Sistema de control: lazo abierto vs. lazo cerrado
Los sistemas de control son esenciales en la tecnología moderna, desde la automatización industrial hasta los dispositivos electrónicos en nuestros hogares. Dos tipos de sistemas de control comunes son el lazo abierto y el lazo cerrado. Ambos tienen sus ventajas y desventajas, y elegir el sistema adecuado para una aplicación en particular es crucial para su éxito. En este artículo, exploraremos la diferencia entre el lazo abierto y el lazo cerrado, así como sus usos comunes y compararemos sus características.
¿Qué es un sistema de control de lazo abierto?
Un sistema de control de lazo abierto es un sistema en el que la salida no se retroalimenta al controlador. En otras palabras, el controlador envía una señal de control a la planta, y la planta produce una salida en respuesta a esa señal. Sin embargo, el controlador no recibe información sobre la salida de la planta y no puede ajustar su señal de control en consecuencia.
Un ejemplo de un sistema de control de lazo abierto es un horno de pizza. El controlador establece la temperatura del horno en una cierta cantidad, y el horno se calienta a esa temperatura. Sin embargo, no hay retroalimentación para el controlador en términos de si la pizza está cocida correctamente o no. Si la pizza se quema o no se cocina lo suficiente, el controlador no puede ajustar la temperatura del horno para corregir el problema.
¿Qué es un sistema de control de lazo cerrado?
Un sistema de control de lazo cerrado es un sistema en el que la salida se retroalimenta al controlador. En otras palabras, el controlador envía una señal de control a la planta, la planta produce una salida en respuesta y esa salida se mide y se compara con la salida deseada. Si hay una diferencia entre la salida real y la deseada, el controlador ajusta su señal de control en consecuencia.
Un ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado es un sistema de calefacción central en un hogar. El controlador establece la temperatura deseada en la casa y envía una señal de control al horno. El horno produce calor y la temperatura en la casa se mide y se compara con la temperatura deseada. Si la temperatura real es más baja que la deseada, el controlador aumentará la señal de control para el horno para producir más calor.
Comparación de lazo abierto vs. lazo cerrado
Hay varias diferencias clave entre el lazo abierto y el lazo cerrado. Aquí hay algunas de las más importantes:
Retroalimentación
La retroalimentación es la principal diferencia entre el lazo abierto y el lazo cerrado. En un sistema de control de lazo cerrado, la retroalimentación permite al controlador detectar errores y ajustar su señal de control en consecuencia. En un sistema de control de lazo abierto, no hay retroalimentación, por lo que el controlador no puede ajustar su señal de control en función de la salida real.
Estabilidad
Los sistemas de control de lazo cerrado son generalmente más estables que los sistemas de control de lazo abierto. Debido a que el lazo cerrado utiliza retroalimentación para ajustar la señal de control, puede alcanzar y mantener el valor deseado con mayor precisión. En un sistema de control de lazo abierto, cualquier pequeña perturbación puede desestabilizar el sistema y producir una salida no deseada.
Flexibilidad
Los sistemas de control de lazo abierto son generalmente más flexibles que los sistemas de control de lazo cerrado. Debido a que el controlador no recibe retroalimentación, puede enviar señales de control a la planta en función de cualquier entrada que desee. En un sistema de control de lazo cerrado, el controlador está limitado por la necesidad de ajustar su señal de control en función de la salida real.
Costo
Los sistemas de control de lazo abierto son generalmente más baratos que los sistemas de control de lazo cerrado. Debido a que no hay necesidad de medir y comparar la salida real con la salida deseada, los sistemas de control de lazo abierto son más simples y menos costosos de implementar. Los sistemas de control de lazo cerrado, por otro lado, requieren sensores y circuitos de retroalimentación adicionales, lo que aumenta el costo.
Usos comunes de lazo abierto y lazo cerrado
Ambos tipos de sistemas de control tienen sus usos comunes. Aquí hay algunos ejemplos:
Lazo abierto
- Hornos de pizza
- Motores de combustión interna
- Luces de tráfico
Lazo cerrado
- Sistemas de calefacción y refrigeración de edificios
- Sistemas de control de procesos industriales
- Control de velocidad del motor
Conclusión
Los sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado son dos enfoques diferentes para el control de procesos. Los sistemas de control de lazo cerrado son generalmente más precisos y estables, pero también son más costosos. Los sistemas de control de lazo abierto son más simples y flexibles, pero también son menos precisos y estables. Al elegir entre un sistema de control de lazo abierto y lazo cerrado, es importante considerar el costo, la precisión, la estabilidad y la flexibilidad.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el lazo de control en un sistema de control?
El lazo de control en un sistema de control es la ruta que la señal de control sigue desde el controlador hasta la planta y luego de regreso al controlador. En un sistema de control de lazo abierto, el lazo de control es simplemente la ruta de la señal de control a la planta. En un sistema de control de lazo cerrado, el lazo de control incluye la retroalimentación de la salida de la planta al controlador.
¿Cómo sé si necesito un sistema de control de lazo abierto o lazo cerrado?
La elección entre un sistema de control de lazo abierto y lazo cerrado depende de la aplicación. Si necesita un control preciso y estable de un proceso, como un sistema de calefacción o refrigeración, un sistema de control de lazo cerrado es probablemente la mejor opción. Si necesita un control más flexible y no es crítico que la salida sea precisa, como en un horno de pizza, un sistema de control de lazo abierto puede ser adecuado.
¿Qué es la retroalimentación en un sistema de control?
La retroalimentación en un sistema de control es la medición de la salida real de la planta y su comparación con la salida deseada. La retroalimentación permite al controlador detectar errores y ajustar su señal de control en consecuencia.
¿Qué es un sensor en un sistema de control de lazo cerrado?
Un sensor en un sistema de control de lazo cerrado es un dispositivo que mide la salida real de la planta y la compara con la salida deseada. El sensor envía esta información al controlador, que ajusta su señal de control en consecuencia.
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