automatika

Industria-Teknologia II IES Mungia BHI, 2. Batxilergoa

1 Kontrol-arazoa

2 Kontrol-sistemak

3 Kontrol-sistemen sailkapena

4 Kontrol-sistema baten osagaiak

5 Blokeen aritmetika

Industria-Teknologia II: AUTOMATIKA 2 AZG

1.1 Sarrera

Automatikaren helburua kontrol-arazoak gainditzea da.

Egin beharrekoa: Arazoa aztertu eta bereiztu.

Arazoa ulertu eta zergatia planteatu.

Arazoaren soluzioa bilatu.


1.2 Kontrol-arazoak

Ondorengo adibideak ditugu: 1. Gela bat berotu tenperatura jakin bateraino.

2. Depositu batean likidoaren nibela konstante mantendu.

3. Kirolari baten soberako beroa kirola egin ostean.

4. Kotxe batean gidariak abiadura konstantea mantendu nahi du.

Egoera/Arazo guzti hauek lotura/erlazio jakin bat dute Guztiak nahitakoak direla eta helburu zehatz bat daukatela. 1. Tenperatura zehatz bat lortu.

2. Depositoan dagoen likidoaren bolumena konstante mantendu.

3. Gorputzaren tenperatura normala berreskuratzea.

4. Abiadura konstantez gidatzea.


1.2 Kontrol-arazoak


Kontrol ekintza

Medioa HELBURUA

Helburua lortzeko erabiltzen den medioarengan kontrol ekintzak garatu behar dira.

Medioak: 1. Gelako erradiadore elektrikoa.

2. Depositoan likidoaren sarrera/irteera posible egiten duen mekanismoa.

3. Izerdi glandula.

4. Autoaren motorra.

1.2 Kontrol-arazoak


Kontrol ekintza

Medioa HELBURUA

Helburua lortzeko erabiltzen den medioarengan kontrol ekintzak garatu behar dira.

Kontrol ekintzak: 1. Erradiadoreak ematen duen bero energia kontrolatzea.

2. Depositoaren sarrera emaria eta irteera kontrolatzea.

3. Gizakiaren larru-azalaren izerdi prozesua kontrolatzea.

4. Autoaren motorrera iristen den erregai proportzioa kontrolatzea.

1.4 KONKLUSIOA: Kontrol-arazo baten adierazpen sinbolikoa

Kontrol-arazoa ezarrita eta definituta geratzako, helburu bat eta hau lortzeko medio/baliabide bat izan behar dugu.

Lortu nahi dugun helbururako medioarengan egiten ditugun ekintzak, kontrol-ekintza bezala definitzen dira.


HELBURUA MEDIOA KONTROL-ARAZOA

Kontrol ekintza

Medioa HELBURUA

2.1 Kontrol-sistema

Definizioak: Definitutako HELBURUA lortzeko elkarrekin jokatzen duten

osagaien/konponenteen multzoa da.

Hainbat aldagairen bitartez dinamikoki lotuta dauden elementu multzo bat da; bere helburua prozesua gidatzea izango da.


KONTROL

SISTEMA

AUTOMATIKOA

Sistemak daukan portaerari buruzko

erantzuna emateaz arduratzen da.

Makina edo prozesu batek ahalik eta gizakien

esku hartze txikienarekin funtzionatzea du

helburu

2.2 Kontrol-arazoei soluzioa

Aurreko adibideetara joko dugu osagaiak identifikatuz: 1. Tenperaturaren kontrola

Osagaiak: Erradiadorea (bere erresistentziekin) eta mandoa.



Aurreko adibideetara joko dugu osagaiak identifikatuz: 2. Deposituko nibelaren kontrola

Osagaiak: Depositua bere tutuekin, pasuko giltza, gizakiaren ikusmena eta besoa.



Aurreko adibideetara joko dugu osagaiak identifikatuz: 3. Gorputzeko tenperaturaren kontrola

Osagaiak: Gizakiaren zelula sentikorra, nerbio-sistema eta izerdi glandulak.



Aurreko adibideetara joko dugu osagaiak identifikatuz: 4. Abiadura kontrola

Osagaiak: Motorra, azeleragailua, abiadura panela, gizakiaren ikusmena eta bere oina.



Kontrol sistemaren diseinuan ondorioak : Nahiz eta osagai bakoitza zati askotan banatu daitekeen, guztiak dira

sistema berdinaren zatiak. Hortaz, irizpide sinplifikatzaile bat erabili behar da.

Kontrol-sistemak zati sinplez osaturik egongo dira.

Kontrol-sistema diseinatzeko, sisteman beharrezkoak diren funtzioak deduzitu ondoren osagai bakoitza aukeratuko da elkarrekin jokatuz nahi dugun helburua lortzeko.


2.3 Kontrol-sistemen ezaugarri dinamikoak

Bi ezaugarri definitzen dira: Sarrera: Sistemari helburua jakinarazteko era da.

Irteera: Sistemaren bapateko/momentuko erantzuna da.

Kontrol-sistemaren jokaera: Sistemaren zatiak edo osagaiak erabilitako medioa kontrolatzen

duten bezala kokatzen dira.

Sistemaren sarrerak erabiltzen ari garen medioak xurgatu beharreko energia kantitatea ezarriko digu.


2.4 Kontrol-sistemen adierazpen grafikoa

SARRERA IRTEERA

2.5 Ondorioak

• Kontrol-arazoaren soluzioak kontrol sistemak dira.

• Kontrol-sistemaren osagaiek sarreran nahi dugun helburua lortzeko erantzuna emateko gaitasun dinamikoa dute.


SISTEMA

3.1 Sailkapena

• Sistema biologikoak edo naturalak: Gizakiak diseinatu gabeko sistema naturalak dira. (Adibidez: Gizakiaren gorputzeko tenperaturaren kontrola)

• Sistema nahasiak: Gizakiak diseinatutako sistemak dira non gizakiak berak parte hartzen duen. (Adibidez: kotxearen abiaduraren kontrola)

• Sistema automatikoak: Gizakiak diseinatutako sistemak dira non automatikoki funtzionatzeko gaitasuna duten. (Adibidez: Termostato bidezko kalefakzioa)


3.1 Sailkapena

• Sistema nahasiak eta sistema automatikoak: 1. Adibidea

• Imajinatu kaleko argiteria piztu behar dela iluntzen denean gure kaleetan egunero gertatzen den bezala.


Iluntzen denean pertsona batek argia piztea.

Erloju bat jarri eta ordu konkretu batean automatikoki

argiak piztea.

Sentsoreen bitartez iluntzen ari dela detektatu eta automatikoki

piztea.

3.1 Sailkapena (1)

• Sistema nahasiak eta sistema automatikoak: 2. Adibidea

• Imajinatu depositu baten ur maila kontrolatu nahi dugula.


3.2 Sailkapena (2): Begizta irekiko eta itxiko kontrol-sistemak

• Begizta irekiko kontrol-sistemak: • Irteerako seinaleak kontrol-seinalean eraginik EZ duen sistema da.

• Kontrol aldagaiak aurreikus daitekeen sistemaren portaeraren arabera doitzen dira.

• Ez dago inolako erlaziorik sistemaren erantzunaren eta sarrerako aldagaien artean

• Aktibatu ondoren, prozesuak amaitzeko denbora bat beharko du eta hau ez da emaitzen araberakoa izango.

• Irteeran dagoen seinalea ez da erabiltzen kontrolean sortu daitezkeen akatsak zuzentzeko.

• ERAGOZPENAK

• Oso ondo ezagutu behar da prozesua.

• Kanpoko perturbazioen aurrean ez daki erantzuten.

• Prozesu konplexuetan kontroladorea oso korapilatsua eta garestia da.



• Begizta irekiko kontrol-sistemak:



• Begizta itxiko kontrol-sistemak: • Irteerako seinaleak kontrol-seinalean eragina duen sistema

da.

• Erlazioa dago sistemaren erantzunaren eta sarrerako aldagaien artean.

• Erreferentziazko aldagaia zehazten da, eta prozesuaren erantzun teorikoak nolakoa izan behar duen adierazten digu.

• Sistemaren erantzuna benetan gertatzen den erantzuna litzateke.

• Erreferentziazko aldagaiaren (sarrerakoa) eta sistemaren erantzunaren (irteerakoa) arteko erlazioa ezarritako mugaren tartetik urruntzen bada, konparadoreak errore-seinale bat bidaltzen dio kontroladoreari sarrerako aldagaiak aldatzeko.



• Begizta itxiko kontrol-sistemak:



• Konparaketa:


BEGIZTA IREKIKOA BEGIZTA ITXIKOA

Mota sinpleena da

Ez dago inolako erlaziorik sistemaren

erantzunaren eta sarrerako aldagaien artean

Kontrolagailuak ez du prozesuaren emaitza

gainbegiratzen

Konplexuagoa da baina kontrol gehiago

eskaintzen du

Erlazioa bat ezar daiteke sistemaren

erantzunaren eta sarrerako aldagaien artean

Erreferentziazko aldagaiaren eta sistemaren

erantzunaren arteko erlazioa ezarritako

perdoi tartetik urruntzen denean,

konparadoreak seinale bat bidaltzen dio

kontroladoreari sarrerako aldagaik aldatzeko

3.3 Berrelikadura

• Irteerak kontrol-seinalearengan eragina izateko duen aukera da.

• Positiboa:

• Kontrol-sistemako irteerako seinaleak gehikuntza efektuak egiten ditu sarreran.

• Perturbazioaren alde edo hau indartzeko joera dauka.

• Ez dira sistema orekatuak lortzen.

• Askotan ez dira desirakoak izaten.


3.3 Berrelikadura

• Irteerak kontrol-seinalearengan eragina izateko duen aukera da.

• Negatiboa:

• Kontrol-sistemako irteerako seinalea gutxitze efektuak egiten ditu sarreran.

• Perturbazioaren aurka doa.

• Sistema orekatuak eta egonkorrak lortzen dira.


3.4 Begizta itxiko kontrol-sistema automatikoen adibideak

• Tenperatura


3.4 Begizta itxiko kontrol-sistema automatikoen adibideak

• Deposituaren nibela


4.1 Kontrol-sistema baten oinarrizko aldagaiak

• Aldagaiak sistemaren beraren portaerari buruzko erantzuna

emateaz arduratzen dira.

• KONTROL SISTEMA bat hainbat aldagairen bitartez dinamikoki

lotuta dauden elementu multzo bat da, bere helburua prozesua

gidatzea izango da.

• Aldagaiak edo seinaleak oso ugariak izan daitezke.

• Zenbat eta ugariago izan sistemaren funtzionamenduaren inguruan

lortu nahi dugun informazioa, orduan eta aldagai gehiago izan

beharko ditugu kontuan.




ALDAGAIAK

BARNEKOAK

SARRERAKOAK

Prozesuaren menpe daude

Prozesuaren menpe ez

baina portaeran

eragina

Egoera aldagaiak

Irteerako aldagaiak

Prozesuaren bilakaeraren abiapuntuko egoera

adierazten du.

Neur daitezkeen aldagaik dira eta prozesuaren

bilakaera adierazten dute.

Kontrol aldagaiak

Perturbazioak

Borondatez alda ditzazkegun aldagaiak dira.

Ustekabean gertatzen dira eta beraz, ezin ditzakegu

aldatu.


• Adibidea (I)



• Adibidea (II)

• Sistema ur depositu batez osatzen da. Deposituari ur kantitate batzuk sartu

eta ateratzen zaizkio, era honetan;

• q1 sarreratik, ura kontrolik gabe sartzen da

• q4 sarreratik, kontrolpeko ura sartzen da, X4 balbularen bitartez

• q2 ur ateratzea deposituan ura dagoen bitartean funtzionatzen

duen ponpa baten bitartez egiten da

• q3 ur irteera X3 balbularen bitartez kontrolatzen da.

• Ur sarrera eta ateratzeek deposituaren h maila aldatzen dute; maila honek,

ahal izanez gero, h0 maila maximoaren inguruan egon beharko luke



• Adibidea (II)



• Adibidea (II)

• Egoera aldagaiak: Deposituaren hasierako h maila eta q2 ur ateratzea.

• Irteerako aldagaiak: Urak deposituan duen une oroko garaiera eta desiratutako

garaieraren arteko aldea da.

• Kontrol aldagaiak: q4 sarrera eta q3 ateratzea dira.

• Perturbazioa: q1 sarera perturbazio bezala har daiteke. Hemendik sartzen den

ura kanpoko presio edo beste aldagai batzuen menpe egon daiteke.


4.2 Berrelikatutako kontrol-sistema baten dinamika eta oinarrizko osagaiak

• Begizta itxiko sistema: • 1-SORGAILUA: Sarrerako seinalea sortzen du.

• 2-KONPARADOREA: Akats seinalea sortzen du sarrera eta berrelikadura seinaleak konparatuz.

• 3-KONTROLADOREA: Akats seinalea da bere sarrera eta kontrol seinalea bere irteera. Kontrolatzen dugun medioari eman beharreko energia eta denbora kontrolatzen ditu.

• 4-POTENTZIA ANPLIFIKAGAILUA: Bere sarrera kontrol seinalea da eta bere irteera potentzia seinalea. Kontrolatzen dugun medioari energiaz hornitzen dio.

• 5-ERAGINGAILUA: Irteerako seinalea sortzen du.

• 6-PLANTA/SOLAIRUA: Gainerako sistema guztia. Perturbazioen menpe dagoena.

• 7- BERRELIKADURA OSAGAIA: Berrelikadura seinalea sortzen du.


4.2 Berrelikatutako kontrol-sistema baten dinamika eta oinarrizko osagaiak

• Begizta itxiko sistema:

(1) Sarrerako seinalea

(2) Berrelikadura seinalea

(3) Akats seinalea

(4) Kontrol seinalea

(5) Potentzia seinalea (anplifikatua)


4.3 Berrelikatutako kontrol-sistema baten oinarrizko osagaien adibideak

• 1-SORGAILUA: Potentziometroa, elikadura iturria.

• 2-KONPARADOREA: Anplifikadore operazionala.

• 4-POTENTZIA ANPLIFIKAGAILUA: Transistoreak, erreleak.

• 5-ERAGINGAILUA: Motorrak, zilindro pneumatikoak.

• 7-BERRELIKADURA OSAGAIA: Sentsoreak, kaptadoreak eta transduktoreak.


5.1 Definizioak eta oinarrizko kontzeptuak

• SISTEMA: Elkarrekin helburu zehatz bat betetzen duten zati edo osagai konbinazioa da. Sistema batek azpi-sistemak izan ditzake.

• PROZESUA(k): Helburu bat lortzeko egiten d(ir)en ekintza koordinatua(k) d(ir)a.

• BLOKEA: Eragiketa edo zeregin bat duen gailuari egiten dio erreferentzia.

• GEZIAK: Fluxu energetikoaren norabidea eta noranzkoa adierazten du.



• TRANSFERENTZIA FUNTZIOA: Sistemaren irteera eta sarreraren arteko erlazioa da.

• TF= IRTEERA/SARRERA



• KONRTOL-SISTEMEN ASIERAZPENA: Orain arte ikusitako kontrol-sistemak adierazteko blokeen diagrama erabiltzen da hauen barnean transferentzia funtzioa adierazten delarik.

• LERROEN ARTEKO KONBINAKETAK: Blokeak lerro eta gezien bidez lotzen dira ondorengo konbinazioak izanik. • Deribazio puntuak:



• LERROEN ARTEKO KONBINAKETAK: Blokeak lerro eta gezien bidez lotzen dira ondorengo konbinazioak izanik. • Aldagaien batuketa:

• Aldagaien kenketa:


5.2 Blokeen oinarrizko konbinaketak

• SERIE KONEXIOA:



• PARALELO KONEXIOA:



• BEGIZTA KONEXIOA BERRELIKADURA ZUZENAZ:



• BEGIZTA KONEXIOA BERRELIKADURA ZUZENAZ BIGARREN OSAGAI BATEKIN:



• ADARKATZE ETA DERIBAZIO PUNTUAK:



• DESKONPOSAKETAK:



• BEGIZTA KONEXIOA AURRERAKO ELIKADURA ZUZENAZ :



• BEGIZTA KONEXIOA AURRERAKO ELIKADURA ZUZENAZ BIGARREN OSAGAI BATEKIN:


automatika

Technology