Tecnologies cablejades i programables en sistemes de control

1) Tecnologies cablejades i programables:

a) La tecnologia cablejada s'aplica a dispositius pneumàtics, hidràulics, elèctrics i electrònics

• - Inconvenients:
  • Poc flexible davant de futures modificacions o modificacions.
  • En general, ocupa molt d'espai.
  • No permet d'efectuar funcions de control complexes.
  • Resulta difícil localitzar i resoldre avaries i és poc adaptable.

b) La tecnologia programable: No presenta cap dels inconvenients anteriors.

2) Sistemes de control: És un conjunt d'elements i sistemes que permeten automatitzar màquines, aparells i processos de fabricació.

2.1) Sistema de control automàtic: Conjunt d'elements tècnics que té per objectiu aconseguir que una màquina o un procés faci les seves funcions amb una intervenció humana mínima.

2.2) Els senyals en els sistemes de control:

a) Sistemes analògics: Treballen amb senyals de tipus continu amb un marge de variació determinat.

b) Sistemes digitals: Treballen amb senyals tot o res, anomenats també binaris, els quals només poden representar dos estats o nivells: obert o tancat.

c) Sistemes híbrids analogicodigitals: Els sistemes de control actuals, amb un cert grau de complexitat, són majoritàriament híbrids, és a dir, senyals analògics i digitals alhora.

2.3) Sistemes en funció de la tecnologia cablejada o programada:

a) S. de control de llaç obert: Es caracteritzen perquè, un cop activats, executen el procés durant un temps prefixat, independentment dels resultats obtinguts.

• Elements de control de llaç obert:
  • Controlador: dispositiu que determina i executa el procés per al qual està preparat.
  • Actuador o accionador: Element final que fa una acció sobre el procés.

b) S. de control de llaç tancat: Un cop donada l'ordre per iniciar el procés, el resultat o sortida del procés és analitzat, i si no compleix una consigna determinada, el dispositiu de control n'és informat i manté el procés actiu fins a assolir a la sortida allò que estableix la consigna.

• Elements del control de llaç tancat: Els seus elements són més complexos ja que intervenen més components, com la realimentació, sensors o interfícies.

3) Components dels sistemes de control

3.1) Dispositius d'entrada d'ordres: Permeten a l'operador l'entrada de dades i ordres al sistema. Poden ser:

• Elements binaris (polsadors, commutadors...)
• Elements numèrics (teclats d'ordinador)

3.2) Dispositius d'entrada d'informació: Constituïts per sensors, prenen dades de la situació del procés o de les variables de sortida i transmeten a la unitat de control perquè, d'acord amb aquesta informació, efectuïn les accions corresponents.

3.3) Unitat de control o controlador: Constitueix el sistema de tractament de la informació del procés, i estableix la manera com s'han de combinar les entrades d'informació per tal d'activar les sortides del procés.

3.4) Dispositiu de sortida d'informació: S'encarreguen de la comunicació amb l'operador.

3.5) Actuadors i preactuadors: Encarregats d'operar sobre el procés.

4) Controladors: És el dispositiu responsable d'elaborar el senyal corrector que constantment és enviat a l'element final de regulació del procés, amb la finalitat d'aconseguir, restablir o mantenir les condicions de regulació desitjades, pròximes al valor consigna.

- Tipus de control

4.1) Control Proporcional: Pot produir una acció correctora exacta, només en una condició específica de funcionament; en la resta persistirà una desviació.

4.2) Control Integral: El control integral es parla quan la velocitat de canvi de la sortida de control és proporcional al senyal d'error d'entrada.

4.3) Control Derivatiu: Es caracteritza perquè genera un senyal de control proporcional a la velocitat amb què varia la magnitud d'error amb el temps.

4.4) Control proporcional-integral-derivatiu: Tot el mencionat anteriorment.

4.5) Control tot o res: És aquell la sortida del qual només adopta dos estats: connectat i desconnectat, o màxima o mínima sortida.

5) Transductors: Són dispositius que transformen una magnitud física en una altra magnitud física, sovint un senyal elèctric, entre les quals hi ha una relació determinada.

5.1) Estructura:

a) Element sensor: Converteix les variacions d'una magnitud física en variacions d'una magnitud elèctrica o magnètica anomenat senyal.

b) Bloc de tractament de senyal: Tracta el senyal obtingut pel captador per adaptar-lo a l'entrada de l'etapa següent: l'etapa de sortida.

c) Etapa de sortida: Comprèn tots aquells circuits que adapten el senyal a les necessitats de la càrrega exterior.

5.2) Classificació: Poden ser de caràcter pasiu o actiu i es classifiquen en ANALÒGICS, DIGITALS i TOT O RES.

6) Autòmat programable (PLC): És una màquina electrònica dissenyada per fer, en temps real i en ambient industrial, automatismes combinacionals i seqüencials, i pensada per ser programada per personal no informàtic.

- Avantatges del PLC:

• Possibilitat d'introduir modificacions sense haver de canviar la xarxa de connexions ni afegir-hi dispositius.
• Espai d'ocupació reduït.
• Reducció del cost de la mà d'obra de la instal·lació.
• Reducció del temps en elaborar el projecte.
• Possibilitat de comandar diferents màquines amb un únic autòmat.
• Reutilització del PLC.

- Inconvenients del PLC:

• Necessitat de tenir un cert grau d'especialització per programar el PLC o fer el manteniment posterior.
• Preu elevat.

- Estructura dels autòmats programables (Unitat de control / Memòria / Elements d'entrada i sortida)