Indice1. Introducción. 2. Sistema de control 3. Sistema de potencia 4. Interfases 5. Tiempo de respuesta 6. Oscilación 7. Conclusiones 8. Bibliografía
Todo lo que se mueve esta definido por medio de un sistema de control y un sistema de potencia. Que a veces no podemos diferenciar, mas sin embargo así es. Ejemplos de ello tenemos al cuerpo humano, los robots, las diferentes alarmas, los proyectiles teledirigidos, las videograbadoras, los automóviles, el alumbrado por medio de foto celdas, los telescopios, el control de velocidad de un motor y muchos sistemas mas que seria interminable enumerarlos a todos. De tal manera que muchas de las veces se nos dificulta diferenciar cual es uno y cual es el otro y todavía mas no sabemos donde comienza uno y donde termina el otro o viceversa
Un grupo de elementos o componentes que operan a un dispositivo, a un mecanismo o a nuestro propio cuerpo. Es un sistema de control. Lo que hace mover a la posición deseada un telescopio, por ejemplo, es un sistema de control el cual puede operar en lazo cerrado o en lazo abierto. En un sistema en lazo abierto el telescopio se propulsa a la posición deseada, sin, embargo, no se incluye ningún mecanismo para verificar si el instrumento en realidad alcanza esta posición. Un sistema en lazo cerrado proporciona además una señal de retroalimentación proveniente del mecanismo propulsor del telescopio de modo que pueda compararse la posición deseada con la presente y desarrollarse una señal de error para conseguir la diferencia. Otro ejemplo lo tenemos en las alarmas de cualquier tipo. El control viene siendo todos los elementos como lo son los sensores, los microswitch, los relevadores, y todos aquellos elementos que de una u otra forma propician que la potencia llegue a la carga. Entendiéndose como potencia el voltaje de alimentación y como carga la sirena, el claxon, la luz intermitente, etcétera. Cabe mencionar que en la mayoría de los casos la potencia o sea el voltaje de alimentación viene siendo mayor o mucho mayor que el voltaje de control, por ejemplo en un servomecanismo digamos un sistema de control de velocidad de un motor de corriente directa de 45 HP. El voltaje de alimentación es de 440 volts de corriente alterna trifásicos, los cuales tendrán que ser rectificados por medio de un modulo de potencia compuesto por 6 rectificadores controlados de silicio puesto que el motor es de corriente directa. A lo que voy es a lo siguiente: Que mientras el voltaje de alimentación es de 440 volts. El voltaje de control es de 12 volts y de corriente directa, que es el voltaje que se requiere para cada uno de los elementos que forman parte en el sistema de control como lo son una serie de tarjetas electrónicas tales como: La TLO > Tarjeta que se encarga de mandar una señal proveniente del motor a la tarjeta sumadora La REF > Tarjeta que se encarga de proporcionar la referencias correspondientes La USAA > Tarjeta que se encarga de realizar la suma entre la señal de retroalimentación y la señal de referencia. La CLDA > Tarjeta que se encarga de tomar la señal de error proporcionada por la tarjeta USAA y correr el ángulo de disparo de los rectificadores controlados de silicio y así reposicionar la velocidad del motor que se esta controlando. El sistema de control mas sofisticado que existe es el cuerpo humano. Es también el sistema de lazo cerrado más complejo, puesto que controla un sin numero de variables y todas ellas están encaminadas a comparar la posición deseada con la presente. Simplemente pongámonos a analizar todo lo que sucede en el acto de manejar un automóvil Al ir por la carretera estamos visualizando lo sinuoso del camino de esta manera en nuestro cerebro se generan señales que se transmiten al sistema motriz a nuestros brazos, a nuestras manos y así de esta forma vamos girando el volante para ir tomando las curvas y las rectas de acuerdo a la posición deseada. Ahora, ¿qué sucede cuando de improvisto se nos presenta un obstáculo en el camino? De igual forma que la anterior, primero visualizamos, luego decidimos si frenamos o viramos, si viramos determinamos si lo hacemos lenta o bruscamente. Si nos decidimos por frenar de igual manera calculamos que tanta presión vamos a imprimirle al freno para de esta forma hacerlo lentamente o de repente dependiendo de la gravedad del caso. Ustedes me preguntarían ¿dónde esta la potencia? Y ¿donde esta el control en este ejemplo? Pues bien. La potencia esta en nuestros músculos, en nuestro sistema motriz ya que ellos responden a impulsos enviados desde el cerebro por medio del sistema nervioso. Y el control esta formado por múltiples sensores en todo nuestro cuerpo como lo son la vista, el tacto, la presión ejercida en cada una de las partes del cuerpo, el oído, etcétera. Todos ellos en conjunto son los que retroalimentan al cerebro, que si hacemos una analogía este viene siendo la tarjeta sumadora donde se genera la señal de error. Una vez generada la señal de error, que viene siendo ni más ni menos la comparación de lo obtenido con lo que se desea esta pasa al sistema motriz por medio del sistema nervioso como ya lo habíamos mencionado anteriormente. De esta forma convirtiéndose en potencia, que es el sentido, dirección o fuerza que le estamos aplicando a las partes del cuerpo.
Al sistema de potencia lo forman todos los elementos que están interrelacionados con el fin de lograr realizar un trabajo en función del tiempo, sin incluir los elementos de control previamente descritos. Ya que estos están clasificados como los que operan a un dispositivo. Quisiera que quedara bien claro esto: Los elementos de potencia vienen siendo los elementos con los cuales opera un equipo. Y los elementos de control vienen siendo los elementos por los cuales operan los elementos de potencia los que a su vez hacen que opere un equipo ¿Notan la diferencia? Si retrocedemos al ejemplo anterior, al del control de velocidad de un motor de corriente directa de 45 HP ¿Cuáles serian en este caso los elementos del sistema de potencia? Pues bien la respuesta es: El interruptor general Los fusibles Las líneas de transmisión El contactor Los elementos térmicos y Él modulo de potencia de los rectificadores controlados de silicio
Si bien se fijan son todos los elementos que están interrelacionados para llevar lo que es el voltaje de alimentación de 440 volts. hasta la carga que en este caso es el motor de corriente directa en cuestión Observen bien que en ningún momento estamos mencionando para nada a las tarjetas electrónicas, a ninguna. Observen también que tampoco estamos mencionando a ninguna clase de sensor o relevador o tacómetro, o lámparas piloto o LED`s Tampoco mencionamos a los LIMIT SWITCH, a los microswitch, a los potenciómetros, ni a las fuentes de voltaje de 12 volts Pues bien ninguno de estos elementos se menciono y ¿saben por que? Ya lo saben… ¡¡¡Correcto!!! No se mencionaron por que todos estos elementos conforman lo que es el sistema de control que es muy diferente al sistema de potencia. ¿Notan la diferencia?
La interfase es o son los elementos que están interrelacionados entre lo que es el control y la potencia. Dicho de otra manera es o son los elementos que hacen posible que la potencia llegue a la carga cuando se cumplen todas las condiciones en el sistema de control. Los ejemplos de interfases pueden ser los siguientes:
- Un SCR
- Un DIAC
- Un TRIAC
- Una Fotorresistencia
- Un Fotosensor
- Un Relevador
Etcétera.
Como lo ven cada uno de estos elementos hacen posible que por medio de un pequeño voltaje (control), llegue el voltaje de alimentación (potencia), a la carga
- O sea que la interfase viene siendo el punto de unión entre el control y la potencia, que sin este seria imposible llevar la potencia a la carga por medio del control
- sin esta seria imposible tener un sistema controlado
Es el intervalo de tiempo que existe desde el momento mismo del inicio del control hasta el instante en que se genera la acción. Si ponemos como ejemplo al telescopio. El tiempo de respuesta seria el tiempo transcurrido desde que mandamos la señal de control para ponerlo en una determinada posición hasta que esto realmente sucede. Si ponemos como ejemplo a las alarmas de cualquier tipo. El tiempo de respuesta seria el tiempo que transcurre desde el momento en que abrimos una puerta, quebramos un vidrio o abrimos el cofre. Hasta que suena la sirena o el claxon. Si ponemos como ejemplo el control de velocidad de un motor de corriente directa Este seria. El tiempo transcurrido desde que el tacómetro detecta un incremento o decremento en la velocidad fijada hasta que por medio de una serie de tarjetas electrónicas esta velocidad llega a normalizarse exactamente igual a la velocidad original o sea a la velocidad que estaba anteriormente. Cabe mencionar que este tiempo es del orden de nanosegundos o todavía en algunos casos más pequeños aun. Esta es una de las principales características de los sistemas de control su tiempo de respuesta. Entre más breve sea el tiempo de respuesta más eficaz será el sistema de control y más preciso. Imagínense que el tiempo de respuesta sea del orden de segundos en un sistema de cazabombarderos de la fuerza aérea. Esto seria catastrófico y con muy pocas probabilidades por no decir que ninguna de hacer blanco Y por ultimo si ponemos como ejemplo al sistema de control del cuerpo humano Como ya lo había mencionado este es el sistema de control mas sofisticado y no existe en el mundo otro igual que se le iguale. Este es el sistema que más rápido responde. Es decir tiene un tiempo de respuesta muy corto. Él mas corto que se pueden imaginar. De hecho muchos sistemas de control están basados en este sistema.
Se le llama así a las variaciones que sufre el sistema hasta que logra pasar del estado deseado al estado actual. Estas variaciones perjudican al sistema llevándolo de un estado a otro haciéndolo inestable. Pero esto es inevitable. Todos los sistemas de control presentan este fenómeno. No conozco ni siquiera uno que no lo presente. Algunos mas algunos menos pero todos en si presentan esta inestabilidad. Lo bueno es lograr reducir esta inestabilidad la cual esta en función del tiempo de tal manera que si nosotros reducimos el tiempo de respuesta estaremos contribuyendo a reducir esta inestabilidad.
Pues bien con estos pequeños y sencillos conceptos, definiciones y ejemplos. Espero que les sirva para tener una idea más amplia acerca de lo que es la diferencia entre control y potencia Resumiendo Control es… poco voltaje Control es… poca corriente Control es… elementos electrónicos Control es… poca potencia Control es… sensores Control es… por lo general corriente directa Control es… cableado de delgado calibre y….. Potencia es… alto voltaje Potencia es… alta corriente Potencia es… elementos eléctricos Potencia es… contactores Potencia es… por lo general corriente alterna Potencia es… cableado de grueso calibre
Fundamentos de electrónica
Robert L. Boylestad Louis Nashelsky Cuarta edición
Autor:
Antonio Rivera Montalvo