5- Importancia del control digital Ventajas del control analógico
SISTEMAS DE CONTROL CONTROL
Un sistema de control puede ser definido como el medio a través del cual una cantidad o variable cualquiera de interés en una máquina, mecanismo o proceso, es mantenido o alterado de acuerdo con un patrón de comportamiento deseado. Como ejemplo, considérese el sistema de impulsión de un automóvil.
CUADRO COMPARATIVO Digital
O T P E C N O C
O C I F A R G
Son aquellas en las cuales su amplitud sólo puede tomar ciertos valores finitos dentro de un intervalo de tiempo.
Analógico
Señales analógicas: Son aquellas cuya variación, tanto en amplitud como a lo largo del tiempo, es continua. Es decir, pueden tomar cualquier valor real, en cualquier instante de El té rm in o: D ig ita l Se refiere a cantidades discretas como la tiempo. rm ino : A nalóg ico Se refiere a las magnitudes o valores cantidad de personas en una sala, cantidad de libros en una El té biblioteca, cantidad de autos en una zona de estacionamiento, que varían con el tiempo en forma continua como la distancia cantidad de productos en un supermercado, etc. y la temperatura temperatura,, la velocidad velocidad,, que podrían variar muy lento o muy rápido como un sistema de audio.
A I C N A T R O P M I
A J A T N E V
**Este sistema trabaja u opera en instantes de tiempo predeterminados, múltiplos del periodo de muestreo y es, por tanto, un sistema síncrono.
Es que el sistema trabaja en tiempo real y puede tener un ancho de banda muy grande.
**La operatividad del sistema o su funcionamiento de procesado queda caracterizada plenamente mediante su ecuación en diferencias. Diagrama de bloques de un sistema de control.
Ventajas del control digital + Los componentes digitales tienen menor susceptibilidad al envejecimiento y a las variaciones de las condiciones ambientales. + Los componentes digitales son menos sensibles al ruido y las perturbaciones. +Los procesadores digitales tienen un tamaño y peso menor. + Un cambio en el control no requiere cambios en el hardware. + Proporcionan una mayor sensibilidad a las variaciones en los parámetros Ventajas a) Tienen alta resolución alcanzando en algunos casos más de 9 cifras en lecturas de frecuencia y una exactitud de + 0.002% en mediciones de voltajes. b) No están sujetos al error de paralaje. c) Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas. d) Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 1000 lecturas por segundo. e) Puede entregar información digital para procesamiento inmediato en computadora.
Se debe a su importancia, se considera como ventaja del controlador analógico; que el sistema trabaja en tiempo real y puede tener un ancho de banda muy grande. Esto es equivalente a tener una frecuencia de muestreo infinita, de modo que el efecto del controlador siempre está presente Ventajas Bajo Costo. a) b) En algunos casos no requieren de energía de alimentación. c) No requieren gran sofisticación. d) Presentan con facilidad las variaciones cualitativas de los parámetros para visualizar rápidamente si el valor aumenta o disminuye. e) Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales. .
**Limitaciones en la velocidad de cálculo, en la resolución de la señal debido a la longitud de la palabra finita del procesador digital en contraste los controladores analógicos que trabajan en tiempo real y tiene una resolución teóricamente infinita. A J A T N E V S E D
** La limitación en l a velocidad de cálculo provoca retrasos en el lazo de control, los cuales pueden provocar inestabilidad en el sistema. Desventajas a) El costo es elevado. b) Son complejos en su construcción. c) Las escalas no lineales son difíciles de introducir. d) En todos los casos requieren de fuente de alimentación. El muestreo o d iscretización transforma las señales de tiempo continuo en datos de tiempo discreto Muestreador y retenedor (Sample-and-Hold, S/H). Es un circuito que recibe una señal analógica y la mantiene en un valor constante durante un tiempo específico.
S E T N E N O P M O C
Convertidor analógico-digital (A/D). Conocido también como codificador, convierte una señal analógica en una señal digital, usualmente una señal codificada numéricamente El muestreo o d iscretización transforma las señales de tiempo continuo en datos de tiempo discreto. Planta o proceso . Una planta es cualquier objeto físico a ser controlado. T r a n s d u c t o r . Dispositivo que c onvierte una señal de entrada en una señal de salida de naturaleza diferente a la de la entrada.
Desventajas a) Tienen poca resolución, típicamente no proporcionan más de 3 cifras. b) El error de paralaje limita la exactitud a ± 0.5% a plena escala en el mejor de los casos. c) Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene varias escalas. d) La rapidez de lectura es baja, típicamente 1 lectura/ segundo. e) No pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de datos de tipo digital.
Notas para participar en foro 1-Tipos de Instrumentos de medición En general los parámetros que caracterizan un fenómeno pueden clasificarse en Analógicos y Digitales, se dice que un parámetro es analógico cuando puede tomar todos los valores posibles en forma continua, por ejemplo: el voltaje de una batería, la intensidad de luz, la velocidad de un vehículo, la inclinación de un plano, etc. 2 Por otra parte se dice que un parámetro es digital cuando solo puede tomar valores discretos, por ejemplo: el número de partículas emitidas por un material radioactivo en un segundo, el número de moléculas, en un volumen dado de cierto material, el número de revoluciones de un motor en un minuto, et
3 Instrumentos analogicos. En la vida cotidiana el tiempo se representa en forma analógica por relojes (de agujas), y en forma discreta (digital) por displays di gitales .En la tecnología analógica es muy difícil almacenar, manipular, comparar, calcular y recuperar información con exactitud cuando esta ha sido guardada, en cambio en l a tecnología digital (computadoras, por ejemplo), se pueden hacer tareas muy rápidamente, muy exactas, muy precisas y sin detenerse. La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones que antes desempeñaba la electrónica analógica. 4 Instrumentos Digitales. Los Sistemas digitales tienen una alta importancia en la tecnología moderna, especialmente en la computación y si stemas de control automático. La tecnología digital se puede ver en diferentes ámbitos: Analógico y Digital. ¿Cuál es la diferencia? mecánico: llaves electromecánico: el relé/relay hidráulico neumático electrónico .Los dos últimos dominan la tecnología. Ultima particiapcion- De las ventajas y desventajas anteriores puede observarse que para cada aplicación hay que evaluar en función de las necesidades específicas, cual tipo de instrumentos es el más adecuado, con esto se enfatiza que no siempre el instrumento digital es el más adecuado siendo en algunos casos contraproducente el uso del mismo. Los instrumentos digitales tienden a dar la impresión de ser muy exactos por su indicación concreta y sin ambigüedades, pero no hay que olvidar que si su calibración es deficiente, su exactitud puede ser tanta o más mala que la de un instrumento analógico.
