Introducción Control de Procesos po computadora

¿Cuál es el papel principal de una computadora en un sistema de control digital?

• Producir energía para el sistema

• Mejorar precisión, velocidad y eficiencia en la toma de decisiones

• Sustituir todos los sensores por actuadores

• Eliminar la necesidad de retroalimentación

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Explicación de la respuesta correcta

En un sistema de control digital, la computadora es el cerebro: recibe datos de los sensores, los procesa según un algoritmo, y envía órdenes a los actuadores.
Su ventaja frente al control analógico es que:

• Procesa datos más rápido gracias a la capacidad de cálculo.

• Reduce errores humanos al aplicar decisiones basadas en programación.

• Aumenta la precisión al manejar datos digitales sin degradación por ruido.

• Optimiza la eficiencia ajustando el control automáticamente según condiciones cambiantes.

Ejemplo simple:
Un horno industrial con control digital mantiene la temperatura mucho más estable porque el microcontrolador puede hacer ajustes cada fracción de segundo, algo imposible de lograr de forma manual o con control analógico básico.

¿Cuál de las siguientes características corresponde a una señal digital y no a una analógica?

• Cambia de forma continua

• Es más susceptible al ruido

• Se representa con valores discretos, como 0 y 1
  
  

• Puede tomar infinitos valores dentro de un rango

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Explicación de la respuesta correcta

Una señal digital está formada por valores discretos, normalmente en forma binaria (0 y 1).

• Estos valores representan estados claramente definidos: encendido/apagado, alto/bajo, verdadero/falso.

• Las señales digitales no varían de forma continua, sino en saltos o niveles predefinidos, lo que facilita su procesamiento, almacenamiento y transmisión sin degradación significativa.

• Ejemplo: Un puerto USB envía datos como secuencia de 0s y 1s, no como una onda continua

Para que una computadora pueda controlar un proceso continuo, es necesario:

• Convertir las señales a formato digital mediante un ADC

• Sustituir todos los sensores analógicos por sensores ópticos

• Utilizar únicamente actuadores digitales

• Aumentar la frecuencia de muestreo a 1 GHz

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Explicación de la respuesta correcta

• Los procesos físicos (temperatura, presión, velocidad, flujo) generan señales analógicas, es decir, continuas en el tiempo y en valor.

• Una computadora o microcontrolador no entiende señales analógicas directamente, necesita datos en formato digital.

• El ADC (Analog-to-Digital Converter) toma la señal analógica y la convierte en una serie de valores numéricos (muestras discretas) que la computadora puede procesar.

• Ejemplo:
  En un sistema de control de temperatura, el sensor entrega un voltaje continuo proporcional a la temperatura. El ADC convierte ese voltaje en números para que la computadora decida si encender o apagar la calefacción.

¿Cuál de las siguientes es una ventaja del control digital frente al analógico?

• No requiere programación

• Menor espacio físico ocupado por los componentes

• Siempre funciona en tiempo real sin retardos

• No necesita conversión de señales

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Explicación de la respuesta correcta

• Los sistemas de control digital utilizan microprocesadores, microcontroladores o FPGAs que concentran muchas funciones en un solo chip.

• Esto reduce drásticamente el espacio físico en comparación con sistemas analógicos equivalentes, que requieren más componentes discretos (resistencias, capacitores, amplificadores, etc.).

• Ejemplo:
  Un controlador digital PID puede ocupar una pequeña tarjeta electrónica, mientras que su versión analógica requeriría varios módulos separados montados en un rack.

ISA S5.1 define:

• Procedimientos de seguridad

• Símbolos y etiquetado de instrumentación

• Diagramas eléctricos de potencia

• Normas de soldadura

En Nyquist, el punto crítico es:

• (0,1)

• (1,0)

• (−1,0)

•  (0,−1)