clase-4-diagramas-de-bloques-1207151362505551-9

DIAGRAMAS DE BLOQUES
Prof. Paolo Castillo Rubio
COMPONENTES Y DEFINICIONES
DE UN DIAGRAMA DE BLOQUES
Para la ingeniería de control, la forma
descriptiva de ver un sistema es con base en
diagramas de bloques, donde las variables
controlables y no controlables, se representan
con flechas; en tanto que los bloques o cajas
representan el proceso, el mecanismo de
regulación, de medición y demás dispositivos
del sistema.
COMPONENTES Y DEFINICIONES
DE UN DIAGRAMA DE BLOQUES
En el diagrama de bloques se puede apreciar
directamente si el sistema es de lazo abierto
(sin regulador automático) o de lazo cerrado
(con regulador automático), así también, se
puede saber el tipo de proceso, de regulador
en cada caso dado, la señal de regulación y los
otros componentes del sistema.
Componentes de un lazo de control
Un lazo de control tiene como componentes
básicos los ilustrados en la figura:
Componentes de un lazo de control
●
Comparador. En este tipo de
componentes las señales
deseadas son “comparadas”
dando como resultado la
diferencia o la adición de
señales. También es conocido
como punto de suma o
diferencia.
Componentes de un lazo de control
●
Bloque. En los bloques
se
representan
las
partes del sistema sin
entrar en detalles.
Además, de estos componentes, se tienen
las señales que indican el tipo de variable de
que se trata y dentro de los bloques se informa
el tipo de componente del sistema que se tiene.
SEÑALES
●
●
Valor de
referencia
Error
También conocida como valor de
ajuste o valor guía, entrega al
sistema de control el valor
deseado de la variable regulada.
También conocida como variación
en la regulación, entrega al
regulador la diferencia entre el
valor real y el valor deseado de
la variable controlada.
●
●
●
●
Señal de
regulación
Es la señal que manda el
regulador sobre el dispositivo que
ejecuta la acción de control.
Entrada
Señal que efectúa el cambio en el
proceso.
Perturbació
n
Son señales no controladas, que
provocan cambios en la señal de
salida.
Salida
También conocida como señal
regulada o valor real, indica el
valor actual que tiene la señal que
se está controlando.
BLOQUES
●
●
Regulador
Dispositivo mecánico, electrónico
o computacional que después de
recibir la señal de comparación
aumenta o disminuye la señal de
regulación.
Unidad de
regulación
Dispositivo que ejecuta la acción
de regulación. Se le llama
actuador.
●
●
Proceso
Unidad de
medición
También conocido como objeto a
regular, recibe modificaciones
adecuadas entre las señales de
entrada y salida.
Sensa la variable a medir y
adecúa la señal de salida. Se
trata de los sensores, los
transductores,
el
acondicionamiento de señales y
la presentación de datos.
Ejemplo. Si en un tanque de agua, es deseado un
cierto nivel de agua, la unidad de regulación sería
una válvula, el dispositivo de medición sería un
flotador y la señal de entrada sería el flujo de
agua. El diagrama de bloques quedaría como:
MODELOS MATEMÁTICOS
En la realidad un proceso de identificación de
sistemas es tan complicado que trae consigo
muchos problemas. Normalmente, el proceso se
divide en pequeños procesos, los cuales se
pueden manejar de manera matemática y luego
se unen, dando como resultado el modelo del
proceso completo.
En este caso el diagrama de bloques es una
excelente ayuda, ya que las conexiones en serie,
paralelo y de retroalimentación son manejables y
con ello se puede obtener el modelo resultante de
un proceso complicado.
DIAGRAMAS DE BLOQUES
Como ya se dijo, un sistema de control de lazo
abierto o de lazo cerrado se puede representar de
manera gráfica con la ayuda de los diagramas de
bloques. Asimismo, un sistema complejo puede ser
representado como la unión gráfica de pequeños
subsistemas en un diagrama de bloques.
Al tener conexiones, por ejemplo, en serie, paralelo
y de retroalimentación, éstas se pueden simplificar
siguiendo pequeñas reglas algebraicas.
Se debe tomar en cuenta que al usar estas reglas,
los diagramas se vuelven más complejos, y en
algunos casos, es mejor sustituirlos por variables
para resumirlos.
REDUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE
BLOQUES
Al realizar un análisis de las reglas algebraicas,
se puede observar que la reducción de diagramas
de bloques es, por decirlo, sencilla.
Existen bastantes reglas que van desde las más
básicas a las más complejas.
Un resumen de las más básicas son las
siguientes:
1. Conexión serie
2. Conexión paralelo
3. Retroalimentación (negativa y positiva)
4. Mover el punto de bifurcación después de un
bloque
5. Mover el punto de bifurcación antes de un
bloque
6. Mover el comparador después de un bloque
7. Mover el comparador antes de un bloque
8. Cambiar el orden de comparadores