Subido por Bely Cruz

belem practica control 1 Y 2

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PRACTICA No. 1
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL
OBJETIVO:
Que el alumno sea capaz de identificar los componentes de un sistema de control.
ANTECEDENTES:
Para entender la importancia que tiene el estudio de los sistemas de control, basta
con mirar a nuestro alrededor y darnos cuenta que en todos los avances de la
tecnología existe el control automático, por tanto, es vital estudiar los conceptos
básicos, que nos servirán para poder comprender el funcionamiento de cualquier
sistema, por difícil y complejo que sea este.
Un sistema de control es una interconexión componentes que actúan
conjuntamente y cumplen determinado objetivo. la base para el análisis de un
sistema es el fundamento proporcionado por la teoría de los sistemas lineales, la
cual supone una relación de causa y efecto para los componentes de un sistema.
Una planta o proceso que vaya a ser controlado puede presentarse mediante un
bloque, en donde la señal es de entrada procesada para proporcionar una señal de
salida, frecuentemente con una amplificación de potencia.
INVESTIGACIÓN PRELIMINAR
¿Qué es un sistema de control retroalimentado?
El control retroalimentado es una operación que, en presencia de perturbaciones,
tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de
referencia, realizándolo sobre la base de esta diferencia.
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar,
ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las
probabilidades de fallo y obtener los resultados teóricamente verdaderos. Por lo
general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción
industriales para controlar equipos o máquinas.
Definición planta, proceso, perturbaciones, servomecanismo, entrada, salida,
actuador, sensor, transductor, calibración, retroalimentación
1.-Planta
Se llama planta al lugar en el que se desarrollan diversas operaciones industriales,
entre ellas operaciones unitarias, con el fin de transformar, adecuar o tratar alguna
materia prima en particular a fin de obtener productos de mayor valor agregado.
2. –Proceso
Procesamiento o conjunto de operaciones a que se somete una cosa para
elaborarla o transformarla.
3.-Perturbación
Perturbación: es una señal que tiende a afectar el valor de la salida de un sistema.
Si la perturbación se genera dentro del sistema se la denomina interna, mientras
que una perturbación externa se genera fuera del sistema y constituye una entrada.
4.-Servomecanismo
Un servomecanismo es un sistema formado de partes mecánicas y electrónicas que
en ocasiones son usadas en robots, con parte móvil o fija. Puede estar formado
también de partes neumáticas, hidráulicas y controlado con precisión.
5.- Entrada;
Es una variable del sistema tal que una modificación de su magnitud o condición
puede alterar el estado del sistema.
6.-Salida;
Es una variable del sistema cuya magnitud o condición se mide.
7.- Actuador;
Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la
orden para activar un elemento final de control, como por ejemplo una válvula. Son
los elementos que influyen directamente en la señal de salida del automatismo,
modificando su magnitud según las instrucciones que reciben de la unidad de
control.
8.- Sensor;
Un sensor es un objeto capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas
variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables
de instrumentación pueden ser, por ejemplo: intensidad lumínica, temperatura,
distancia, aceleración, inclinación, presión, desplazamiento, fuerza, torsión,
humedad, movimiento, pH, etc.
9.- Calibración;
La calibración es el proceso de comparar los valores obtenidos por un instrumento
de medición con la medida correspondiente de un patrón de referencia (o estándar).
10.- Retroalimentación;
En un sistema de control, éste tiene entradas y salidas del sistema; cuando parte
de la señal de salida reingresa de nuevo, se le llama “realimentación".
Definiciones de sistema de lazo abierto y cerrado
Sistemas de control en lazo abierto
Son aquellos en los que la variable de salida (variable controlada) no tiene efecto
sobre la acción de control (variable de control). No se compara la salida del sistema
con el valor deseado de la salida del sistema (referencia). Para cada entrada de
referencia le corresponde una condición de operación fijada
Ejemplo:
• Lavadora: – Funciona sobre una base de tiempos – Variable de salida “limpieza
de la ropa” no afecta al funcionamiento de la lavadora.
Sistema de lazo cerrado
Aquellos en los que la señal de salida del sistema (variable controlada) tiene efecto
directo sobre la acción de control (variable de control). Sistemas que contienen
retroalimentación.
Definición: control retroalimentado – Operación que en presencia de perturbaciones
tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema y alguna entrada de
referencia. Esta reducción se logra manipulando alguna variable de entrada del
sistema, siendo la magnitud de dicha variable de entrada función de la diferencia
entre la variable de referencia y la salida del sistema.
TRABAJO PRELIMINAR
Cada equipo deberá elegir un sistema de control cualquiera (una plancha, una
secadora, un cautín, un carro de juguete, etc.) procurando que sea fácil de
transportar al laboratorio. Comunicar al catedrático la elección para que no haya
duplicidad del tema.
Dibujar una rota folio el diagrama esquemático del sistema de control elegido.
PRACTICA No. 2
CARACTERISTICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
OBJETIVO:
El alumno conocerá las características del amplificador operacional, con el fin de
familiarizarse y de obtener mayor provecho del mismo.
ANTECEDENTES:
El amplificador operacional moderno heredo su nombre del amplificador operacional
de alta ganancia diseñado para ejecutar operaciones matemáticas de suma, resta,
multiplicación y división. Ahora su bajo costo y reducido tamaño, los hace muy
versátiles y de muchas aplicaciones en ingeniería, como: comunicaciones, potencia,
instrumentación y desde luego control. Por ese motivo es importante el aprendizaje
y buen entendimiento de sus conceptos básicos.
No es necesario conocer el funcionamiento interno del circuito para poder utilizarlo
en diversas aplicaciones, pero si es indispensable conocer las características de un
amplificador operacional ideal, considerando que la mayoría de sus aplicaciones
pueden analizarse y diseñarse con estas condiciones, obteniendo errores que
pueden ser despreciables, de acuerdo a la aplicación.
El amplificador operacional en circuitos de AC y CD o la combinación de ellos,
presenta ciertas restricciones.
EN CD EN
CA
-Corriente de operación de entrada
-Slew rate
-Corriente de offset
-Respuesta en frecuencia
-Voltaje de offset
INVESTIGACION PRELIMINAR:
1. Dibuje el símbolo de OPAMP 741:
2. Dibuje la representación física del OPAMP 741, con la descripción de cada
uno de sus pines.
3. Dibujar el diagrama esquemático del un OPAMP que muestre las etapas
básicas
Etapa de entrada, intermedia y salida
4. Cuales el rango usual de corriente de salida del amplificador operacional:
La corriente de entrada y la corriente de salida son cero.
5 ¿Qué es el voltaje de saturación y de que depende? (realizar la gráfica
correspondiente):
El voltaje de saturación es el voltaje máximo que proporciona el amplificador
operacional y depende de los voltajes de las fuentes de alimentación, es decir es
igual al máximo del voltaje aplicado tanto en voltaje positivo como en voltaje
negativo. El voltaje máximo recomendado para el LM 741 es -15 a +15 volts.
6. Dibujar el modelo ideal del amplificador operacional.
6. Características del amplificador operacional.
Características del Amplificador operacional ideal
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Infinita ganancia en lazo abierto
Infinita resistencia de entrada,
Corriente de entrada cero.
Voltaje de desequilibrio de entrada cero.
Infinito rango de voltaje disponible en la salida.
Infinito ancho de banda con desplazamiento de fase cero.
Rapidez de variación de voltaje infinita.
Resistencia de salida cero.
Ruido cero.
Infinito rechazo de modo común (CMRR)
Infinito factor de rechazo a fuente de alimentación (PSRR).
Características Amplificador operacional real.
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Ganancia en lazo abierto, para corriente continua, desde 100.000 hasta más
de 1.000.000.
Resistencia de entrada finita, desde 0,3 MΩ en adelante.
Resistencia de salida no cero.
Corriente de entrada no cero, generalmente de 10 nA en circuitos de
tecnología bipolar.
Voltaje de desequilibrio de entrada no cero, en ciertos dispositivos es de ±15
mV
Rechazo de modo común no infinito, aunque grande, en algunos casos, de
80 a 95 dB.
Rechazo a fuente de alimentación no infinito.
Características afectadas por la temperatura de operación.
Deriva de las características, debido al envejecimiento del dispositivo.
Ancho de banda finito, limitado a propósito por el diseño o por características
de los materiales.
Presencia de ruido térmico.
Presencia de efectos capacitivos en la entrada por la cercanía de los
terminales entre sí.
Corriente de salida limitada.
Potencia disipada limitada.
IMPEDANCIA DE ENTRADA Ri
IMPEDANCIA DE SALIDA Ro
GANANCIA DE VOLTAJE MODO DIFERENCIAL Ao
GANANCIA DE VOLTAJE MODO COMUN
ANCHO DE BANDA BW
CORRIENTE DE POLARIZACION DE ENTRADA Ii
VOLTAJE DE REFERENCIA Vd
FACTOR DE RECHAZO DE MODO COMUN CMRR
REAL
2MΩ
75MΩ
±15 V
±15 V
1MHz
20nA
1V
90 dB
IDEAL
∞
0
∞
0
∞
0
0
∞
Descargar