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Universidad de Oriente Núcleo de Monagas Departamento de Ingeniería de Sistemas Curso Especial de Grado - Área: ACPI Instrumentación y Control Industrial

Variables controladas y Variables incontroladas. Unidad I: Conceptos básicos de Control.

Profesor:

Bachilleres:

Ing. Moisés Pérez

Arévalo Lorenzo, Danelys C. C.I: 19.663.296 Cordero Guevara, Francelys M. C.I: 22.969.047 Equipo CRM

Maturín, Marzo del 2015 ÍNDICE

INTRODUCCIÓN.......................................................................................................3 MARCO TEÓRICO....................................................................................................4 Los sistemas de control..........................................................................................4 Variable...................................................................................................................4 Variable Controlada................................................................................................4 Variables Incontrolada............................................................................................5 Algunas técnicas para controlar variables extrañas..............................................5 DISCUSIÓN...............................................................................................................7 CONCLUSIÓN...........................................................................................................9 BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................10

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INTRODUCCIÓN Cuando hablamos de los sistemas de control podemos percibir el nivel de importancia que ha tomado con el tiempo y lo esencial que es en muchos procesos industriales, como en el diseño de pilotos automáticos, en el diseño de automóviles, y en tantas operaciones industriales como en el control de la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, viscosidad, en todos estos procesos es fundamental tener mucha precisión y cuidado para esto hay que controlar ciertas variables. Al controlar estas variables se procede a corregir o limitar la desviación que haya tenido el sistema ya sea por una perturbación o por algún error, esto se busca para así conseguir un comportamiento optimo del sistema y al tener un ese comportamiento esperado se mejora lo que es la productividad y se simplifica el trabajo manual proporcionando confiabilidad y seguridad. Por lo que es necesario entender que en los sistemas de control se manejan muchas variables, pero son las variables controladas y las variables incontroladas las que estaremos desarrollando a mayor profundidad a continuación.

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MARCO TEÓRICO Los sistemas de control Son un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de un sistema con el fin de reducir las posibilidades de fallas y obtener los resultados deseados. Estos sistemas se clasifican en sistemas de control de lazo abierto en los cuales la salida no tiene efecto sobre la acción de control y los sistemas de control de lazo cerrado, los cuales mantiene una relación determinada entre la salida y la entrada de referencia comparándolas y usando la diferencia como medio de control. Con estos sistemas de control se busca la estabilidad frente a las perturbaciones y errores que se pueden encontrar en los modelos, para poder conseguir dicha estabilidad es necesario tratar con las variables del sistema. Variable Se puede definir como cualquier elemento que posee características dinámicas, estáticas, química y físicas bajo ciertas condiciones, que constantemente se pueden medir (rasgo, atributo, dimensión, propiedad, etc.) capaz de adoptar más de un valor o magnitud y se pueden definir como todo aquello que vamos a medir, controlar y estudiar. En los sistemas de control se encuentran las variables controladas y las variables incontroladas. Variable Controlada Es la variable directa a regular, sobre la que constantemente estamos pendientes ya que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que dentro del bucle de control es captada por el transmisor para originar una señal de retroalimentación. Normalmente la variable controlada es considerada la salida del sistema. Es el parámetro más importante del proceso, debiéndose mantener estable (sin cambios), pues su variación alteraría las condiciones requeridas en el sistema, su monitoreo a través de un sensor es una condición importante para dar inicio al control. Así, con el estudio de la pérdida de peso como un ejemplo, una variable controlada podría ser el número de comidas consumidas por los participantes del estudio. La frecuencia con la que los participantes del estudio comen podría afectar la forma en que su cuerpo almacena la grasa, es por eso por lo que debe

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ser controlada o de lo contrario cambiará la forma como el número de calorías ingeridas afecta el peso de los participantes del estudio.

Variables Incontrolada Es la que se modifica para afectar directamente a la variable controlada, es decir, es la herramienta para alterar la variable directa en el proceso. También se puede decir que son todas aquellas variables que el investigador no controla directamente, pero que pueden influir en el resultado de su investigación. Deben ser controladas, hasta donde sea posible, para asegurar de que los resultados se deben al manejo que el investigador hace de la variable independiente, más no a variables extrañas, no controladas. Esto se puede hacer con más facilidad bajo una investigación experimental, como dentro de un ambiente controlado. En una investigación cuasi-experimental con sujetos como personas, se hace un poco más difícil. De acuerdo a las relaciones jerárquicas las variables extrañas o incontroladas sin ser el motivo de la investigación afectan o potencialmente pueden afectar la relación de las variables de interés. Afectan bien sea en forma directa o indirecta los valores de variables dependientes. Estas variables incontroladas provocan una relación espuria entre variables, causando confusión en la lectura de las salidas. Potencialmente siempre están presentes aunque no se les identifique. Cuando la variable no controlada se somete a técnicas de control pasan a ser variables controladas.

Algunas técnicas para controlar variables extrañas: Eliminación: Cuando se sabe que existe una variable extraña que puede alterar los resultados de la investigación, se puede controlar mediante la eliminación. Constancia de condiciones: por ejemplo, en un estudio experimental se desea estudiar dos o más grupos de sujetos o muestras, éstos se deben someter exactamente a las mismas condiciones, tanto físicas como dé lugar, manteniendo, de esta manera, constante las circunstancias bajo las cuales se investiga. Balance: Cuando se sabe que una variable extraña puede influir de manera definitiva en el estudio y no se puede eliminar, ni igualar las condiciones de los

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grupos o muestras, se recurre al balanceo. Este mecanismo distribuye en forma equitativa la presencia de la variable extraña entre los grupos. Contrabalanceo: En algunas investigaciones se pide a los sujetos o la muestra que respondan varias veces a un mismo estímulo o a varios estímulos diferentes. Esta serie de respuestas puede provocar en los mismos dos reacciones: por un lado, fatiga, porque los sujetos se cansan de estar respondiendo; por otro lado, aprendizaje, ya que después de presentar 2 o 3 veces el mismo estímulo el sujeto ya sabe cómo responder. Para evitar estos problemas, los grupos se pueden subdividir en subgrupos para que los efectos de la fatiga y/o aprendizaje queden anulados. Aleatorización: Este método de control es uno de los más sencillos y más utilizados en ciencias sociales, sobre todo cuando se llevan a cabo estudios experimentales. Se parte del postulado de que si la selección y distribución de sujetos en grupos de control fue hecha al azar, se puede inferir que las variables extrañas, desconocidas por el investigador, se habrán repartido también al azar en ambos grupos, y así quedarán igualadas. De igual modo puede pasar en algunos experimentos en las ciencias biológicas, por ejemplo, si tenemos una investigación para ver la influencia de un método de enseñanza sobre el aprendizaje y no podemos medir la inteligencia de los alumnos, como esta es una variable que tiene influencia sobre el aprendizaje, la controlamos eligiendo al azar los niños que tomarán parte en el estudio, de tal modo que en los distintos grupos que formemos las aptitudes intelectuales de los distintos alumnos se compensen unas con otras.

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DISCUSIÓN La necesidad de disminuir o simplificar tareas y especialmente sustituir los procesos manuales y repetitivos que la mano del hombre ha venido realizando fueron sustituidas por las maquinas hasta cierto punto, dado a que en la actualidad aún existen procesos que no han sido automatizados, pero son los que han reflejado el alcance que conocemos y sin duda es un motor que permitió el desarrollo de los sistemas de control actuales. Automatizar los procesos a través de los sistemas de control nos permiten obtener resultados óptimos mediante la manipulación y el control de ciertas variables ya que existen perturbaciones que pueden afectar los resultados de lo que se esté experimentando, o bien sea, un producto final o servicio. Por estas razones en la actualidad aún se siguen buscando las respuestas adecuadas para la mejor manera de someter los cambios externos que influyen en las variables que se conocen dentro del sistema de control. Es importante saber que dentro de un sistema de control vamos a encontrarnos con variables controladas y variables incontroladas, extrañas o no controladas, estas últimas son las variables que como investigador se deben de identificar para su respectiva corrección tomando en cuenta que se busca dar un equilibrio al sistema, en función de que la salida sea la deseada, para esto dichas variables deben ser manipuladas o controladas en este caso pasan a ser variables controladas para así evitar las salidas indeseadas o en el peor de los casos, la destrucción del sistema en su totalidad. En el mismo orden de ideas, si las variables incontroladas no se manipulan con anticipación, ya sea por no haberlas predefinido, no conocer su existencia o haber sido producidas por las alteraciones o perturbaciones, existen métodos muy utilizados que pueden servir para tomar el control de esa variable y estos son los de eliminación y el de aleatorización. El método de la eliminación se usa con frecuencia en sistemas industriales y consiste en simplemente identificar la variable extraña que afecta el sistema y eliminarla, de no ser posible hacerlo por completo se puede aplicar reduciendo al mínimo su capacidad de influir sobre otras. Por otra parte el método de aleatorización es comúnmente usado en el diseño de experimentos, asignando sin orden particular valores al azar a los grupos en estudio.

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Las variables pueden controlarse de varias maneras, por ejemplo si un estudio de comportamiento físico para un tipo determinado de atletas se realiza en varias ubicaciones geográficas hay que velar por que las condiciones atmosféricas, climáticas, entre otras, tengan la mayor similitud posible a fin de evitar resultados alterados por tales condiciones. Es imprescindible destacar que existe la posibilidad de que una variable sea imposible de controlar por lo que es necesario tener en cuenta que el resultado tendrá un error irreducible y por tal motivo las respuestas deben estar redactadas y reducidas a intervalos que puedan incluir una posible respuesta correcta.

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CONCLUSIÓN

Al encontrarnos en un mundo tan cambiante las necesidades deben de ajustarse a estos cambios, para esto es necesario tener a la disposición mecanismos o sistemas que faciliten el trabajo manual transformándolo en un sistema autónomo y que garantice la obtención de las salidas deseadas pero, para esto es necesario actuar sobre el sistema y controlar las variables extrañas para que sea anulado o disminuido su efecto, reduciendo el error en cada salida para así obtener el resultado esperado. Gracias a la manipulación de las variables que afectan estos sistemas de control manejándolas con precisión y con exactitud han permitido avances tecnológicos a gran escala haciendo posible los viajes espaciales, vehículos espaciales, exploración de los océanos, avances sorprendentes en el área de la medicina y especialmente en la robótica, abarcando entre tantos procesos industriales que han mejorado los mecanismos de trabajo generando mayor productividad y por ende satisfaciendo el consumo de la población y mejorando la calidad de vida.

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BIBLIOGRAFÍA Ogata, Katsuhiko. Ingeniería de Control Moderna, 4a ed. Prentice Hall. Madrid, 2003. themis_lunadark9540, Unidad I Instrumentación - Variables de Interés y Errores de Medición. [Página web en línea]. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/24782782/Unidad-I-Instrumentacion#scribd [2015, 21 Marzo]. Almada, variables-de-interés-y-errores-de-medición. [Página web en línea]. Disponible en: https://instrumentacionmecanica.files.wordpress.com/2011/12/1variables-de-interes-y-errores-de-medicion.pdf [2015, 21 Marzo].

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