Termistores (Sensores de Temperatura)

Los termistores, figura 8.8, son dispositivos basados en óxidos metálicos semiconductores que exhiben un gran cambio en su resistencia eléctrica cuando se someten a cambios relativamen­te pequeños de temperatura. Pueden ser de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o negativo (NTC), siendo estos últimos los más utilizados. Los termistores PTC (posistores) se construyen a base de óxidos de bario y titanio, y los NTC a base de óxidos de hierro, cobre, cro­mo, cobalto, manganeso y níquel dopados con iones de tita­nio o litio. Para altas tempera­turas, se usan óxidos de itrio y circonio. También se dispone de termistores NTC basados en si­licio y en películas de carbón.

Los termistores pueden adoptar una gran variedad de formas y tamaños, figura 8.9, llegando incluso a ser tan dimi­nutos como la cabeza de un al­filer. El tipo de óxidos, las pro­porciones usadas, y el tamaño físico, determinan los rangos de resistencia y temperatura desea­dos para el dispositivo.

La mayoría de termistores se diseñan para trabajar en el rango de –50°C a 150°C, aun­que en la práctica pueden abar­car desde –100°C hasta +500°C. Su resistencia base a 25°C (R₂₅ o R_TO) está típicamente en el rango de 100Ω a 100kΩ, aun­que también se fabrican termistores con valores de R₂₅ tan bajos como 10Ω y tan altos como 40MΩ.

Figura 8.8 Elementos sensores típicos de termistores

Figura 8.9 Formas usuales de presentación de los termistores

Los termistores ofrecen varias ventajas con respecto a las RTD y las termocuplas. Por ejemplo, son más económicos, estables y confiables, proveen un alto grado de intercambiabilidad, pueden hacerse lo su­ficientemente pequeños para permitir la medición puntual, facilitan la medición remota a través de cables largos y tienen una mayor sensibilidad o res­puesta de señal, figura 8.10. Esta última es típicamente del orden de -3%/°C a -6%/°C.

Figura 8.10

Comparación de las curvas características R/T (resistencia contra temperatura) de termistores NTC típicos de

(a) R25= 100Ω (b) R25= 1kΩ y (c) R25=5 kΩ y una Pt100 o RTD de platino de 100Ω (d)

Los termistores son parti­cularmente adecuados para aplicaciones de baja tempera­tura sobre rangos limitados. Estas aplicaciones pueden estar basadas en el ca­lentamiento externo del termis­tor, que son todas las relativas a la medición, control, detec­ción y compensación de tem­peratura, y las basadas en su autocalentamiento mediante la corriente de medición. En­tre estas últimas, que implican la variación de la conductivi­dad térmica del medio, figuran, por ejemplo, las medidas indi­rectas de caudal, nivel y vacío, así como el análisis de gases.

Sensores de flujo y caudal (2ª parte )

Los sensores de flujo, figura 7.16, como su nombre lo indica, detectan y miden flujo, es decir transferencia de materiales de un sitio a otro a través de tuberías, mangueras, canales, bandas transportadoras, conductos abiertos o cenados, etc. Estos materiales pueden ser materias primas, productos o desechos en forma de sólidos, líquidos, gases o sólidos que flotan en líquidos. El flujo de un material es siempre la respuesta a una fuerza aplicada, producida, por ejemplo, por un motor, una bomba hidráulica, un compresor de aire, una cabeza de presión estática, etc. Los sensores de flujo se denominan comúnmente caudalímetros

Figura 7.16. Los sensores de flujo o caudalímetros trabajan con base a una gran variedad de principios físicos. En la fotograffa se muestran algunos ejemplos representativos de tecnologías modernas

Las mediciones exactas de flujo son importantes en los procesos industriales para garantizar que las materias primas se suministren a la velocidad apropiada y en las proporciones correctas, y prevenir la ocurrencia de presiones o temperaturas peligrosas, así como desbordamientos y otros efectos nocivos. También permiten determinar la cantidad de producto que ha pasado del proveedor al cliente, facilitando su inventario, valoración y contabilización. En todos estos casos, importa primariamente conocer el caudal o rata de flujo del material, es decir qué tan rápida o lentamente se está moviendo o desplazando. Combinando las mediciones de caudal con mediciones de volumen o masa se puede determinar la cantidad de material que está siendo transportada.
Desde este último punto de vista, se habla de flujo volumétrico y flujo másico, referidos, respectivamente, al volumen o masa de material que pasa por un punto determinado durante un período determinado. Por ejemplo, si un líquido fluye a una velocidad (v) de 4 m/s a través de una tubería de 0.3 m2 de área transversal (A), entonces la rata de flujo volumétrico (Q) del mismo es simplemente Q= v x A = 4 x 0,3 =1.2m3/s. Por tanto, existen caudalímetros de flujo másico y caudalímetros de flujo volumétrico. Estos últimos son los más comunes.
El flujo de un líquido a través de una tubería depende esencialmente de cuatro factores: su velocidad de flujo (v), su densidad (∂ ), su viscosidad (μ) y el diámetro de la tubería (Φ). La viscosidad, en particular, se refiere a la mayor o menor facilidad que tiene el fluido para correr. Su unidad de medida es el Poise (P). La densidad, por su parte, representa su peso por unidad de volumen. Tanto la viscosidad como la densidad son afectadas por los cambios de temperatura, disminuyendo a medida que aumenta está última, y viceversa. Estos parámetros se relacionan entre sí mediante el llamado número de Reynolds (R) asi:




siendo v la velocidad (m/s), Φ el diámetro (m), ∂ la densidad (kg/m3) y μ la viscosidad (P). Dependiendo del valor de R, se habla de flujo laminar o flujo turbulento, figura 7.17. El flujo laminar en particular, corresponde a valores de R inferiores a 7000 y se presenta a bajas velocidades o con líquidos muy viscosos. Se caracteriza porque el movimiento del fluido se realiza en capas paralelas cuya velocidad disminuye progresivamente a medida que se alejan del centro, siendo máxima en este último punto y mínima, prácticamente cero, en las paredes.


Figura 7.17. Perfiles típicos de
movimiento de fluidos
(a) Flujo laminar.
(b) Flujo turbulento.

El flujo turbulento corresponde a valores de R por encima de 8000 y se presenta en altas velocidades o con líquidos poco viscosos. Se caracteriza porque el movimiento del fluido se realiza en forma de re¬molinos o torbellinos que viajan en todas las direcciones y producen una rata de flujo constante. Los flujos con valores de R entre 7000 y 8000 se denominan de transición y tienen características intermedias. Por lo general, un caudalímetro diseñado para medir flujo laminar no produce lecturas correctas en presencia de flujo turbulento, y viceversa. Por esta razón, al seleccionar un caudalímetro, es importante conocer el valor de R para el fluido particular considerado.
La mayoría de los caudalímetros se basan en métodos de medida indirectos, siendo los más comunes la presión diferencial, el desplazamiento positivo, la velocidad y el flujo másico. Los cauda1ímetros de obstrucción o presión diferencial, figura 7.18, por ejemplo, se utilizan para medir el flujo de fluidos a través de tuberías. En los mismos se interpone una placa con un orificio de tamaño y forma específica cuya función es reducir el área a través de la cual circula el líquido para cambiar su velocidad y crear así una diferencia de presiones (ΔP) a ambos lados. Esta última puede ser medida con un sensor de presión diferencial y utilizada para calcular la velocidad a la cual sale el fluido del orificio. Multiplicando esta velocidad por el área del orificio y un factor de corrección llamado coeficiente de descarga (Cd), del orden de 0,6 a 0,97, se obtiene el caudal volumétrico (Q).

Una variante son los rotámetros o caudalímetros de área variable, figura 7.19, en los cuales, como su nombre lo indica, se mantiene constante la diferencia de presiones a ambos lados de la obstrucción y se varía la sección de paso del fluido. Consisten de un tubo cónico de plástico, vidrio o metal, provisto en su interior de un pistón o un flotador que es arrastrado por el fluido. Este último ingresa por la parte inferior y sale por la superior. Si no hay flujo, el flotador permanece en reposo en la parte del tubo que tiene su mismo diámetro. Al aumentar el caudal, el flotador se desplaza hacia arriba hasta alcanzar una altura proporcional al caudal. Su posición puede ser leída sobre una escala graduada en el tubo o detectada mediante un captador magnético u óptico.

Figura 7.19. Rotámetro o caudalfmetro de área variable. Principio de funcionamiento

Los caudalímetros de desplazamiento positivo operan separando el fluido en segmentos de volumen conocido. La versión más común es el caudalímetro de aspas rotatorias, figura 7.20a, compuesto de una cámara cilíndrica con dos puertos, uno de entrada y otro de salida, y un rotor acanalado donde se alojan unas aspas resortadas. A medida que el fluido llena la cámara, el rotor es obligado a girar a una cierta velocidad, provocando que las aspas entren y salgan del mismo, y así se mantengan en contacto constante con las paredes del cilindro. El fluido contenido en cada sección es descargado cuando la misma alcanza el puerto de salida. El caudal se obtiene multiplicando las r.p.m. de giro del rotor por el volumen descargado en cada vuelta.
Otra forma común de caudalímetro de desplazamiento positivo es el medidor de lóbulos, figura 7.20b, constituido por dos piñones de forma elíptica, cuidadosamente mecanizados, que son impulsados por el movimiento del fluido y giran desfasados 90° entre sí. Puesto que los piñones están en contacto permanente entre sí y con las paredes de la cámara, forman un sello, lo cual les permite transportar en cada vuelta un volumen de líquido conocido. Multiplicando este volumen por el número de r.p.m. se obtiene el caudal volumétrico. La información de las r.p.m. puede ser suministrada, por ejemplo, por un sensor de proximidad inductivo asociado a un contador.

Figura 7.20 Caudalímetros de desplazamiento positivo
(a) Caudalímetro de aspas o paletas rotatorias. Funcionamiento
(b) Caudalímetro de lóbulos impulsores. Aspecto físico.

Sensores de temperatura de silicio

Los sensores de silicio, figura 8.18, son circuitos integrados que aprovechan la variación predecible del voltaje de la unión base-emisor (VBE) de los transistores bipolares para realizar mediciones confiables y exactas de temperatura. Se caracterizan por su pequeño tamaño y son especialmente apropiados para aplicaciones de medición y control de temperatura en el rango de –55°C a +150°C. Además, no requieren de etapas de linealización, amplificación ni compensación externas debido a que incorporan en la misma pastilla sus propios circuitos de procesamiento de señales.

Figura 8.18 Transductor de temperatura de silicio representativo. El dispositivo mostrado (LM56), es fabricado por National Semiconductor (www.natsemi.com) detecta temperaturas entre –55°C y + 150°C y ofrece una salida digital on-off.
La mayoría de sensores de silicio proporcionan como sa¬lida un voltaje que varía linealmente con la temperatura en grados Kelvin (°K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F). Algunos ejemplos representativos son el LM34, el LM35, el LM135 y el LM50, todos ellos de National Semiconductor y con una sensibilidad nominal de 10mV por grado. El LM50, en particular, tiene incorporado intencionalmente un offset DC de +500 mV para facilitar la medición de temperaturas negativas en sistemas de fuen¬te sencilla. También se dispone de sensores con salida por corriente. Dos ejemplos repre¬sentativos son el LM334 y el AD590, cuyas sensibilidades típicas son 1 mA/°K y 1μA/°K, respectivamente.
La integración de circuitos de procesamiento en los sensores de temperatura de silicio elimina también, en muchos casos, la necesidad de comparadores o de convertidores A/D externos para convertir la salida análoga a un nivel lógico o un código digital. Los sensores de salida por comparador, en particular, son muy útiles para detectar condiciones de falla, impulsar calefactores o enfriadores, y otras aplicaciones de control y alarma. En la figura 8.19, por ejemplo, se muestra un sencillo circuito de control para un ventilador utilizando un sensor de salida por com¬parador LM56. Los voltajes de referencia para los comparadores internos son determi¬nados por R1-R3.
En este caso, las salidas OUT1 (pin 7) y OUT2 (pin 6) se hacen bajas, respectivamente, cuando se exceden el primer y segundo umbral de temperatura fijados. En el primer caso, se energiza el ventilador de enfriamiento, mientras que en el segundo se produce una señal de corte o shutdown para impedir el daño del sistema. También se dispone de sensores monolíticos inteligentes, con un nivel de integración más elevado, los cuales incluyen convertidores AID, multiplexores, referencias de voltaje, entradas/salidas digitales, lógica de detección de fallas, registros para el almacenamiento de datos e instrucciones, y otras funciones.

Un ejemplo representativo de sensores de este tipo es el LM75, dotado de un convertidor A/D delta-sigma de 9 bits, el cual proporciona una resolución de 0,5°C por bit para mediciones de temperatura desde –25°C hasta +150°C. También posee una interfaz digital de dos hilos compatible con FC y una salida de drenador abierto, configurable como línea de interrupción, que indica cuando los umbrales de temperatura programados han sido excedidos. Adicionalmente, hay tres pines de selección que permiten direccionar hasta 8 sensores del mismo tipo sobre un mismo bus de dos hilos.

Sensores de temperatura infrarrojos

Los sensores de temperatura infrarrojos (IR), figura 8.16, denominados también pirómetros de radiación, son dispositivos de no contacto que miden indirectamente la temperatura de cuerpos calientes a partir de la radiación térmica emitida en forma natural por los mismos. Se utilizan en los casos en los cuales resulta imposible o peligroso el uso de un termistor, una termocupla u otro tipo de sensor de contacto. Es el caso, por ejemplo, de procesos industriales donde se manejan temperaturas muy superiores a las del punto de fusión del transductor, de cuerpos calientes muy pequeños, inaccesibles o en movimiento, de atmósferas de alto voltaje o que deben permanecer libres de contaminación, etc.


Los sensores IR están basados en el concepto de que todos los cuerpos, a temperaturas por encima del cero absoluto (-273.50C), producen radiación térmica en cantidad dependiente de su temperatura y sus propiedades físicas. Esta energía se incrementa a medida que el objeto se toma más caliente y puede ser evaluada a partir de la siguiente fórmula:

En esta expresión, denominada la Ley de Stefan-Boltzman, W representa la energía térmica total radiada por el cuerpo en todas las longitudes de onda, ε es la emisividad propia del cuerpo, σ la llamada constante de Stefan-Boltzman (5,6697 x 10-12 W/cm2K4) y T la temperatura absoluta del cuerpo radiante (°K). En este principio se basan los pirómetros de radiación total o de banda ancha, figura 8.17a, los cuales miden la energía emitida, reflejada y transmitida.
La superficie ideal para mediciones infrarrojas es un cuerpo negro, es decir un objeto con una emisividad igual a 1, lo cual implica que absorbe toda la energía incidente y emite radiación térmica en todas las longitudes de onda. La mayoría de objetos, sin embargo, no son radiadores tan perfectos, sino que reflejan y/o transmiten una porción de la energía que reciben, es decir tienen una emisividad inferior a 1, la cual depende de la longitud de onda, la temperatura, el estado físico y la constitución química de la superficie.
En general, entre más alta sea la emisividad de un objeto, más fácil es obtener una medición precisa de su temperatura por métodos infrarrojos.
En los sensores IR prácticos, figura 8.17b, la energía emitida, que es la que indica realmente la temperatura de un objeto, se captura mediante un detector apropiado, precedido de un sistema óptico, se amplifica y procesa mediante circuitos electrónicos

Figura 8.17 Los sensores de temperatura IR leen la energía reflejada, transmitida o emitida desde un objeto. Únicamente la energía emitida indica la temperatura del mismo
(a) Principio de funcionamiento.
(b) Estructura funcional

La función de la óptica es concentrar la energía y limitar la influencia de la radiación proveniente de otras fuentes distintas del objeto bajo medida. Esta es la parte más crítica del sistema y la que determina el campo de vista (FOV) de la unidad.
El detector, por su parte, se encarga de convertir la energía IR a una variable eléctrica medible, es decir un voltaje, una corriente o una resistencia equivalente. Incluye típicamente un filtro espectral para limitar la energía a una banda estrecha.
El amplificador debe resolver y amplificar las débiles señales de salida enviadas por el detector, las cuales pueden ser, por ejemplo, del orden de 1 mV/°C. Una vez obtenida una señal estable y manejable, la misma debe ser linealizada, es decir convertida en una función lineal de la temperatura y representada como una corriente de 4-20 mA, un voltaje de 0-5 V, una señal digital, etc.
Actualmente se dispone también de sensores de temperatura IR inteligentes, los cuales pueden ser programados para comunicarse entre sí y con computadoras en una planta de manufactura. De este modo se facilita el direccionamiento, la configuración, la actualización y el mantenimiento de las unidades desde sitios remotos durante su instalación y operación.

Sistema Control 2

La función de un sistema de control, es mantener cualquier variable de inte¬rés, digamos la velocidad del automóvil, de una máquina o la tasa de inflación de un país, etc, dentro de límites determinados, o alterarla de una cier¬ta manera deseada.

Una persona, es un complejo sistema de control que contiene cinco entradas (los cinco sentidos) y una variedad de salidas, tales como: caminar, pensar, hablar, etc.

Los sistemas de control, regulan la temperatura de una casa, escuela o cualquier tipo de edificio. Los sistemas de control influyen en la producción de alimentos, asegurando la pureza y uniformidad del producto final.

De los ejemplos previos, es claro que una gran variedad de componentes puede ser parte de un simple sistema de control: eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, mecánicos, humano o cualquier combinación de estos. El resultado deseado puede ser por ejemplo, la dirección de un automóvil, la temperatura de una habitación, el nivel de líquido de un tanque, la presión de una caldera, etc.

El Control de Sistemas siempre supone cambios de condiciones, y el cambio de condiciones implica cambios de energía. “La regulación de energía es la llave para lograr el control”

En todo sistema de control, el foco central de atención es la planta, es decir la máquina, mecanismo o proceso a ser controlado. En el ejemplo, la planta es el motor del automóvil. En otros casos, la planta podría ser el motor eléctrico de una lavadora, una columna de destilación química, etc.

La planta tiene varias características importantes:

• Puede no trabajar como se desea si se deja a su libre comportamiento. Por ejemplo, el motor de una centrifugadora podría no mantener una velocidad de giro uniforme o podrían no conservarse las condiciones de presión y temperatura requeridas para el óptimo funcionamiento de una caldera.

• Puede estar sometida a perturbaciones externas que no están bajo el control del usuario; por ejemplo. torques de carga sobre un motor, tormentas de viento sobre un avión, baches en la carretera sobre un automóvil, etc.

• Puede ser monitoreada defectuosamente debido a la presencia de señales de ruido que afectan las mediciones de los sensores. Esto podría ocasionar, por ejemplo, lecturas incorrectas de concentración de impurezas en una planta de tratamiento de aguas o fugas de líquido en un tanque de almacenamiento de combustibles.

Para evitar que todo esto suceda, y garantizar que una planta se comporte de la manera deseada, es necesario incorporarla a un sistema de control automático. Este último cumple básicamente la función de permitir que la variable o variables de salida reguladas (posición, velocidad, temperatura, presión, etc.) sigan una señal de referencia, por ejemplo un punto de trabajo (set point) de un horno eléctrico, digamos 400 °C.

4. Clasificación de los sistemas de Control

Los sistemas de control pueden ser clasificados básicamente de acuerdo a dos criterios: qué controlan y cómo controlan. Desde el primer punto de vista (el qué). existen sistemas de control de movimiento o servos y sistemas de control de procesos. Desde el segundo punto de vista (el cómo), se habla de sistemas de lazo abierto o manuales, y sistemas de lazo cerrado o automáticos.

4.1. Servomecanismos y sistemas de control de procesos

Los sistemas de control industriales, tanto de lazo abierto como de lazo cerrado, están enfocados principalmente al control de movimiento o de procesos. Los sistemas de control de movimiento, conocidos también como servomecanismos o servos, se utilizan para controlar movimiento o posición física de un objeto. Los controles de banda transportadora son de este tipo.

Otro ejemplo de servo es un brazo de robot industrial encargado de soldar partes en una línea de ensamblaje de automóviles. Un sistema de este tipo debe controlar la posición, velocidad y aceleración del objeto, medir la variable controlada y responder rápidamente a los comandos de entrada, en fracciones de segundo.

Un servomecanismo usualmente involucra un proceso relativamente rápido, esto es, las constates de tiempo pueden ser considerablemente menores que un segundo, comparado a un sistema de control de procesos con constantes de tiempos de horas y aún días.

Los sistemas de control de procesos, por su parte, que son los más comunes, se utilizan para controlar procesos. Los procesos están caracterizados por una serie de pasos o cambios graduales que se suceden uno a continuación del otro de manera relativamente fija y que conducen al objetivo buscado.

Ejemplos de sistemas de control de procesos se encuentran en acerías, plantas de ensamble de automóviles y procesamiento de alimentos. El proceso de manufactura cambia con relativa lentitud y se caracterizan por constantes de tiempos de minutos u horas.

Los procesos industriales son muy variados y abarcan muchos tipos de productos, incluyendo derivados del petróleo, textiles, hilos, alimentos. licores, aceros, papel, material impreso, etc. En todos estos casos, la función de los sistemas de control es permitir el mantenimiento y la regulación de la variable controlada (presión, caudal, temperatura, pH, etc.) de una manera más eficiente, rápida y confiable de como lo haría un operador humano.

Los sistemas de control de procesos, a su vez, pueden ser. continuos o discretos. En un proceso discreto, sobre el producto que está siendo fabricado se ejecuta una secuencia de operaciones precisas. Un ejemplo es una máquina productora de galletas

En este caso, primero se calienta el horno a la temperatura deseada. Luego, se dispersan y mezclan los ingredientes requeridos. Una vez la masa adquiere la consistencia apropiada, se expulsa dosificada mediante aire a presión. Finalmente, se lleva a través de una banda transportadora al horno de cocción y luego a la máquina de empacado. Este tipo de procesos son típicos de productos hechos de mezclas de ingredientes, incluyendo alimentos, petróleos, jabones, medicinas, etc.

En un proceso continuo, por su parte, permanentemente están entrando y saliendo materias primas de cada etapa, y realizándose una o más ope¬raciones a medida que pasa el producto. Un ejemplo es una red de impresión offset, como la utilizada para producir li-bros o fascículos. En este caso, el papel en blanco se alimenta desde un rollo a las cabezas de impresión, donde se le aplican selectivamente las tintas correspondientes a los textos e imágenes.

Una vez seca la tinta, la tira impresa pasa a través de plegadoras y otras máquinas que confeccionan los productos terminados. A través del proceso se monitorean y regulan el balance de agua y tinta, las presiones de los cilindros y rodi¬llos, la velocidad del papel, y otras variables. El papel, los alambres, los textiles, las bolsas plásticas, y una infinidad de productos que utilizamos en nuestra vida diaria son el resultado de procesos continuos.

La mayoría de los sistemas de control industriales, tanto de procesos como de movimiento, constan de elementos funcionales similares que se utilizan para regular el flujo de materiales a través de los mismos y sincronizar su secuencia de eventos en el tiempo. Estos elementos generales son el controlador del sistema, los actuadores, los controles del actuador, los sensores y las interfaces de señal.

Sistema de Control 1ºparte

Instrumentación
5º Año
Introducción a la Electrónica Industrial

Cada día es más frecuente el uso de dispositivos, circuitos, equipos y métodos electrónicos en la industria. Examinaremos el marco de acción dentro del cual se desenvuelve la electrónica industrial, haciendo énfasis en sus aplicaciones en el campo del control de procesos. Se explicará qué es la electrónica industrial, para qué sirve, dónde se utiliza, cuáles son las principales ventajas de controlar procesos industriales por métodos electrónicos, cómo se clasifican los sistemas de control industriales y cuáles son los elementos generales que componen los mismos.

1. El mundo de la electrónica industrial

La electrónica industrial trata fundamentalmente con el estudio, desarrollo y aplicación de componentes, circui¬tos, equipos y métodos elec¬trónicos al control y automatización de procesos industria¬les. Estas mismas técnicas, convenientemente asimiladas, son también aplicables al control y conversión de potencia eléctrica, y a otros campos distintos de la manufactura de productos, como la electromedicina, la agrotécnica, la robótica, la aeronáutica, el tratamiento de aguas residuales, el transporte, etc. Los siste¬mas de control y conversión de potencia, en particular, constituyen el núcleo de la electró¬nica de potencia.

La electrónica industrial moderna es una disciplina in¬tegral y multidisciplinaria. En la misma convergen la electrónica y la microelectró¬nica en sus múltiples facetas (análoga, digital, comunica¬ciones, etc.) junto con la computa¬ción, la electricidad, la me¬cánica, la neumática, la hi¬dráulica, la física de los flui¬dos, la teoría del control, las matemáticas, y otras áreas del conocimiento humano.

También juegan un papel clave la experiencia y la ha¬bilidad humanas. Las técnicas de la electrónica industrial, a su vez, encuentran aplicación en otros campos. Por ejemplo, los mismos circuitos electró¬nicos utilizados para conse¬guir que el motor de una má¬quina gire a la velocidad apro¬piada pueden ser también uti¬lizados para monitorear el flujo de sangre y detectar la presencia de coágulos en un riñón artificial.

La electró¬nica industrial ha alcanzado un lugar importan¬te en la tecnolo¬gía moderna. Adecuadamente aplicados, los controles electrónicos aumen¬tan la precisión, exactitud y velocidad de los procesos de manufactura, reducen los cos¬tos de producción, simplifican la mano de obra y mejoran la calidad y cantidad de los pro¬ductos terminados.

De hecho, la aplicación de la electrónica en la industria es un factor clave para el éxito de cualquier compañía manufac¬turera y, por tanto, de cualquier país. Actualmente, es inimagi-nable, e inconcebible, la exis¬tencia de una industria moder¬na sin la participación de la electrónica.

2. Ventajas del control electrónico

La electrónica aplicada a la industria ha hecho posible au¬tomatizar muchos procesos, disponer de dispositivos de seguridad más efectivos y medir variables como la pre¬sión, la temperatura, la velo¬cidad, etc., con mayor exacti¬tud que cualquier otro método disponible.

Esto ha permitido la im¬plementación de estrategias de control y de supervisión de operaciones industriales cada vez más precisas y confiables. Las siguientes son algunas de las formas a través de las cua¬les la producción industrial se beneficia del uso de controles automáticos:

• Se libera al operario de la fun¬ción de realizar labores mo¬nótonas o peligrosas, y de intervenir físicamente en el proceso, minimizando la po¬sibilidad de cometer errores y permitiéndole realizar una labor única de supervisión y vigilancia del mismo. Esta úl-tima puede hacerse desde uno o más centros de control si¬tuados en la propia planta o máquina, o desde centros de control remotos, inclusive vía satélite o a través de Internet.

• Se pueden ejecutar acciones que están más allá de la ha¬bilidad humana normal, por ejemplo medir y controlar con precisión grandes fuer¬zas y temperaturas, o ma¬nipular objetos muy peque¬ños.

• Se reducen costos porque se pueden obtener productos, de cualquier grado de com-plejidad, muy uniformes, con variaciones mínimas de calidad y características en¬tre ellos y ajustados a tole¬rancias muy estrictas. Estas condiciones, que serían imposibles o di¬fíciles de conseguir me¬diante técnicas de control manuales, traen como resul¬tado ahorros significativos de energía. materiales, mano de obra, espacio y dinero.

• Se pueden realizar operacio¬nes en condiciones extremas y riesgosas, por ejemplo en-samblar tarjetas electrónicas a gran velocidad o manipular remotamente objetos den¬tro de un horno o en una atmósfera de gases tóxicos. Así se mejora la se¬guridad del operario, se reducen los riesgos de accidentes de trabajo y se consigue una mayor productividad.

Los beneficios anteriores, y otros similares, son posibles gracias al hecho de que los sis-temas de control automático se diseñan para conservar uno o más parámetros de un proce-so dado dentro de límites o to¬lerancias específicas con un mínimo de intervención humana.

3. Tipos de sistemas de control industriales
La electrónica industrial, como se mencionó al co¬mienzo, trata fundamental¬mente con el análisis y de¬sarrollo de sistemas de con¬trol.
Un sistema, es simple¬mente una combinación de elementos relacionados en¬tre sí, necesarios para reali¬zar una o varias funciones que ninguno podría hacer por sí solo. Este concep¬to se aplica no solamente a sistemas físicos, como los encontrados en la industria, sino también a fenómenos abstractos y dinámicos, como los sistemas económicos, biológicos, quími¬cos, y similares.

Un sistema de control pue¬de ser definido como el me¬dio a través del cual una can¬tidad o variable cualquiera de interés en una máquina, me¬canismo o proceso, es man¬tenido o alterado de acuerdo con un patrón de comporta¬miento deseado. Por ejem¬plo. considérese el sistema de impulsión de un automóvil, figura . En este caso, la velocidad del automóvil de¬pende de la posición del ace¬lerador y puede ser manteni¬da o alterada controlando la presión sobre el pedal. El ace¬lerador, el carburador y el mo¬tor del vehículo constituyen un sistema de control básico, con una variable de entrada (la fuerza que ejerce el conductor sobre el pedal del acelerador) y una variable de salida (la ve¬locidad del automóvil).