENTACIONES GRÁFICAS
Todo proceso se puede describir o representar mediante planos o diagramas de a cuerdo a la necesidad o aplicación del mismo.
Pueden ir desde lo mas general a lo mas detallado, de instrumentación, de flujo o de bloques.
Diagrama general
Proporciona una idea especifica de las conexiones, entradas y salidas,es una vista general de que es y como funciona el proceso.
Diagrama Detallado
En este se puede apreciar con todo el detalle cada una de las partes del proceso, su función especifica y su interacción con los demas elementos del proceso.
Diagrama del proceso e instrumentación
En este diagrama se especifican los instrumentos de medición, monitorio y control, los cuales ayudan al usuario a supervisar cada de las variables del proceso, las entradas y salidas del mismo.
Diagrama de flujo
En este se observa la secuencia que lleva el proceso desde su inicio hasta su terminación, cada parte y su función respectiva.
Diagrama de bloques
En este no se especifica los instrumentos, aparatos de medición y monitoreo. Se detalla el proceso con entradas y salidas, las partes a regular y componentes de una forma simple de controlar y de fácil observación.
VISIÓN DE LOS MÉTODOS Y APLICACIONES
La ingeniería de control inicialmente da métodos para analizar y dimensionar sistemas de control sencillos donde se supone un sistema lineal y que no cambie en el tiempo.
Peo a medida que surgen los nuevos avances tecnológicos, la ingeniería de control se basa en nuevos métodos que ayuden a crear los modelos de sistemas dinámicos, dando el punto de partida para métodos de control mas avanzados.
La teoría de control moderna se basa en áreas como:
-Método de espacio de estados
-Sistemas no lineales
-Regulación optima
-Sistemas multivariables y con vario sistemas de control
-Regulación con disturbios estocásticos y procesos con señales de medición.
La aplicación de la ingeniería de control aparece en casi todas la áreas de la ingeniera, por ejemplo:
-Medicina y bioingenieria
-Control de vehiculos
-Instrumentacion
-Sistema armamentista
-Ingenieria ambiental
-Industria del proceso
-Ingeniería espacial
-Industria de la produccion
-Industria de manufactura
FORMAS DE REGULACIÓN
LA REGULACIÓN SE DIVIDE EN TRES PARTES:
Regulación manual o automática
Esta regulación se basa en elegir si de alguna forma directa el ser humano cambia o ajusta las variables del sistema o no lo hace.
Regulación constante y de seguimiento
En una regulación constante el parámetro o variable no cambia ni se altera de ninguna forma, se mantiene sin importar lo que resulte a su alrededor.
En una regulación de seguimiento una persona observa el fenómeno o variable y analiza la cantidad de entradas que requiere para tener el resultado esperado, regula todas las variables o entradas necesarias para obtener la mejor salida.
Control de lazo abierto y lazo cerrado
Control de lazo abierto es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la señal de entrada.
El sistema de lazo cerrado es aquel donde necesitamos una regulación satisfactoria, lo cual demanda observación de lo que pasa en el objeto a regular y que todo se regule y modifique de acuerdo a las observaciones realizadas.
