Características generales
Facilidad de uso: La aplicación coordinada y conjunta de estas tecnologías debe facilitar la vida a los usuarios y en ningún caso complicarla.
Flexibilidad: Capacidad de ampliación posibilitando las necesidades cambiantes y progresivas del usuario.
Modular: Capacidad de incorporar nuevas aplicaciones sin necesidad de reestructurar todo el sistema.
Interconectividad: Los equipos y sistemas que realizan las diferentes funciones deben estar interconectados entre sí.
Topología de la instalación
Estrella: Los componentes se unen a un nodo central con función de control y mando.
Lineal o Bus: Todos los elementos del sistema comparten la misma línea de comunicación, estando conectados en paralelo a ella.
Terminales
Aparatos sobre los que el sistema debe actuar.
Sensores
Elementos que realizan la lectura del medio y la transmiten a la unidad central.
Actuadores
Elementos que ejecutan las órdenes emitidas por la unidad central y actúan sobre el terminal para modificar su estado.
Periféricos de comunicación
Permiten la comunicación y diálogo entre usuario y sistema. El sistema facilita información al usuario y este emite las órdenes al sistema.
Automatización
Acción que implica sistemas de control capaces de sustituir parcial o totalmente al hombre ejerciendo las tareas de forma fiable y satisfactoria.
Sensor
Elemento que detecta la variación de una magnitud física y la transforma en otra física diferente.
Generador de consigna
Las señales de entrada a un controlador aparte de las de los sensores, hay otras que el operador del sistema introduce y sirven para fijar valores de consigna o deseados en el sistema.
Acondicionador de señal
Las señales entregadas por un sensor no son totalmente adecuadas al modelo de controlador elegido, para esto hay un elemento o circuito intermedio que acondiciona dichas señales.
Actuadores
Las señales de los controladores suelen ser débiles para excitar elementos con consumo eléctrico grande.
Medidores de señal de salida
Su misión es capturar las señales de las variables de salida del sistema y medirlas.
Controlador
Genera las señales de gobierno de los actuadores en función de las señales de entrada.
Señal Analógica
El nivel de amplitud puede variar de forma continua en el tiempo y puede tomar valores infinitos entre dos niveles.
Señal Digital
Cambian a lo largo del tiempo de manera discreta, pasando en un determinado momento de un valor a otro en forma de salto.
Fiabilidad
Un sistema es estable cuando dada una variación de la señal de entrada, la tiempo esta se estabiliza en un valor fijo.
Sensibilidad
Indica el % mínimo de variación de la señal de entrada para el que la señal de salida es capaz de modificarse y seguir la variación de la entrada.
Sistemas de control
Sistemas de control en anillo abierto
La señal de entrada es la única variable que ejerce de control sobre el valor de la variable de salida. El valor de la salida no es tenido en cuenta por el sistema.
Sistemas de control en anillo cerrado
Realimenta la variable de salida a la entrada del sistema para reducir el error que pudiera producirse por las perturbaciones.
Sistemas de control con modelo de referencia
Compara la salida del modelo con la salida de la planta y utiliza la diferencia para generar señales de control.
Sistemas de control adaptativos
Modelo derivado del anterior, pero este tiene en cuenta también la señal de salida.
Tipos de controladores
Controlador Proporcional Integrador
Útil donde hay grandes variaciones en la carga, elimina el error de desplazamiento que se originan en el control proporcional puro. Es efectivo en los sistemas donde las variaciones de carga tienen lugar lentamente.
Controlador Proporcional Derivador
Responde bien a cambios muy rápidos de la variable de entrada y puede anticiparse a los errores del sistema. No se emplea en industria porque no elimina el error estacionario del modo proporcional. Se usa en sistemas con variaciones rápidas en la carga, sobretodo en servomotores que producen cambios pequeños pero rápidos.
Controlador Proporcional Integrador-Derivador
Tiene tres partes: proporcional, integral y derivativa. Es el más completo.
Topología de las redes de comunicación de la información
Red
Configuración de las vías por donde circula la información dentro de una instalación automatizada. Red de potencia, de comunicación e información y de control.
Topología de una red
Forma de interconectar los distintos sistemas o equipos a la red.
Red en estrella
Ventajas: Flexibilidad. Inconvenientes: Si se avería el núcleo de la red no hay comunicación entre los distintos nodos y se congestiona fácilmente.
Red en anillo
Ventajas: Flexible y económica. Inconvenientes: Retardos variables en función de los puntos conectados en un determinado itinerario.
Red en Bus
Línea de comunicación que comparten todos y cada uno de los elementos o sistemas. Ventajas: Facilidad de conexión y compartir distintos tipos de información. Inconvenientes: Saturación y contar con protocolo de comunicación más sofisticado que las otras redes.
Protocolos de acceso y comunicación
Sistema de transmisión de información donde un mecanismo asegura que distintos dispositivos de diferente naturaleza y funciones puedan comunicarse por un mismo medio.
Naturaleza de los soportes físicos de la señal
Señal
Representa la variación de una magnitud de acuerdo con un criterio determinado denominado código.
Cable coaxial
Se emplea para señales de gran ancho de banda y alta velocidad de transmisión.
Fibra óptica
La transmisión se efectúa por impulsos de luz es inmune al ruido eléctrico. Dos familias: Monomodo (largas distancias y gran velocidad de flujo) y multimodo (costa distancia y alta capacidad).
Corrientes portadoras
Se utilizan en la propia red eléctrica a una frecuencia más alta.