1 00:00:00,370 --> 00:00:14,609 Bueno, pues una vez que hemos visto el repaso de segundo de la ESO, en el cual vimos una pequeña introducción sobre los sistemas de control y algunos conceptos fundamentales, vamos a ver en este curso, en el punto 2, una ampliación de todos estos fundamentos. 2 00:00:14,750 --> 00:00:26,910 Vamos a ver que hay diferentes tipos de señales en los sistemas de control y vamos a hacer una clasificación de los mismos en función de su electrónica, en función de su forma de trabajar y funcionamiento y en función de su aplicación. 3 00:00:26,910 --> 00:00:34,189 Bien, vamos a ver en primer lugar qué tipo de señales de control puede tener un sistema automático. 4 00:00:34,829 --> 00:00:43,770 Bien, ya sabemos que los sistemas de control generalmente suelen ser electrónicos, con lo cual utilizan y manejan señales eléctricas. 5 00:00:44,490 --> 00:00:49,689 Bien, estas señales de control son casi siempre impulsos eléctricos, pudiendo ser analógicas o digitales. 6 00:00:50,170 --> 00:00:54,109 Ya vemos su diferencia en el tema de la técnica y vamos a repasarlo de nuevo. 7 00:00:54,670 --> 00:01:15,750 Una señal digital es la que solo puede tener dos valores, 0 o 1. ¿Cómo se ve una señal digital en un sistema automático? Pues, por ejemplo, una entrada, un pulsador que envía un 1 cuando está pulsado y cierra sus contactos y, por tanto, pasa la corriente eléctrica por él, o bien envía un 0 cuando no está pulsado, no cierra sus contactos y, por tanto, no pasa corriente eléctrica por él. 8 00:01:15,750 --> 00:01:22,349 Esto sería una señal de entrada digital para detectar si hay presencia o no hay presencia, si toco o no toco. 9 00:01:23,450 --> 00:01:32,790 Pero también puede haber señales digitales en las salidas, por ejemplo un motor sencillo que cuando recibe un 1 y por tanto corriente eléctrica arranca y se pone a funcionar a una velocidad constante, 10 00:01:33,430 --> 00:01:38,890 o bien si recibe un 0 de la controladora, por tanto no recibe corriente eléctrica, se para y no se mueve. 11 00:01:39,870 --> 00:01:49,329 Pero muchas veces hay magnitudes que no se pueden resumir en un simple 1 o un simple 0, un arranca-para o un toco-no-toco, como por ejemplo la temperatura. 12 00:01:49,890 --> 00:02:03,109 Un sensor de temperatura, como el que veis en la imagen, informa sobre la temperatura que hay en una habitación determinada, pero esta no se mide en solamente dos estados, 0 o 1, hay temperatura o no hay temperatura, sino que nos ofrece un margen. 13 00:02:03,109 --> 00:02:07,709 Puede ir, por ejemplo, entre 10 y 40 grados, que además va a variar con el tiempo. 14 00:02:08,710 --> 00:02:14,770 Eso en cuanto a las entradas, pero imaginaos una salida que sea un motor que no solamente va a arrancar o va a parar, 15 00:02:15,250 --> 00:02:19,069 sino que puede tener diferentes velocidades en función de la corriente que le llegue. 16 00:02:19,530 --> 00:02:23,949 Pues bien, a este motor le deberá llegar del controlador una señal eléctrica más compleja 17 00:02:23,949 --> 00:02:27,050 y en función de lo que le llegue va a ir más rápido o más lento. 18 00:02:27,789 --> 00:02:32,150 Bien, pues ese tipo de señales variables y continuas, por ejemplo a temperatura, 19 00:02:32,629 --> 00:02:36,189 experimentas altos buscos de valor, se les llama señales analógicas. 20 00:02:36,189 --> 00:02:42,250 Y, lógicamente, estas señales son bastante más complejas de manejar por parte del controlador que las señales digitales. 21 00:02:43,669 --> 00:02:52,389 Bien, pues una vez que ya hemos visto que en los sistemas de control puede haber dos tipos de señales, que ya conocemos un poco de los componentes electrónicos del tema 3, 22 00:02:53,009 --> 00:02:57,629 vamos a ver ahora cómo se pueden clasificar los sistemas electrónicos en función de su electrónica. 23 00:02:58,430 --> 00:03:05,090 Bien, pues en este caso los sistemas de control podrían ser los sistemas de electrónica fija o sistemas programados. 24 00:03:05,729 --> 00:03:09,550 Los sistemas de electrónica fija, el cerebro del sistema, el controlador, 25 00:03:10,069 --> 00:03:15,150 siempre va a realizar el mismo programa, siempre va a realizar la misma lógica y las mismas instrucciones. 26 00:03:15,629 --> 00:03:16,550 ¿Y cómo se construye? 27 00:03:16,870 --> 00:03:19,650 Se construye en forma de un circuito impreso que siempre es el mismo, 28 00:03:19,789 --> 00:03:22,150 con las mismas entradas y con las mismas salidas, 29 00:03:22,150 --> 00:03:25,650 de manera que jamás va a poder cambiar su forma de actuar. 30 00:03:26,090 --> 00:03:29,330 Es lo que se utilizaba antiguamente para todos los sistemas de control, 31 00:03:29,430 --> 00:03:31,090 cuando no existían los sistemas programados. 32 00:03:31,090 --> 00:03:46,610 Hoy en día solamente se va a utilizar en aquellos sistemas que siempre van a hacer lo mismo, además con las mismas entradas y con las mismas salidas. Se hace todo en forma de un circuito impreso y por tanto como nunca van a cambiar su lógica de control, nos va a valer, por ejemplo, una lavadora. 33 00:03:46,610 --> 00:03:48,770 el sistema de control que tiene una lavadora 34 00:03:48,770 --> 00:03:51,129 es una placa que ya está diseñada 35 00:03:51,129 --> 00:03:53,189 ya está fabricada, siempre va a tener las mismas 36 00:03:53,189 --> 00:03:55,030 entradas, siempre va a tener las mismas salidas 37 00:03:55,030 --> 00:03:57,330 siempre va a ejecutar los mismos programas 38 00:03:57,330 --> 00:03:59,430 y por tanto, como me va a resultar 39 00:03:59,430 --> 00:04:01,090 mucho más barato, se hace 40 00:04:01,090 --> 00:04:02,870 utilizando esta filosofía 41 00:04:02,870 --> 00:04:04,569 si os fijáis en la imagen 42 00:04:04,569 --> 00:04:07,250 las entradas 43 00:04:07,250 --> 00:04:08,909 van a ser siempre las mismas 44 00:04:08,909 --> 00:04:11,250 las salidas van a ser siempre 45 00:04:11,250 --> 00:04:13,270 las mismas y la lógica 46 00:04:13,270 --> 00:04:14,729 va a ser siempre la misma 47 00:04:14,729 --> 00:04:31,269 Si veis, esta es una lógica con puertas AND, con puertas NOT y con puertas OR, como vimos en el tema de electrónica. Nunca va a cambiar la lógica, siempre van a ser las mismas instrucciones, los mismos programas, siempre utilizamos las mismas entradas y las mismas salidas. 48 00:04:31,269 --> 00:04:46,129 Por lo que hacemos es que lo implementamos en forma de una placa electrónica de un circuito impreso que se conecta dentro del sistema. Aquí conectaremos las salidas, aquí conectaremos las entradas y siempre va a funcionar igual. Por ejemplo, como hemos dicho, una lavadora. 49 00:04:46,129 --> 00:05:01,230 Sin embargo, hoy en día se tiende a utilizar sistemas programados. Los sistemas programados son aquellos en los que el cerebro del sistema, el controlador, puede realizar diferentes tareas en función del programa, en función de la lógica que nosotros le metamos dentro. 50 00:05:01,990 --> 00:05:07,050 Simplemente cambiamos las entradas, cambiamos las salidas, cambiamos el programa 51 00:05:07,050 --> 00:05:10,329 y el controlador ejecuta una actividad completamente diferente. 52 00:05:11,189 --> 00:05:15,269 Internamente se implementa en formato de PC con un microcontrolador 53 00:05:15,269 --> 00:05:17,430 que tiene una memoria donde se guarda el programa. 54 00:05:17,709 --> 00:05:20,730 Yo simplemente lo que hago es cambiar el programa en la memoria 55 00:05:20,730 --> 00:05:23,730 de manera que el microcontrolador pueda hacer una cosa o pueda hacer otra. 56 00:05:24,430 --> 00:05:28,029 Es decir, imaginaos el mismo problema que teníamos antes en la transparencia 57 00:05:28,029 --> 00:05:31,189 con unas entradas, 58 00:05:31,790 --> 00:05:32,769 con unas salidas 59 00:05:32,769 --> 00:05:34,290 y con una lógica. 60 00:05:34,769 --> 00:05:36,490 Pues yo esta lógica la implemento 61 00:05:36,490 --> 00:05:38,629 en forma de programa y se la cargo 62 00:05:38,629 --> 00:05:40,089 a la memoria de mi controlador. 63 00:05:40,790 --> 00:05:43,290 Conecto las entradas, conecto las salidas 64 00:05:43,290 --> 00:05:45,589 y el sistema se pone a funcionar. 65 00:05:46,069 --> 00:05:47,490 Pero imaginaos que ahora, por lo que sea, 66 00:05:47,589 --> 00:05:49,089 quiero cambiar la forma de actuar. 67 00:05:49,089 --> 00:05:51,029 No pasa nada, simplemente lo que hago es que 68 00:05:51,029 --> 00:05:53,529 cambio el programa, quito este y pongo otro, 69 00:05:54,170 --> 00:05:55,170 se lo vuelvo a enchufar 70 00:05:55,170 --> 00:05:56,529 y funciona. 71 00:05:56,529 --> 00:06:13,990 O quiero poner más entradas, quiero poner más salidas y quiero cambiar el programa. Cambio el programa, se lo vuelvo a cargar y funciona. Luego, por tanto, hoy en día es el tipo más utilizado. ¿Por qué? Porque se puede cambiar el sistema siempre que se quiera. 72 00:06:13,990 --> 00:06:30,949 Siempre puedo añadir, quitar entradas y salidas, siempre puedo modificar el programa y el sistema va a funcionar perfectamente. Por ejemplo, este es el sistema que utilizan los robots manipuladores en las fábricas y es lo que vamos a hacer, el sistema que vamos a utilizar con la placa Zoom DBQ. 73 00:06:30,949 --> 00:06:39,529 O la placa FMDBQ tiene un microcontrolador y una memoria, yo puedo cambiar de programa, puedo cambiar de sensores, puedo cambiar de adaptadores y la placa sigue funcionando. 74 00:06:40,949 --> 00:06:46,550 Bien, esos son los sistemas automáticos en función de su electrónica, o fija o programados. 75 00:06:46,750 --> 00:06:54,910 Recordamos que hoy en día prácticamente salvo que el sistema sea muy sencillo y no vaya a cambiar nunca de función, suelen ser programados. 76 00:06:55,589 --> 00:06:57,370 Otras en función de su forma de trabajar. 77 00:06:57,370 --> 00:07:13,790 Y en función de su forma de trabajar, los sistemas automáticos pueden ser sistemas de control en lazo cerrado o sistemas de control en lazo abierto. En un sistema de control en lazo abierto, como veis en la imagen, no se evalúa el valor de la variable que se va a controlar, es decir, no existe la alimentación. 78 00:07:13,790 --> 00:07:32,629 Vamos a verlo aquí en el esquema. Yo le digo lo que quiero con mi entrada, la controladora decide lo que tiene que hacer, se lo da a la señal de salida y directamente el actuador funciona, pero en ningún momento estoy comprobando si lo está haciendo bien o lo está haciendo mal. 79 00:07:32,629 --> 00:07:46,470 ¿Qué ejemplos? Pues la regulación de calefacción de una habitación con un sistema de reloj, de manera que la calefacción se conecta o desconecta por tiempo, pero yo no estoy comprobando realmente si la caldera ha conectado o no ha conectado. 80 00:07:46,470 --> 00:08:05,389 O el llenado de un depósito con un grifo que abre y cierra durante un cierto determinado. No estoy comprobando si el grifo abre o cierra y deja pasar el agua. O la lavadora automática. Pues la lavadora le doy el programa, se pone a funcionar, pero no estoy comprobando si realmente he metido el jabón o no lo he metido y así con todo. 81 00:08:05,389 --> 00:08:14,649 Cualquier sistema en el cual yo le doy una entrada, el sistema se ejecuta y le da una salida al actuador, pero no estoy comprobando lo que está haciendo, se llama sistema en lazo abierto. 82 00:08:15,449 --> 00:08:20,769 Sin embargo, existen sistemas mucho mejores, pero también más complejos, que son sistemas en lazo cerrado. 83 00:08:21,250 --> 00:08:30,949 En estos sistemas estoy constantemente comprobando que realmente estoy haciendo lo que quiero hacer, es decir, estos sistemas tienen reglamentación, fijados en el diagrama de bloques y cómo funcionan. 84 00:08:30,949 --> 00:08:48,110 Yo le digo al sistema en mi señal de entrada lo que quiero hacer, lo compara con lo que está viendo que hay en el sistema y en función de este resultado le da la orden a la controladora para que actúe y se ejecute. 85 00:08:48,110 --> 00:09:07,230 Pero como estoy comprobando constantemente si lo que tengo es lo que quiero, estos sistemas son mucho más precisos y funcionan mucho mejor. Ejemplo, el control de la temperatura en vez de por tiempo con un termostato. Yo estoy captando constantemente la temperatura que tengo en la habitación, estoy comparándola con la que quiero. 86 00:09:07,230 --> 00:09:13,509 Si son diferentes, le diré al actuador que se ponga a funcionar a la caldera, pero cuando son iguales le diré a la caldera que se ponga. 87 00:09:14,049 --> 00:09:20,690 O el control de llenado de un depósito con dos sensores de nivel, uno que detecta cuando está vacío el depósito y otro que abre el grifo. 88 00:09:21,110 --> 00:09:29,730 Utilizando los sensores puedo ver si el grifo funciona, si no funciona, si ha llegado al final, si no ha llegado al final, para decirle al motor sigue echando agua, no eches más agua o lo que sea. 89 00:09:30,389 --> 00:09:35,389 Por lo tanto, como veis, los sistemas en mazo cerrado son bastante más completos. 90 00:09:36,389 --> 00:09:39,570 Bien, pues una vez que ya sabemos la diferencia entre enlaz abierto y enlaz cerrado, 91 00:09:40,090 --> 00:09:44,529 vamos a ver el esquema que vimos en las transparencias 8 y 9 para los sistemas de control, 92 00:09:44,669 --> 00:09:46,450 pero ya particularizados para este tipo. 93 00:09:47,149 --> 00:09:49,110 Vamos a ver cómo sería un enlaz abierto. 94 00:09:49,750 --> 00:09:51,830 Pues fijaros, este sería su diagrama de bloques. 95 00:09:52,549 --> 00:09:56,110 Yo tengo el sistema a controlar, la variable que sea, por ejemplo, la temperatura. 96 00:09:56,429 --> 00:09:59,389 En la señal de referencia le digo qué temperatura quiero. 97 00:09:59,929 --> 00:10:03,590 El controlador, con su programa o con su lógica, va a actuar 98 00:10:03,590 --> 00:10:13,509 y le dice a la señal que actúe y se acabó, pero no estoy comprobando en ningún momento si realmente estoy haciendo lo que tengo que hacer. 99 00:10:14,070 --> 00:10:23,629 Ejemplo, como hemos dicho antes, se le da la valora. Yo aquí le doy las instrucciones, le elijo el programa, se pone a funcionar, 100 00:10:23,750 --> 00:10:29,029 pero en ningún momento estoy comprobando si he metido jabón, si no he metido jabón, si funciona, si no funciona. 101 00:10:29,029 --> 00:10:48,950 Lo podéis comprobar al final, pero no tengo ningún tipo de control, es un sistema en lazo abierto. Sin embargo, en el sistema en lazo cerrado, fijaros, yo tengo la manera controlada, el aseal de referencia con el potenciómetro, digo lo que quiero, pero estoy constantemente desde aquí comprobando que lo que hay es igual a lo que quiero. 102 00:10:49,909 --> 00:10:53,730 El sistema de control va a comparar y va a decidir en todo momento 103 00:10:53,730 --> 00:10:56,269 qué es lo que hay que hacer con el actuador y, por ejemplo, 104 00:10:56,330 --> 00:10:59,730 en el caso de una temperatura, le va a decir a la caldera que se encienda o que se apague. 105 00:11:00,190 --> 00:11:01,850 Por lo cual es un sistema mucho más completo. 106 00:11:02,690 --> 00:11:06,450 Aquí tenéis ejemplos de sistema de control en lazo cerrado. 107 00:11:06,990 --> 00:11:10,090 Todas estas cabezas de los robots tienen un montón de sensores 108 00:11:10,090 --> 00:11:13,529 para conocer en todo instante en qué posición se encuentra. 109 00:11:14,230 --> 00:11:17,929 Esa información se da a la controladora, que es el que finalmente dirá al motor 110 00:11:17,929 --> 00:11:23,750 que se mueva hacia delante, hacia atrás, es decir, en todo instante estoy controlando dónde se encuentra el robot. 111 00:11:25,250 --> 00:11:29,409 Bien, y por último tenemos una clasificación de los sistemas de control en función de su aplicación, 112 00:11:29,409 --> 00:11:32,190 en función de para qué lo estemos utilizando. 113 00:11:32,789 --> 00:11:40,389 Y en este caso distinguimos entre robots industriales o sistemas industriales, móviles, prótesis, experimentales y nanorobots. 114 00:11:40,809 --> 00:11:45,029 Aquí tenéis imágenes de todos ellos y vamos a verlos un poquito más. 115 00:11:45,029 --> 00:12:00,669 Los sistemas automáticos o robots industriales son aquellos que se realizan para todo tipo de actividades en fábricas, tatieres, viviendas, como por ejemplo soldadura, pintura, recogida, transporte, material, organización, limpieza, cualquier cosa que se os ocurra que haga una máquina de manera automática. 116 00:12:00,669 --> 00:12:18,830 Por ejemplo, el tren de lavado de coches o como por ejemplo la apertura y cierre de la puerta de un garaje o por ejemplo un almacén automatizado o robots en las fábricas de producción o persianas que suban y bajen con la acción de un vano o con la voz o entradas y salidas de cualquier edificio. 117 00:12:18,830 --> 00:12:30,210 Todos estos sistemas que funcionan de manera automática en estos ámbitos se les llama normalmente sistemas de automatización, sistemas de control o robots industriales. 118 00:12:31,669 --> 00:12:37,070 Tenemos los robots móviles, que son los que se utilizan para realizar todo tipo de actividades que necesiten movimiento. 119 00:12:37,789 --> 00:12:43,149 Por tanto, van a llevar sistemas de desplazamiento como ruedas, orugas, hélices, etc. 120 00:12:43,570 --> 00:12:48,309 Vemos algún ejemplo, aquí tenéis un robot móvil, por ejemplo, para exploración espacial. 121 00:12:48,769 --> 00:12:51,850 Aquí tenemos otro robot móvil, por ejemplo, para desactivación de bombas. 122 00:12:51,850 --> 00:13:01,129 o aquí tenemos un robot móvil experimental que en vez de utilizar ruedas o utilizar orugas, utiliza en este caso motores que van a simular el movimiento de las patas de un avión. 123 00:13:02,309 --> 00:13:14,509 Tercer tipo de robots o de sistemas automáticos, prótesis, generalmente para uso humano reemplazando alguna parte del cuerpo, aquí tenéis una reemplazando por ejemplo un brazo, aquí tenéis otro y aquí tenéis otro. 124 00:13:14,929 --> 00:13:19,289 Estos tipos de robots son muy sofisticados, pero no son más que un sistema automático 125 00:13:19,289 --> 00:13:22,710 con una serie de entradas, sensores, que detectan condiciones, 126 00:13:22,889 --> 00:13:26,409 se las dan al controlador para dar el orden correspondiente al motor 127 00:13:26,409 --> 00:13:30,970 y que ese motor se mueva en una determinada dirección o no y haga el movimiento correspondiente. 128 00:13:33,429 --> 00:13:37,149 Cuarto, tenemos sistemas experimentales. 129 00:13:37,149 --> 00:13:41,889 Son todos aquellos robots, como por ejemplo estos que veis aquí, que se utilizan para juegos. 130 00:13:41,889 --> 00:14:07,820 Y por último tenemos los nanorobots, que son robots de tamaños muy pequeños, de centímetros o incluso más pequeños, que se pueden utilizar en espacios muy reducidos. Estos están en estudio, por ejemplo, para aplicaciones de medicina. ¿Una aplicación? Pues insertarlo, por ejemplo, en el cuerpo humano, como veis ahí, para realizar intervenciones dentro de las venas, poder eliminar coágulos, eliminar cánceres, etc. 131 00:14:07,820 --> 00:14:09,840 tránsito. Bien, pues con esto 132 00:14:09,840 --> 00:14:11,759 terminamos el punto 2 en el cual hemos visto 133 00:14:11,759 --> 00:14:13,659 unos conceptos un poquito más ampliados 134 00:14:13,659 --> 00:14:15,580 de los sistemas de control que ya vimos 135 00:14:15,580 --> 00:14:17,720 en segundo de la ESO y a continuación 136 00:14:17,720 --> 00:14:19,419 pasamos ya a ver la controlada 137 00:14:19,419 --> 00:14:21,539 de la zona de BQ para poder hacer los ejercicios.