Tecnologia de control

Introducció a la tecnologia de control
La tecnologia de control. Objectius i evolució
Les portes dels centres comercials s’obren i es
tanquen automàticament al detectar la
presència d’alguna persona, les calefaccions i
els condicionadors d’aire mantenen la
temperatura programada a l’interior d’un local,
els fanals d’il·luminació dels carrers s’encenen
en fer-se de nit i s’apaguen al matí, són algunes
mostres de les moltes aplicacions de processos
d’automatització en la nostra societat.
La tecnologia de control abasta tots els procediments i dispositius
que permeten automatitzar les màquines i els processos.

Els primers aparells de funcionament automàtic es basaven en la tecnologia mecànica, com
l’ànec de Jacques de Vaucanson, un autòmat destinat simplement a la distracció, el teler
programable de Joseph Marie Jacquard, el regulador de boles de James Watt per a les
màquines de vapor. És amb l’aplicació dels coneixements sobre l’electricitat i
l’electromagnetisme quan la tecnologia de control comença a ser més efectiva, com el relé
electromagnètic, inventat l’any 1844 per Samuel Morse i William Fardeley, simultàniament i per
separat, per aplicar-lo a la telegrafia i que posteriorment ha estat un component insubstituïble en
aplicacions d’automatització.
Ànec de Vaucanson. Teler de Jacquard. Regulador de Watt.

És al segle XX que les tecnologies elèctrica, electrònica i informàtica
esdevenen predominants i insubstituïbles en la major part de màquines i
ginys que funcionen automàticament. La invenció del transistor i,
sobretot, del circuit integrat, o xip, permet introduir milions de
components electrònics en una àrea de silici molt petita. Els xips
constitueixen l’element físic sobre el qual és possible d’introduir els
algorismes de control. Els xips dels microprocessadors, que és el nucli
dels ordinadors actuals, i de molts controladors, tenen milions de
transistors.
Un avenç molt important actualment són els autòmats programables o
PLC (Programmable Logic Controller), que són petits ordinadors
capaços de controlar màquines i circuits a partir d’un programa introduït
a la seva memòria. Aquests petits ordinadors estan preparats per a ser
emprats en entorns industrials i actualment tenen una posició dominant
en els sistemes automàtics destinats a la indústria.
El terme automatització prové de la llengua anglesa, del terme
automation, que es va començar a emprar l’any 1946 a la companyia
General Motors, en les seves cadenes de muntatge d’automòbils, lloc
on es van desenvolupar i emprar els primers autòmats programables.
Autòmat programable.

Finalment ha estat la robòtica que ha fet possible la substitució de capacitats manipulatives dels
humans. És el resultat de la integració de diferents enginyeries: la mecànica, la elèctrica, la
electrònica i la informàtica. Aquesta tecnologia està molt a prop de fer realitat una antiga aspiració
amb força components mítics: l’obtenció d’una màquina capaç de fer els mateixos moviments de
l’ésser humà i que el pugui substituir.
Rossum’s Universal
Robots de Kapel Capek.
El terme robot prové del nom d’unes màquines esclaves que apareixien
l’obra Rossum’s Universal Robots de l’autor txec Karel Capek i que
es va representar teatralment l’any 1920, moment en el que es va
començar a usar aquesta paraula.

Cèl·lula CIM.
La gran aplicació de la robòtica i el més gran exponent actual
de la fabricació automatitzada es troba en la tecnologia de la
fabricació integrada per ordinador o CIM (Computer
Integrated Manufacturing) La integració de màquines, robots,
ordinadors, autòmats programables fan possible la fabricació
ajustada a la demanda de productes amb una gran flexibilitat
i productivitat, amb la conseqüent reducció de costos i de
llocs de treball. El sector de l’automatització demana de
professionals ben formats i capacitats per emprar, ajustar i
reparar aquests elements electrònics. La producció CIM
presenta moltes avantatges entre elles un abaratiment
important en els costos, la qual es veu reflectida en
productes més econòmics i d’una qualitat molt estable.

Sistemes de control automàtic
Els sistemes de control estan compostos per diferents elements que s’anomenen de forma
genèrica automatismes. La relació entre aquests automatismes i el procés o màquina sota
control és el que anomenem sistema de control, l’objectiu del qual és aconseguir que la
màquina o el sistema funcioni amb la mínima intervenció humana.
Un sistema de control automàtic té per objectiu aconseguir
que una màquina o un procés realitzi les seves funcions reduint
al mínim la intervenció humana, tan física com mental.

Sistemes de control automàtic
Hi ha màquines i processos en els quals la intervenció humana
es limita, només, a la seva posada en marxa i d’altres
semiautomàtics on cal la intervenció de les persones en alguna
de les accions que fa la màquina o en algunes fases del procés.
El sistema ha de presentar, en alguns casos, a l’operador les
informacions més significatives de l’estat del procés per a que
en pugui verificar la correcció del procés. El sistema de control
es pot considerar com un element afegit a una màquina o
procés, el qual segueix fent la mateixa funció, substituint el
control manual per un control automàtic.
Els components bàsics d’un sistema de control
són: la unitat de control, els actuadors, els
sensors i els elements auxiliars per al
comandament i monitorització.
El torn de control numèric (CNC)
redueix al mínim la intervenció de
les persones en la fabricació de
peces.
La forma en que un automatisme realitza la seva funció dóna lloc a dos tipus de
control: control en llaç obert i control en llaç tancat.

Sistemes de llaç obert
El control en llaç obert es caracteritza perquè, un cop activat, executa el procés durant un
temps prefixat, independentment del resultat obtingut.
Un sistema de control en llaç obert no supervisa el
resultat de la seva acció a la sortida del sistema.

Sistemes de llaç obert
Són els sistemes més senzills i econòmics que realitzen funcions
molt simples. Són exemples de control en llaç obert el llum
temporitzat d’una escala, la rentadora, un semàfor.. Vegem-ne els
motius.
El llum temporitzat, com el dels blocs de pisos, el seu
automatisme ha de substituir l’acció d’apagar el llum. L’activació
s’ha de fer manualment prement un polsador, moment en que els
llums s’il·luminen fins que ha passat el temps programat, moment
en el que s’apaguen automàticament. El sistema de control no
verifica si hem arribat o no a la nostra destinació, el temps
programat és fix amb independència del recorregut.
La rentadora és una màquina amb diferents automatismes que
coordinadament han d’aconseguir de fer neta la roba. La
rentadora executa un cicle de treball segons el programa de rentat
que s’hagi escollit, el qual va executant seqüencialment els
diferents passos, al final s’atura automàticament. El resultat és
que ha rentat la roba però no verifica si realment ja està neta,
cosa que pot produir-se abans d’acabar el programa, o bé pot
arribar al final i estar encara bruta.

Sistemes de llaç tancat
Els sistemes de control en llaç tancat estableixen una
supervisió sobre la variable de sortida o resultat final,
actuant fins obtenir el resultat desitjat.

En aquests sistemes un cop donada l’ordre per iniciar el procés, el
resultat de la sortida és analitzat i si no compleix el valor de la
consigna, el dispositiu de control és informat i manté el procés actiu
fins assolir el que estableix la consigna.
La consigna és el valor de referència que hom desitja obtenir com a
resultat de l’acció del sistema automàtic. Aquest valor pot ser, per
exemple, la temperatura programada per una calefacció o
condicionador d’aire, el nivell d’aigua a l’interior d’una cisterna.
Els sistemes de control en llaç tancat, per ajustar la seva acció,
comproven contínuament el valor de la sortida del procés i el
comparen amb el valor de la consigna. El procés de mostreig sobre
la sortida es fa amb el procés de realimentació que reenvia
aquesta informació a l’entrada per a ser comparada amb la
consigna i fa reaccionar el dispositiu de control segons el resultat
d’aquesta comparació.
Analitzem el cas de la calefacció. L’objectiu d’un sistema de calefacció és proporcionar i mantenir
una temperatura determinada, per això disposa d’un sistema de conversió d’una font d’energia en
calor i d’un dispositiu de regulació o control: el termòstat. Aquest procés si no es controla pot no
arribar a la temperatura esperada o sobrepassar-la. El sistema de control en llaç tancat ha d’evitar
aquesta situació per tal d’assegurar que la temperatura arribi al valor establert i s’hi mantingui. Per
això quan la temperatura és inferior a la indicada com a consigna en el termòstat, ha de mantenir la
conversió d’energia i generar calor. Quan la temperatura arriba a un valor superior a l’establert en
la consigna s’ha d’aturar la conversió.

En el cas de la cisterna d’aigua de l’inodor, incorpora un
sistema d’emplenament automàtic, en la qual ha d’entrar-hi
aigua només si el nivell interior està per sota de la consigna
i ha d’aturar-ne l’entrada quan ja és plena. És exemple de
control amb mecanismes en el qual la vàlvula d’entrada
d’aigua s’acciona en funció del nivell interior. La vàlvula
s’obre si baixa el nivell i es tanca quan ja és plena. La
realimentació es realitza mitjançant el flotador que a través
d’un sistema de palanca actua sobre la vàlvula.

Els components d’un automatisme
Els automatismes es construeixen
amb elements físics que poden
implicar diferents tecnologies:
mecànica, pneumàtica, hidràulica,
elèctrica, electrònica,
microelectrònica, els quals poden
actuar independentment o bé
combinats. De forma genèrica en un
sistema de control hi ha tres parts
bàsiques: el controlador, els
actuadors i els sensors. Fan falta
també dispositius auxiliars per
interactuar amb el controlador.

El controlador és el dispositiu del sistema que determina i executa el control del procés per al
qual està preparat. Disposa dels elements per a l’activació i desactivació dels dispositius
externs, per a la introducció i modificació de la consigna, per a l’accionament dels actuadors,
per la recollida d’informació dels sensors i els elements de presentació d’informació, i la lògica
de control. En els controladors programables cal que disposin de memòria per emmagatzemar
l’algorisme de control, que és el conjunt de passos previstos que contenen el conjunt
d’accions que s’han de realitzar sobre els actuadors per controlar el procés segons la
informació proporcionada pels sensors i els valors prefixats per les consignes.

Un actuador és l’element final que fa una acció sobre el procés. Aquest element final pot
provocar accions com increments de temperatura, canvis de moviment, variacions de velocitat,
variacions de cabal. Com ja heu vist en altres unitats d’aquest llibre, els actuadors poden ser de
tecnologia elèctrica, pneumàtica o hidràulica.
Actuadors en una màquina.

Els sensors són dispositius que prenen dades de la situació del procés o de les variables de
sortida i les transmeten al controlador. Els sensors, i els seus circuits associats, mesuren
magnituds de variables que s’incorporen al llaç de realimentació. La seva sensibilitat i precisió
són importantíssims per a un funcionament acurat del control.
Sensors d’una estació
meteorològica automàtica.

Els dispositius auxiliars són elements per a la interacció
entre l’operador i la màquina. Són necessaris per a l’entrada
manual d’informació al controlador per posar-lo en marxa o
aturar-lo, per variar-ne les consignes, o per recuperar el
control manual. També hi ha dispositius que són necessaris
per recollir informació de l’estat del sistema i de l’automatisme
i per indicar alarmes.
Des del punt de vista del controlador, els actuadors són dispositius
externs als que cal enviar la informació per determinar el seu estat.
Per això se’ls considera, juntament amb els visualitzadors i
indicadors, dispositius de sortida del controlador. Els sensors
lliuren informació de l’estat de la màquina o sistema cap el
controlador. Per això se’ls considera, juntament amb els polsadors,
teclats, etc., dispositius d’entrada del controlador.
Sala de control amb
dispositius auxiliars per al
comandament i la recollida
d’informació.

Tecnologia dels controladors
Per construir un controlador capaç d’executar un conjunt d’accions
sobre el dispositiu a controlar en funció de les dades de consigna i
l’estat del sistema, es poden emprar diferents sistemes.
El sistemes automàtics amb lògica cablada són els que estan
dissenyats per a una funció molt concreta. El seu circuit està
realitzat amb components que sovint fan la funció d’elements
auxiliars i alhora formen el cor del controlador incorporant la lògica
del control en la forma de realitzar les connexions entre els
elements. Aquests tipus d’automatismes queden molt restringits en
quan a les seves possibilitats.
Els sistemes automàtics amb lògica programable disposen d’una
gran flexibilitat ja que la lògica de funcionament resideix en un
programa informàtic incorporat a la memòria del controlador, el
qual es pot modificar sense haver de canviar les connexions del
circuit. Això aporta molta flexibilitat a un sistema, una gran reducció
de costos i de manteniment, així com una gran reducció del volum
de l’equip. També reverteix en una major seguretat i reducció
d’avaries. Els controladors programables incorporen
microprocessadors o microcontroladors amb una unitat central,
memòria, unitats d’entrades i sortides. La lògica de funcionament
de l’automatisme al que s’apliquen resideix en l’algorisme del
programa emmagatzemat a la seva memòria. L’autòmat
programable és un dels elements més emprats actualment en la
fabricació d’automatismes.
Actuadors: cilindre pneumàic,
motor brunzidor i electrovàlvula.

Dispositius de sortida
Els dispositius de sortida són els actuadors, els presentadors o
visualitzadors de dades, els indicadors lluminosos i els acústics.
Els actuadors poden ser de diferents tecnologies: motors
elèctrics, electroimants, resistències calefactores, les vàlvules i
els cilindres pneumàtics, les vàlvules i els cilindres hidràulics, i
altres dispositius comandats per algun d’aquests. Els
presentadors o visualitzadors de dades donen informació de
l’estat d’alguna part del procés o de l’automatisme amb un valor
numèric digital o amb una indicació analògica. Els indicadors
lluminosos poden ser interpretats per un codi cromàtic, i els
acústics , per la freqüència i intensitat del seu so. Poden formar
part de panells sinòptics, amb visualitzadors de dígits de
numèrics de cristall líquid (LCD) o d’emissors de llum (LED),
indicadors d’agulla, pilots de color, pantalles de dades LCD,
monitors, etc.
Els indicadors acústics habitualment s’empren en les alarmes i
poden ser des de petits brunzidors fins a sirenes potents, en els
sistemes més complexos poden portar sintetitzadors de veu.
Visualitzador analògic (dreta) i
visualitzador analogicodigital
(esquerra).
Visualitzadors digitals.

Dispositius d’entrada
Els dispositius d’entrada d’un automatisme els podem agrupar en
dos conjunts: els elements de comandament i els sensors.
- Els elements de comandament o d’entrada d’informació
de l’operador són els interruptors, els polsadors, els
commutadors, els teclats, els potenciòmetres, etc.
- Els sensors recullen informació de la màquina o procés.
Estan constituïts per materials sensibles a una determinada
magnitud i la converteixen a un altre tipus de magnitud
fàcilment integrable al sistema de control. Els sensors
habitualment necessiten d’alguns elements auxiliars per
adaptar-se a l’aplicació concreta. La gamma de sensors és
molt àmplia. Entre els de més aplicació industrial podem
esmentar: sensors de temperatura, sensors de pressió,
detectors de proximitat, detectors de presència, detectors de
nivell, sensors de radiació infraroja, cèl·lules de càrrega
(mesura de força), sensors de visió, sensors de velocitat,
etcètera.
Els sensors i els detectors actuen com els “sentits” de
l’automatisme en ser sensibles a determinades magnituds, com
ara la pressió, la llum, la força, la composició del material, el color
superficial, el magnetisme, etc. La tecnologia dels sensors, tant
per a l’aplicació en la mesura de magnituds com per a la detecció,
ha donat lloc a tot un camp de l’enginyeria: la sensòrica.
Sensors.
Polsadors, interruptors i
commutadors.

Aplicacions de la tecnologia de control a les
instal·lacions de l’habitatge
Manipuladors alimentaris
Entre els diferents electrodomèstics que ens són més
familiars que tenen contacte directe amb els aliments i
contenen algun sistema de control podem esmentar la
torradora de pa i la fregidora.
Imatges: torradora i fregidora. Que es vegi bé el
termòstat
La torradora disposa d’unes resistències calefactores
que generen escalfor per tal de reduir el contingut
d’humitat del pa i crear una petita capa cruixent en la
superfície. Per automatitzar el procés d’un termòstat per
aconseguir una temperatura adequada al tipus de pa
que es posa a torrar, de manera que quan arriben a la
temperatura programada, deixa sense alimentació la
resistència.
Les aplicacions dels automatismes a la llar són cada vegada més presents per fer-nos la vida
més còmode i confortable. El fet de que algunes accions quotidianes es puguin realitzar reduint
la nostra atenció ens permet estar fent altres activitats o simplement descansant.

La fregidora disposa un sistema d’escalfament de l’oli amb una
resistència elèctrica la qual rep corrent o no segons la regulació
del termòstat. D’aquesta manera s’aconsegueix que l’oli es
mantingui a la temperatura seleccionada. L’oli d’oliva es comença
a degradar a partir de 210 ºC generant compostos dolents per a
la salut, just quan comença a treure fum. Amb la fregidora aquest
problema no es presenta ja que la temperatura queda limitada al
voltant dels 180 ºC. Al posar uns aliments a la fregidora
provocaran una caiguda de temperatura de l’oli, aleshores el
sistema de control, el termòstat, reaccionarà posant en marxa de
nou les resistències fins que recuperi de nou el valor de consigna
escollit per al tipus de fregit. Amb aquest sistema es produeixen
petites oscil·lacions de temperatura que no alteren el procés de
cuinat.
Graduació del termòstat.
Posada en marxa.
Resistències actives
A l’arribar a la temperatura de
consigna les resistències es
desactiven
A l’introduir aliments, la
temperatura de l’oli baixa.
El termòstat registra la baixada
de temperatura i activa de nou
les resistències

L’exponent més espectacular en l’avenç tecnològic és el robot
de cuina Thermomix. És una màquina capaç de tallar, triturar,
picar i a més cuinar sense haver d’estar pendent de la cocció.
L’aparell incorpora:
- un motor elèctric de velocitat variable i programable.
- una resistència calefactora.
- un programador de temps.
- una balança integrada
- un regulador de temperatura.
Els secrets d’aquest aparell està en la exactitud en que es
poden posar els ingredients, gràcies a la bàscula integrada, i
a la possibilitat de coure els aliments mentre els va remenant
lentament amb un dels accessoris, com si es tractés d’una
cullera. S’obtenen aliments ben cuinats i amb rapidesa.

Forns, rentadores i rentavaixelles
El forn elèctric, en essència, conté simplement unes
resistències elèctriques que es poden actuar per trams, per
escollir la potència i la part del forn que genera calor. Per
controlar-lo disposa d’un termòstat i d’un programador de temps.
Per disposar d’informació del seu estat porta pilots,
visualitzadors de temperatura i de temps i un avisador acústic.
Panell de comandament d’un
forn.
Termòstat
Resistència
calefactora
superior
Resistència
calefactora
inferior
Programador
de temps
Avisador
acústic
Visualitzador
de
temperatura
Visualitzador
de temps
Selector de
potència
Esquema de blocs d’un forn elèctric.

El forn microones escalfa per un sistema diferent de la resistència elèctrica. Les
microones, són ones electromagnètiques d’una freqüència de 2,45 GHZ que presenten
la propietat de fer vibrar les molècules de l’aigua i al fregar entre elles, es genera calor.
Per aquest motiu un material que no contingui aigua, en un forn microones no
s’escalfarà. L’element que genera les microones és el magnetró. Les microones són
molt direccionals, per això els forns han d’incorporar un sistema de plat giratori per
aconseguir un escalfament uniforme dels aliments.
En el forn es pot seleccionar la
potència aplicada al magnetró
per obtenir major efecte sobre
l’aliment i es disposa d’un
programador de temps. Cal
destacar que una de les
aplicacions d’aquest forn és la
descongelació d’aliments, per la
rapidesa d’aquest procés, i a
més presenta l’avantatge que
evita la proliferació de la flora
bacteriana que podria malmetre
les propietats de l’aliment.

Els elements que incorporen les rentadores i els rentavaixelles són molt similars. Tenen els
mateixos tipus d’actuadors: motor elèctric, electrovàlvules per a l’entrada i sortida d’aigua,
electrobombes i resistències elèctriques. Pel que fa als sensors, porten un sensor de
temperatura i detectors de nivell d’aigua. Per realitzar la seqüència de rentat segons el
programa escollit, incorporen el programador-seqüenciador mecànic, que una vegada escollit el
programa, un motor síncron el va fent girar. El programador, al seu interior porta un cilindre
amb un conjunt de lleves que obren i tanquen els contactes que aturen o posen el marxa els
diferents actuadors. Com que hi ha diferents pistes de control en el mateix cilindre, el
programador actua sobre diferents circuits alhora.

Termòstat
Motor
Resistència
calefactora
Programador
de lleves
Bomba
Electrovàlvula
Electrovàlvula
Detector de
nivell
Detector
porta
Bloqueig portaTemporitzador
Interruptor
general
Els sensors poden
inhibir algunes de les
accions, per exemple,
si no entra aigua a la
màquina, no es posa
en marxa el cicle de
rentat, tampoc és
possible posar en
marxa la màquina si
la porta és oberta. En
un cicle de rentat, la
porta no es pot obrir
fins al cap d’una
estona d’haver parat
el funcionament del
motor.

L’etiqueta energètica informa
del consum d’energia i d’aigua
d’un electrodomèstic per
avaluar-ne la seva eficiència
energètica. És obligatòria en
els rentavaixelles, rentadores,
neveres, assecadores, forns i
aparells d’aire condicionat.

Dispositius d’estalvi d’energia
L’automatització pot fer aportacions significatives en l’àmbit de
l’estalvi energètic, ajustant l’ús efectiu dels consums a les
necessitats reals. Per això, emprant de forma adequada molts
dels controladors i sensors que hi ha en el mercat, es poden
estalviar molts kilowatts hora d’energia.
En la regulació de la
temperatura amb
termòstat, la
temperatura real va
oscil·lant al voltant de la
consigna.
Temp.
Consigna
ºC
T (s)

Control de dispositius de climatització. Termòstats
El termòstat és un element àmpliament emprat en el sector
domèstic i en l’industrial per al control en llaç tancat de processos
en els que cal mantenir la temperatura en un determinat marge de
funcionament.
L’estat de sortida d’un termòstat, en general, no commuta a la
mateixa temperatura al pujar que al baixar la temperatura. Hi ha
una petita diferència, és el que s’anomena marge d’histèresi.
Aquest marge és necessari per evitar un funcionament inestable,
de connexió i desconnexió continua, al voltant de la temperatura
de consigna. Vegem un exemple, si en un calefactor s’ha escollit
una temperatura de treball de 25 ºC, si el termòstat té un marge
d’histèresi de 3 ºC, la temperatura en què es posi en marxa la
resistència serà a 22 ºC i s’apagarà en arribar a 25 ºC. Què
passaria si commutés exactament a la mateixa temperatura?

Els termòstats clàssics són de caràcter analògic i basen en l’efecte de dilatació de dos metalls de
diferent coeficient de dilatació. Formen un bimetall que es deforma i provoca l’obertura o el
tancament d’un circuit elèctric. Aquest es posa en sèrie en el circuit que ha de controlar. Són poc
precisos a més de desajustar-se amb el temps, ara bé són més econòmics.
Els termòstats digitals tenen més precisió i a més incorporen un visualitzador per veure la
temperatura programada i la temperatura actual. Per a la captació de la temperatura disposen d’un
sensor de tèrmic que pot ser de semiconductor o una resistència sensible a la temperatura. La
informació proporcionada va a un circuit electrònic anomenat convertidor analogicodigital (A/D)
que transforma el valor de la temperatura a un codi binari el qual es tractat per un controlador
programable. El controlador té memòria per emmagatzemar la temperatura preseleccionada que
s’introdueix mitjançant uns polsadors. A la sortida, normalment, incorporen un relé per obrir o tancar
el circuit de l’aplicació.
Visualitzador
ReléSensor de
temperatura
Unitat de controlConvertidor
A/D
Polsadors de
preselecció
Esquema de termòstat digital.
Termòstat
bimetall.
Termòstat
digital.

Programadors horaris
En els programadors horaris permeten establir la seqüència de
funcionament d’un aparell, amb cicles de funcionament i d’aturada en
intervals de temps ajustables. El cicle de treball pot ser diari,
setmanal o mensual. Aquests programadors són molt útils, per
exemple, en l’enllumenat públic o de comerços, en els sistemes de
reg automàtic, en els sistemes d’avís periòdics com el timbre de
l’institut, etcètera.
Es construeixen amb dues tecnologies, la electromecànica i la digital.
Els programadors mecànics incorporen un motor síncron i un
conjunts de mecanismes per tal d’assegurar la precisió horària. La
informació del cicle de treball s’indica amb unes pestanyes mòbils
per intervals d’un temps determinat. Aquestes pestanyes actuen
sobre el contacte de treball.
Programador horari
electromecànic.
Tecnologia Cicle diari (24 h)
Interval típic
Cicle setmanal
Interval típic
Electromecànica 15 minuts 2 hores
Digital 1 minut 1 minut

Els programadors digitals són molt més precisos i
flexibles. Els intervals de programació solen ser d’1
minut. A més que poden disposar d’accionament a més
d’una sortida o canal simultàniament, podent comandar
diferents aparells.
Hi ha programadors combinats, anomenats
cronotermòstats, per a sistemes de condicionament
tèrmic de la llar, per programar els cicles d’encesa i
apagada de la calefacció o del condicionador d’aire i la
temperatura desitjada a cada moment. Així s’ajusta la
temperatura a les necessitats d’utilització de la vivenda
segons l’horari d’ocupació als diferents moments del
dia i de la setmana.
Programador
horari digital.
Cronotermòstat.

Detectors de presència
Els detectors de presència tenen unes aplicacions típiques com
l’obertura automàtica de portes i en els sistemes d’alarma. L’aplicació
dels detectors de presència a les portes automàtiques presenten un
grau de comoditat per a les persones a l’hora d’entrar a un edifici.
Però fonamentalment aporten un estalvi d’energia en l’àmbit de la
climatització ja que per les portes es produeixen intercanvis d’aire
entre l’interior i l’exterior de l’edifici generant canvis sobtats de
temperatura a l’interior.
Aquets detectors tenen un nou camp d’aplicació en l’estalvi d’energia
en sistemes d’il·luminació en espais d’ús comunitari on habitualment
els llums estarien encesos permanentment. Es calcula que amb l’ús
d’aquests es pot arribar a estalviar un 20 % d’energia. Aquests
detectors actuen acompanyats d’un temporitzador per assegurar que
el llum es manté una estona encès encara que no detecti la persona,
ja que des de la posició del sensor fins al possible destí hi hagi una
distància que el detector no pot cobrir.
El principi de funcionament es basa en la captació de la radiació
infraroja que emeten els cossos calents. La distància màxima en que
es mostren sensibles pot estar, segons els models, entre 15 i 50
metros.
Detector de presència
per infraroig passiu
(PIR).

Ascensors
L’ascensor és un sistema d’elevació que ens resulta
molt familiar i que incorpora la tecnologia de control
per al seu funcionament. Per aconseguir el seu
desplaçament hi ha dues formes, la més comú és un
motor elèctric que mou un cable en un sistema de
politges, i l’altra és l’oleohidràulic en el que un cilindre
telescòpic efectua els desplaçaments de la cabina.
Imatge: fotografia ascensor hidràulic on es vegi el
cilindre.
En el cas de propulsió per motor elèctric motor,
l’accionament d’aquest és el que provoca el
moviment de la cabina, per tant el sistema de control
actua sobre el circuit elèctric del motor. En el cas de
l’hidràulic, el sistema disposa d’una electrobomba que
impulsa l’oli a l’interior del cilindre hidràulic impulsat
l’èmbol en sentit ascendent. Un conjunt
d’electrovàlvules regula el pas de l’oli, per aconseguir
el moviment de l’èmbol i l’aturada en les plantes.

Independentment del sistema de propulsió el control de posicionament i de crides és el
mateix en els dos casos, inclòs el sistema d’obertura i tancament de la porta. Per controlar el
posicionament de la cabina, a cada planta hi ha un detector de posició electromecànic, un
final de cursa. Els polsadors de crida envien la informació a la unitat de control. El sistema
d’obertura i tancament automàtic de la porta disposa d’un motor elèctric que realitza l’acció.
Els límits de la porta estan controlats per finals de cursa, i la seguretat per no atrapar cap
objecte o persona en el moment de tancament de la porta s’encarrega normalment a un
sistema de barrera fotoelèctrica.
El sistema de control pot ser molt més complicat quan gestiona llocs amb més ascensors
per tal d’optimitzar el recorregut i el temps de resposta als usuaris.
Sistema de
propulsió de
l’ascensorUnitat de
control
Detectors
de planta
Visualitzador
cabina
Polsadors de
preselecció de
planta
Polsadors de
preselecció de
cabina
Visualitzadors
planta
Detectors
de porta
Motor
porta

Alarmes
L’alarma és un dispositiu de control automàtic destinat a detectar qualsevol forma d’accés no
permès a un local o espai, o per detectar un incendi o una fuga de gas i donar un avís. Per tant,
en un sistema d’alarma el conjunt de sensors i l’estratègia de detecció són l’aspecte clau que
determinaran el seu èxit.
Les alarmes contra la intrusió necessiten disposar d’un conjunt de sensors estratègicament
situats per a detectar només els accessos no desitjats i evitar les falses alarmes. Els sensors
més emprats són els de presència per calor corporal, les barreres de llum infraroja, els
detectors de porta i finestra, i els de vibració en vidres. La comunicació entre els sensors i la
centraleta pot ser a través de connexió per cable o via ràdio. La central d’alarma organitza els
sensors per àrees, de manera que es pot desactivar una zona, per exemple, quan hi ha
persones a l’interior es desactiva la part interior i es deixen actives les àrees exteriors. També
és útil per saber on s’ha produït l’activació d’un sensor.
Dispositius d’un sistema
d’alarma.

La central d’alarma rep la informació dels sensors i en cas d’activar-se’n algun ha de posar en
marxa el sistema d’avís, el qual pot consistir en:
- avís acústic
- avís lluminós
- encesa de llums a l’àrea afectada
- trucada telefònica a una central d’alarmes
- trucada telefònica al propietari
L’activació o desactivació de l’alarma es pot fer a través de diferents sistemes. A través d’una
clau específica, amb teclat, amb comandament a distància o via telèfon. La central d’alarma
porta una bateria per tal d’assegurar l’alimentació elèctrica en qualsevol cas.
Un sistema de suport que pot estar integrat en un sistema d’alarma, és la simulació de
presència, de manera que de forma programada o aleatòria, al llarg del dia es posen en marxa
diferents elements de la casa per fer veure que hi ha algú. Per exemple, de dia es pot posar en
marxa un aparell de ràdio o el televisor, de nit s’encenen i s’apaguen llums, per donar la
sensació de que la casa és habitada.

La Domòtica
La paraula domòtica és la contracció de domus (casa en llatí) i informàtica. La domòtica es
podria definir com la integració de les tecnologies de l’automatització en tota les seves
dimensions juntament amb les tecnologies de la informació i la comunicació a l’àmbit domèstic,
per gestionar l’accionament de la il·luminació, els electrodomèstics, la climatització, l’alarma,
les comunicacions, per tal d’aconseguir un major confort i comoditat a la llar juntament amb una
millora de l’eficiència energètica. Cal esmentar que pot afavorir la qualitat de vida a les
persones discapacitades.
Casa domòtica.

Un sistema domòtic consta d’una central que gestiona la
informació i pren les decisions en funció dels paràmetres
que se li hagin programat. Pot haver subsistemes que
prenguin localment decisions. La modificació dels
paràmetres i el control del sistema es poden fer localment
o remota.
Per establir la comunicació dels elements del sistema
domòtic s’ha de crear una xarxa en que tots puguin
dialogar amb un protocol comú. Hi ha diferents estàndards:
X-10, EIB, EHS.
El sistema més antic i senzill és la xarxa X-10 que no
requereix d’un cablat específic sinó que empra la mateixa
instal·lació elèctrica per comunicar-se, d’aquesta manera
s’aprofita la instal·lació existent i es pot aplicar de forma
ràpida. És modular i permet la connexió de fins a 256
elements, els quals al formar part d’una xarxa se’ls ha
d’assignar una adreça per identificar-los. El mòdul per al
control s’interposa entre la xarxa i l’electrodomèstic en
qüestió. El protocol de comunicació té 6 ordres: encès,
apagat, tot encès, tot apagat, augmentar, reduir. La gestió
es pot fer localment, amb ordinador o amb comandament a
distància i remotament amb telèfon, mòbil o fix, i per
Internet.
Elements d’un sistema X-10.

Un sistema més evolucionat i amb molta més capacitat de gestió és l’EIB (European
Installation Bus) Requereix la instal·lació de cables per estructurar la xarxa. És prou potent
com per automatitzar grans sistemes com edificis de centres comercials, oficines, etc. La
gestió del sistema és descentralitzada, de manera que des de qualsevol punt de la
instal·lació es pot controlar tota la xarxa. Quan els criteris de gestió de la domòtica
s’apliquen a edificis que no són vivendes aquesta tecnologia rep el nom d’immòtica.

Tecnologia de control

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à Tecnologia de control

Similaire à Tecnologia de control (20)

Plus de Belen Diaz

Plus de Belen Diaz (13)

Tecnologia de control