Festo Didactic
548606 es
Robotino®
Manual de trabajo
Con CD-ROM
Utilización prevista y convenida
El sistema de robot móvil Robotino® ha sido desarrollado y producido con el único propósito de la formación
y el perfeccionamiento profesional en materia de automatización y tecnología. La entidad que imparte la
enseñanza y/o el estudiante deberán velar por el cumplimiento de las medidas de seguridad indicadas en el
presente manual.
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Referencia: 548606
Actualización: 08/2011
Autores: Monika Bliesener, Ralph-Christoph Weber, Ulrich Karras, Dirk Zitzmann,
Thomas Kathmann
Gráficos: Doris Schwarzenberger
Layout: 11/2011
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Índice
1 Robotino® – un sistema para la enseñanza en materia de robótica móvil y
tecnología de la automatización _____________________________________________________ VII
1.1 Aplicaciones de robots móviles ______________________________________________________ VIII
1.2 Tareas en la industria ________________________________________________________________X
2 El sistema para la enseñanza Robotino® ________________________________________________ XI
2.1 Grupos objetivo y temas_____________________________________________________________ XI
2.2 El Robotino® es interesante __________________________________________________________ XI
2.3 Estudiar mediante experimentos _____________________________________________________ XII
2.4 Tareas __________________________________________________________________________ XIII
2.5 Temas y contenidos _______________________________________________________________ XIII
2.6 Objetivos didácticos _______________________________________________________________ XIII
3 Una forma diferente de impartir clases ________________________________________________ XV
3.1 Temas __________________________________________________________________________ XV
3.2 Aprender experimentando __________________________________________________________ XV
3.3 Ventajas para el estudiante _________________________________________________________ XV
3.4 Ventajas para el instructor / el centro de estudios _______________________________________ XVI
3.5 Funciones asumidas por el instructor _________________________________________________ XVI
3.6 Métodos. Sugerencias para el instructor _____________________________________________ XVII
3.6.1 Otros ejemplos __________________________________________________________________ XVIII
3.7 Formas sociales _________________________________________________________________ XVIII
3.8 Control a distancia del Robotino® en clase ____________________________________________ XVIII
Ejercicios y soluciones
Proyecto 1
Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino® ____________________________________ 1
Proyecto 2
Movimiento lineal de un robot móvil en sentidos indistintos _______________________________________ 5
Proyecto 3
Movimiento lineal y posicionamiento de un robot ______________________________________________ 27
Proyecto 4
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con dos sensores de reflexión directa ____ 35
Proyecto 5
Aproximación precisa a una estación de carga _________________________________________________ 47
Proyecto 6
Aproximación a un obstáculo y mantener una distancia definida __________________________________ 59
Proyecto 7
Giro alrededor de una estación y aproximación a diversas posiciones de entrega ____________________ 63
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Proyecto 8
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con unsensor analógico inductivo _______ 67
Proyecto 9
Determinación del movimiento óptimo _______________________________________________________ 79
Proyecto 10
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con una webcam ____________________ 93
Proyecto 11
Búsqueda de un objeto de color. Aproximación controlada con una webcam _______________________ 101
Importante
Las tareas a resolver en los proyectos y las soluciones suponen la utilización de la versión 2.8 de
Robotino® View.
Tareas
Proyecto 1
Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino® ____________________________________ 1
Proyecto 2
Movimiento lineal de un robot móvil en sentidos indistintos _______________________________________ 9
Proyecto 3
Movimiento lineal y posicionamiento de un robot ______________________________________________ 23
Proyecto 4
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con dos sensores de reflexión directa ____ 33
Proyecto 5
Aproximación precisa a una estación de carga _________________________________________________ 45
Proyecto 6
Aproximación a un obstáculo y mantener una distancia definida __________________________________ 55
Proyecto 7
Giro alrededor de una estación y aproximación a diversas posiciones de entrega ____________________ 61
Proyecto 8
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con un sensor analógico inductivo ______ 65
Proyecto 9
Determinación del movimiento óptimo _______________________________________________________ 75
Proyecto 10
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con una webcam ____________________ 85
Proyecto 11
Búsqueda de un objeto de color. Aproximación controlada con una webcam ________________________ 91
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Teoría
1 Regulación/Regulador PID __________________________________________________________ I-3
1.1 ¿Qué es la técnica de regulación? ____________________________________________________ I-3
1.1.1 Técnica de control/Técnica de regulación ______________________________________________ I-3
1.1.2 Conceptos básicos de la técnica de regulación __________________________________________ I-4
1.2 Descripción del comportamiento de un tramo de regulación en función del tiempo ____________ I-9
1.3 Regulador ______________________________________________________________________ I-10
1.3.1 Regulador proporcional ___________________________________________________________ I-10
1.3.2 Regulador integral _______________________________________________________________ I-12
1.3.3 Regulador diferencial _____________________________________________________________ I-13
1.3.4 Reguladores combinados __________________________________________________________ I-14
1.3.5 Estructuración y parametrización de reguladores ______________________________________ I-16
2 Sistemas parciales de robots: actuadores ____________________________________________ I-19
2.1 Informaciones generales sobre robots omnidireccionales ________________________________ I-19
2.2 Ruedas omnidireccionales _________________________________________________________ I-20
2.3 Libertad de movimiento de un sistema en un espacio ___________________________________ I-23
2.3.1 Grados de libertad _______________________________________________________________ I-23
2.3.2 Sistema de coordenadas __________________________________________________________ I-23
2.3.3 Movimientos de cuerpos __________________________________________________________ I-25
2.4 Accionamiento de un actuador omnidireccional ________________________________________ I-26
2.4.1 Accionamiento y sentido del movimiento _____________________________________________ I-27
2.4.2 Accionamiento de los tres motores de Robotino® ______________________________________ I-28
3 Línea característica _______________________________________________________________ I-31
3.1 Obtención de una línea característica ________________________________________________ I-31
3.2 Linealización de una línea característica ______________________________________________ I-31
4 Detectores de rayos infrarrojos _____________________________________________________ I-33
4.1 Los detectores de rayos infrarrojos en Robotino® View __________________________________ I-34
5 Detectores de posición ópticos _____________________________________________________ I-35
5.1 Construcción de detectores ópticos _________________________________________________ I-35
5.2 Reserva de funcionamiento de detectores ópticos ______________________________________ I-36
5.3 Características técnicas ___________________________________________________________ I-37
5.4 Indicaciones para la utilización _____________________________________________________ I-38
5.5 Exclusión de luz de fondo en el caso de un detector de reflexión directa ____________________ I-39
5.6 Ajuste de la sensibilidad __________________________________________________________ I-39
5.7 Comportamiento del detector de reflexión directa al detectar objetos de reflexión especular ___ I-40
5.8 Ejemplos de aplicaciones __________________________________________________________ I-41
5.9 Detectores ópticos con fibra óptica __________________________________________________ I-41
5.9.1 Indicaciones para la utilización _____________________________________________________ I-42
5.9.2 Ejemplos de aplicaciones __________________________________________________________ I-43
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
6 Detectores inductivos _____________________________________________________________ I-45
6.1 Funcionamiento _________________________________________________________________ I-45
6.2 Aplicaciones ____________________________________________________________________ I-45
7 L istón protector, detección de colisiones ______________________________________________ I-46
7.1 Funcionamiento _________________________________________________________________ I-46
7.2 Aplicaciones ____________________________________________________________________ I-46
7.3 El listón protector en Robotino® View ________________________________________________ I-46
8 Webcam ________________________________________________________________________ I-47
9 Ventajas didácticas de Robotino® en la formación profesional moderna ____________________ I-48
9.1 Metas de la formación profesional moderna ___________________________________________ I-48
9.2 El sistema para la enseñanza Robotino® como parte integrante
de una formación profesional moderna ______________________________________________ I-48
9.3 Conclusiones ____________________________________________________________________ I-50
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606 VII
1 Robotino® – un sistema para la enseñanza en materia de robótica móvil y
tecnología de la automatización
Los robots móviles responden a órdenes dadas por voz, son capaces de detectar objetos según criterios
tridimensionales y pueden localizar objetos.
Hasta la actualidad, los sistemas de robots eran estacionarios. Los robots móviles constituyen el siguiente
paso de desarrollo en materia de robótica. Los sistemas móviles pueden ejecutar las mismas tareas que sus
antecesores estacionarios, pero, además, son capaces de desplazarse de un lugar a otro.
De esta manera se cumplen las condiciones necesarias para la realización de un sinnúmero de tareas
adicionales.
El robot Sojourner, que con la sonda Pathfinder llegó hasta Marte, copó los titulares de los medios de
comunicación. Este proyecto de la NASA ha demostrado la importancia que tienen los sistemas de control
de movimientos de los robots móviles. En el caso de la Pathfinder, fue considerado un gran éxito que el
robot lograse alejarse 10 centímetros de la cápsula espacial.
Pero los robots móviles también son útiles en otras aplicaciones. Estos robots permiten explorar
científicamente sistemas de canalización, mundos subacuáticos y volcanes, es decir, lugares de difícil
acceso para el ser humano.
Robotino® – un sistema para la enseñanza en materia de robótica móvil y tecnología de la automatización
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
1.1 Aplicaciones de robots móviles
El estudio de la robótica móvil y el desarrollo de las unidades respectivas se explica en buena parte por la
necesidad o el deseo de utilizar robots para que ayuden a las personas en su trabajo diario y en su entorno
cotidiano. Estos autómatas se utilizan en oficinas, hospitales, museos, bibliotecas, supermercados,
instalaciones deportivas (p.ej. para cortar el césped), salas de exposición, aeropuertos, estaciones de tren,
universidades, escuelas y, en un futuro no muy lejano, también en los hogares.
Para personas discapacitadas o de edad avanzada, un medio de transporte significa disfrutar de una mayor
libertad de movimiento e independencia. En estos medios, los sistemas de orientación, navegación,
detección y elusión de obstáculos tienen mucha importancia.
El centro de investigación de sistemas automatizados de Karlsruhe, desarrolló un robot de servicios móviles
llamado James. Igual que sus congéneres, Stan y Ollie, es capaz de planificar y ejecutar de modo
independiente las órdenes que recibe desde una estación central. Diversos detectores y sensores, entre
ellos un escáner de rayos láser, detectores de distancias mediante ultrasonido y cámaras, pueden detectar
el entorno para que el robot reaccione de modo apropiado para esquivar obstáculos según diversas
alternativas. La planificación y ejecución de esta tarea se realiza en función de un programa de software
especialmente redactado con ese propósito. Las ruedas del robot permiten ejecutar movimientos en
cualquier sentido.
Si estos robots disponen de las informaciones necesarias, como, por ejemplo, el plano de un edificio, son
capaces de llevar a cabo trabajos de mensajería de modo independiente. Este tipo de robot se utiliza, por
ejemplo, en hospitales o en grandes hoteles. En estos lugares, pueden transportar solos la ropa de cama y
las toallas hacia la lavandería o, también, pueden repartir la comida. También es posible que limpien el
suelo de modo independiente.
En los museos también se utilizan robots móviles para que hagan las veces de guardianes, función que
asumen con mucha eficiencia, ya que son pequeños, no son visibles en la oscuridad, y trabajan de modo
rápido y silencioso. En este caso, están dotados de detectores de calor o de movimientos, para detectar de
inmediato cualquier intruso y activar la alarma.
Robotino® – un sistema para la enseñanza en materia de robótica móvil y tecnología de la automatización
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La domótica "¿Qué puedo hacer por usted?" El trabajo concluye al acabarse la
batería
Tokio (AP). Aunque sus movimientos
aún son algo torpes y lentos y su voz es
más bien monótona, reaccionando al
mando a distancia se dirige
obedientemente hacia la ventana o nos
trae algo de beber. Es posible que
dentro de algunos años, el robot HRP-2,
desarrollado por un laboratorio de
investigación científica japonés, se haya
transformado en un solícito
mayordomo.
Los robots que llevan el nombre Promet,
son producto del trabajo de desarrollo
llevado a cabo por el Instituto nacional
de Ciencias Industriales Avanzadas.
Estos robots reaccionan a órdenes
emitidas de viva voz, son capaces de
detectar piezas según criterios
tridimensionales y pueden localizarlas
mediante sensores de luz infrarroja.
"Esperamos que puedan llegar a ser
algo así como animales domésticos
capaces de ayudar al ser humano",
explica Isao Hara, director del Instituto
con sede en Tsukuba, al noreste de
Tokio, refiriéndose a los dos robots
metálicos de color azul. "Creo que
pueden colaborar con el ser humano.
Ahora estamos estudiando la
posibilidad de integrarlos en la
sociedad humana."
Hara llama a su robot: "¡Ven aquí!" Y el
robot responde "¿Qué puedo hacer por
usted?". Si se le pide que ponga en
funcionamiento el televisor, el robot
responde: "Conectaré la televisión" y,
acto seguido, procede a hacerlo. Y si
Hara le pide que traiga una botella de
zumo, el robot le transmite la orden al
otro robot: "Ocúpate tú de eso". Hara
explica que los robots son capaces de
imitar casi cualquier movimiento
humano; lo único que no pueden hacer
es correr, porque eso sería demasiado
ruidoso y, además, causaría
demasiadas vibraciones. Por lo tanto,
avanza a paso lento. Hara indica que,
sobre todo, los robots deben establecer
una comunicación con las personas,
deben ser capaces de localizar objetos y
que deben reaccionar de modo
independiente. "Pueden ayudarnos
como nos ayudan los perros", concluye
Hara.
Japón es líder en materia de
robótica. Empresas como Sony,
Hitachi y Honda han desarrollado
Robots que tienen,
principalmente, fines de
entretenimiento. Pero en el
ámbito de la producción
industrial, ya están presentes por
doquier. Y si dejan de cumplir
órdenes, es porque se les
descargó la batería. Así sucedió
con Promet, que en medio de la
presentación, dejó de trabajar,
siendo necesario hacer una
pausa para recargar su batería.
Publicado el 22.2.2006 en Esslinger Zeitung
Robotino® – un sistema para la enseñanza en materia de robótica móvil y tecnología de la automatización
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1.2 Tareas en la industria
Sistema de transporte sin conductor
En las naves de las fábricas modernas y en zonas que albergan peligros se utilizan cada vez más sistemas
de transporte autónomos. Estos sistemas de transporte sin conductor que se desplazan solos sobre el suelo
son robots móviles. El guiado automático se realiza a lo largo de vías predeterminadas, aunque estos
vehículos también pueden trasladarse libremente en los almacenes o en el recinto de las fábricas. Por ello,
se diferencia entre sistemas de transporte guiados según recorridos fijos y sistemas con movimientos de
libre elección.
Los sistemas de transporte sin conductor son especialmente apropiados para llevar piezas hacia las líneas y
máquinas de montaje o de embalaje o recogerlas desde allí, o para efectuar tareas en secciones de
preparación de envíos de pedidos.
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2 El sistema para la enseñanza Robotino®
Los robots móviles debe cumplir determinados criterios técnicos y ciertas características:
Máquinas móviles provistas de sistemas propios de orientación, navegación, detección y elusión de
obstáculos
Fuente de energía propia para el robot y alimentación propia para el ordenador
Inclusión de detectores y actuadores propios
El sistema para la enseñanza Robotino® cumple todas estas condiciones y permite familiarizarse con los
numerosos temas relacionados con la tecnología de la robótica móvil.
2.1 Grupos objetivo y temas
Formación y perfeccionamiento profesional:
Puesta en funcionamiento del sistema mecatrónico
Captación y factores de escala de diversos datos ofrecidos por los detectores
Accionamiento eléctrico de motores
Técnicas de actuadores eléctricos
Regulación de un sistema de mecatrónica
Programación gráfica de aplicaciones para el sistema de robótica móvil
Análisis de los datos ofrecidos por los detectores en diversas aplicaciones
Introducción al tema del procesamiento de imágenes
Especialmente para escuelas técnicas superiores y universidades:
Programación en .Net, C++, C# y JAVA de aplicaciones de robótica móvil sobre la base de API
Control remoto a través de WLAN
Integración de un sistema de cámaras
Programación de navegación independiente
2.2 El Robotino® es interesante
No esconde su tecnología. Todo lo contrario: su tecnología está al descubierto y, por lo, tanto, visible
Es divertido, ya que el estudiante puede controlarlo personalmente para que ejecute las tareas de
modo inteligente
Su tecnología invita al estudiante a entender su forma de funcionamiento y a pensar en posibles
aplicaciones
Es una solución semejante a las que se utilizan en la industria, ya que está compuesto por
componentes que se emplean realmente
Es versátil, fácil de transportar y ocupa poco espacio
El sistema para la enseñanza Robotino®
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2.3 Estudiar mediante experimentos
Haciendo experimentos interesantes con Robotino®, el estudiante aprende cómo funcionan los sistemas
mecatrónicos, por lo que entiende la teoría relacionada con estos temas. Puede probar él mismo y adquirir
los conocimientos teóricos correspondientes en la parte teórica incluida en el sistema de enseñanza.
Con el software Robotino® View, el estudiante no solamente puede programar el sistema, sino, también,
modificar el programa interactivamente online o a través de WLAN y efectuar las respectivas pruebas.
Robotino® View: un ejemplo
Indicación online de los datos reales y nominales mediante un osciloscopio virtual
El sistema para la enseñanza Robotino®
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2.4 Tareas
Las tareas corresponden a aplicaciones industriales reales del sector de la técnica de la automatización.
Los experimentos con Robotino®
plantean sugerencias e ideas para entender mejor una determinada tecnología,
son útiles, interesantes, ilustrativos y orientados hacia la práctica
y, por lo tanto, permiten acceder de modo intuitivo, emocional y real a los temas de la técnica de
automatización y de la robótica móvil.
2.5 Temas y contenidos
El sistema para la enseñanza permite abordar temas correspondientes a las siguientes especialidades:
Mecánica
– Estructura mecánica de un sistema de robótica móvil
Puesta en funcionamiento
– Puesta en funcionamiento de un sistema de robótica móvil
Electrotécnica
– Accionamiento de motores
– Medición y evaluación de diversas magnitudes eléctricas
Técnica de detectores
– Guiado de sistemas de transporte mediante detectores
– Guiado sin colisiones, mediante detectores de distancias
– Guiado mediante procesamiento de imágenes provenientes de cámaras
Técnica de regulación
– Accionamiento de actuadores omnidireccionales
Programación
– Programación intuitiva mediante cableado gráfico de bloques funcionales previamente definidos
– Programación en C++ sobre la base de Windows API y Linux API (bibliotecas de funciones)
Localización de fallos
– La localización sistemática de fallos en una función de la robótica móvil
2.6 Objetivos didácticos
Con el Robotino® pueden alcanzarse los siguientes objetivos didácticos:
Desde la perspectiva del estudiante:
– Aprender a utilizar un sistema eléctrico regulado de accionamiento del motor
– Conocer los conceptos teóricos y la construcción de un sistema de regulación de corriente continua,
saber determinar las magnitudes características y efectuar la parametrización correspondiente
– Conocer las bases de la tecnología de accionamiento eléctrico
– Entender el funcionamiento de un sistema omnidireccional con tres ejes de movimiento; saber cómo
ponerlo en funcionamiento y controlarlo
– Saber poner en funcionamiento (software y hardware) un sistema de robótica móvil, recurriendo al
ejemplo del Robotino®
– Saber controlar el sistema de robótica móvil Robotino® de tal manera que ejecute movimientos en
varias direcciones
El sistema para la enseñanza Robotino®
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– Saber realizar un control mediante software del vehículo sin conductor (Robotino®), guiado por
detectores a lo largo de un recorrido definido
– Saber integrar un sistema de procesamiento de imágenes en el sistema de control del Robotino®
– Saber desarrollar un control del vehículo sin conductor (Robotino®), mediante un sistema de control
independiente con detectores de objetos y comportamiento de exploración sencillo
Además, es posible alcanzar los siguientes objetivos didácticos más avanzados:
Desde la perspectiva del estudiante:
– Poder realizar la integración de detectores adicionales
– Poder integrar en el sistema equipos mecánicos adicionales, por ejemplo, unidades de manipulación
– Saber programar (en C++) algoritmos propios para la navegación y el control
– Saber implementar un sistema de navegación propio independiente en el Robotino®
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3 Una forma diferente de impartir clases
Los sistemas independientes y mecatrónicos van adquiriendo una importancia cada vez mayor. El sistema
para la enseñanza Robotino® permite adquirir fundados conocimientos en materia de robótica móvil.
Robotino®, en su calidad de medio didáctico, es especialmente interesante porque su sistema cubre toda la
gama de las innovaciones más recientes en la materia. Lo mismo se aplica a la utilización de WLAN. Usted
puede presenciar en directo el funcionamiento de la tecnología mientras el programa introducido en el
sistema establece una comunicación directa con el Robotino® a través de WLAN.
3.1 Temas
El sistema permite abordar temas relacionados con los procesos (por ejemplo, reparaciones, control de
procesos) y, también, temas sobre la tecnología (por ejemplo, técnica de control, programación). Además,
es posible aislar determinados temas para utilizarlos en clase (por ejemplo, detectores, sistemas de
control).
3.2 Aprender experimentando
El estudio no empieza, como es usual, con la teoría, sino con la práctica. Los estudiantes pueden probar el
equipo e ir adquiriendo los conocimientos teóricos necesarios. Ello significa que los temas se abordan
mediante la colección de tareas, probando y haciendo experimentos.
Los experimentos están relacionados con los contenidos convencionales del plan de estudios anterior,
aunque tienen un carácter evidentemente más práctico que las clases (sólo teóricas) impartidas antes. El
contenido de las clases está relacionado directamente con las materias de estudio.
Considerando así que la teoría es sólo una especie de telón de fondo, el robot móvil Robotino® es, en
realidad, el medio didáctico. En estas condiciones, sólo se imparten los conocimientos teóricos necesarios
para la realización de los experimentos.
Aprender con el sistema de enseñanza Robotino® significa cumplir todos los criterios aplicables a un
sistema didáctico de estudios orientados a la práctica, destinados a la adquisición de un mayor nivel de
conocimientos realizando experimentos con éxito.
3.3 Ventajas para el estudiante
Los estudiantes aprenden el tema de la robótica móvil realizando interesantes experimentos. Así, muestran
mayor interés, se muestran ávidos de adquirir conocimientos técnicos y, además, rinden más.
El nivel de estudios aumenta lentamente con cada tarea, de modo que el estudiante puede comprobar (y
ver) cómo avanza en sus estudios tras haber solucionado cada tarea. Los conocimientos que va adquiriendo
los puede aprovechar en la siguiente tarea dedicada al mismo tema. La colección de tareas tiene una
orientación muy práctica. Se abordan asuntos que realmente existen en aplicaciones industriales. Por ello,
el estudio resulta más atractivo, encontrando soluciones apropiadas para tareas determinadas. Dado que el
estudiante no solamente ve y escucha lo que sucede en clase, sino que también participa activamente en
ella, presta mucha más atención y se siente más motivado para seguir abordando los temas (las tareas)
Una forma diferente de impartir clases
XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
siguientes. De este modo, está garantizado el buen resultado de los estudios.
Robotino® contribuye a que los estudiantes entiendan mejor la tecnología que se está aplicando.
3.4 Ventajas para el instructor / el centro de estudios
Considerando que los estudiantes se sienten cada vez más motivados y entienden mejor la tecnología, el
instructor puede transmitir los conocimientos correspondientes en menor tiempo y de modo más eficiente.
Ello significa que el instructor tiene que enfrentarse a menos factores que podrían distraer la atención de
sus estudiantes.
Adicionalmente, el instructor cuenta con un reconocimiento mayor de parte de sus estudiantes, de sus
colegas y de las empresas que, dentro del sistema dual de formación, envían a sus aprendices a que
estudien en el centro en el que él imparte clases. Las empresas quedan satisfechas con los avances de sus
aprendices, ya que pueden constatar que en el centro de estudios se imparten clases de carácter
eminentemente práctico. Las clases pueden estructurarse y configurarse según las tareas y éstas también
pueden utilizarse como temas de exámenes.
Adicionalmente, Robotino® también permite ofrecer clases que abordan diversas especialidades técnicas
(clases multidisciplinarias).
3.5 Funciones asumidas por el instructor
Una de las funciones que debe asumir el instructor consiste en transmitir conocimientos teóricos básicos.
Lo puede hacer aplicando un método didáctico más bien frontal. Pero, por otro lado, puede optar por un
estilo de enseñanza en el que asesora y aconseja a los estudiantes, asumiendo más bien una función de
conductor de las clases.
Utilización didáctica Centros de enseñanza Temas Medios didácticos
Centro de formación
profesional
Técnica de detectores
Mecánica
Técnica de regulación
Programación gráfica/visual,
símbolos, online
Procesamiento de imágenes
(opcional)
Detectores
Construcción
Técnica eléctrica de
accionamiento, accionamiento
de motores, medición y
evaluación
Robotino® View
Cámara (opcional)
Trabajo individual y en grupos
Estudio mediante
experimentos, recurriendo a
tareas de carácter práctico
Método centrado en el
instructor
Método centrado en el
estudiante
Escuelas de nivel superior Cálculo aplicado de vectores
Actuador omnidireccional
Robotino® View
Construcción
Trabajo individual y en grupos
Estudio mediante
experimentos, recurriendo a
tareas de carácter práctico
Método centrado en el
instructor
Método centrado en el
estudiante
Una forma diferente de impartir clases
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Utilización didáctica Centros de enseñanza Temas Medios didácticos
Sector TI Programación en C y JAVA
Procesamiento de imágenes
(opcional)
WLAN
.Net, C++, C# y JAVA
LUA (programación de propios
bloques de funciones)
Cámara
WLAN Robotino® y ordenador
Trabajo individual y en grupos
Estudio mediante
experimentos, recurriendo a
tareas de carácter práctico
Método centrado en el
instructor
Método centrado en el
estudiante
Escuelas técnicas superiores /
Universidades
C y JAVA
Cálculo de vectores
Programación de sistemas de
navegación independiente
Auslesen von Reglerdaten und
Erstellen eines eigenen
Motorreglers
.Net, C++, C# y JAVA
Bibliotecas (software)
LUA (programación de propios
bloques de funciones)
MatLab y LabView interfaz
Trabajo individual y en grupos
Estudio mediante
experimentos, recurriendo a
tareas de carácter práctico
Método centrado en el
instructor
Método centrado en el
estudiante
3.6 Métodos. Sugerencias para el instructor
Ejemplo: clases multidisciplinarias
El Robotino® puede emplearse muy bien en clases multidisiplinarias, es decir, en aquellas que abarcan
varias especialidades. Es posible, por ejemplo, combinar la programación mediante software Robotino®
View (interface gráfica de usuario) y la técnica de detectores.
Objetivos didácticos
El objetivo general consiste en aprovechar los datos de los detectores de tal manera en la programación,
que Robotino® avance a lo largo de una línea consistente de una cinta de aluminio.
Los objetivos didácticos específicos consisten en que el estudiante conozca las funciones, las
características y los campos de aplicación de detectores inductivos. Además, que dominen la utilización de
Robotino® View y que conozcan los símbolos y su significado.
Tarea
¿Cómo se puede lograr que Robotino® avance a lo largo de una línea determinada?
Criterios generales
– ¿Cómo definir un concepto de control para Robotino®?
– ¿Qué detectores pueden utilizarse?
– ¿Por qué debe recurrirse a una cinta de aluminio para marcar la línea?
Programación Robotino® View
Programación en .Net, C++, C# y JAVA
LUA (programación de propios bloques de funciones)
MatLab y LabView interfaz
WLAN
Procesamiento de imágenes
Una forma diferente de impartir clases
XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Detectores Detectores de distancias mediante luz infrarroja
Transmisor incremental
Detector para evitar colisiones
Detector inductivo de posición, analógico
Detector óptico, digital
3.6.1 Otros ejemplos
Otros ejemplos posibles: establecer una relación entre la técnica de regulación y la programación de
Robotino®.
En ese sentido, instruir a los estudiantes para que midan y evalúen las magnitudes eléctricas de Robotino®.
También puede establecerse una relación entre la mecánica y Robotino® View. En ese caso, el estudiante
puede entender la importancia que en la mecánica tiene la utilización de diversos piñones. Para ello, debe
montarlos y, a continuación, hacer una prueba con el programa que redactó previamente.
3.7 Formas sociales
Organizar campeonatos entre diversos equipos que deben resolver la misma tarea. Así se ponen de
manifiesto las diversas formas de enfocar la tarea y pueden encontrarse soluciones alternativas, lo que
fomenta una forma de pensar creativa y crítica.
Criterios de evaluación: solución apropiada, calidad, velocidad
3.8 Control a distancia del Robotino® en clase
Utilizando un Robotino®
Robotino® tiene su propio server WLAN. Ello significa que para el funcionamiento de un Robotino® sólo se
necesita un PC capaz de establecer una comunicación WLAN. En esta aplicación, el server WLAN del
Robotino® se encuentra en modalidad AP (Access Point).
Utilizando dos hasta cuatro Robotino®
Si se utilizan dos hasta cuatro Robotino® simultáneamente, la aplicación puede describirse en los mismo
términos que en el caso anterior.
Una forma diferente de impartir clases
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Ventaja
Todos los Robotino® pueden tener la misma dirección IP, ya que cada uno crea su propia red.
Desventaja
Varias redes WLAN puede interferir si sus canales están muy cercanos. Sólo existen once canales y, por
razones de seguridad, es recomendable que queden libres por lo menos tres canales entre dos canales
activos.
Utilizando varios Robotino®, con los PC conectados a una red del centro de estudios
El AP (Access Point) de los Robotino® debe ajustarse en la modalidad AP client, para lo que se utiliza
directamente el conmutador AP del Robotino® y por medio de la función de selección WLAN en el monitor
del Robotino®. En ese caso, se necesita un AP WLAN central, conectado a una red Ethernet local.
Ventaja
Es posible conectar una cantidad indistinta de Robotino® a la red.
Desventaja
Cada Robotino® debe contar con una dirección IP específica. Sin embargo, esta dirección puede
introducirse mediante el teclado de membrana.
Es posible acceder a la red desde fuera a través del AP (Access Point) no codificado.
Ajustes Valor
SSID RobotinoAPx.1
Canal 11
Codificación No
Una forma diferente de impartir clases
XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Utilizando varios Robotino® si no se dispone de una red en el centro de estudios
El WLAN del Robotino® debe ajustarse en modalidad AP client, para lo que se utiliza directamente el
conmutador de Robotino® y por medio de la función de selección WLAN en el monitor del Robotino®. En ese
caso se necesita un WLAN central adicional.
Ventaja
Es posible conectar una cantidad indistinta de Robotino® a la red.
Desventaja
Cada Robotino® debe contar con una dirección IP específica que puede introducirse mediante el teclado
de membrana.
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Ejercicios y soluciones
Proyecto 1
Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino® ____________________________________ 1
Proyecto 2
Movimiento lineal de un robot móvil en sentidos indistintos _______________________________________ 5
Proyecto 3
Movimiento lineal y posicionamiento de un robot ______________________________________________ 27
Proyecto 4
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con dos sensores de reflexión directa ____ 35
Proyecto 5
Aproximación precisa a una estación de carga _________________________________________________ 47
Proyecto 6
Aproximación a un obstáculo y mantener una distancia definida __________________________________ 59
Proyecto 7
Giro alrededor de una estación y aproximación a diversas posiciones de entrega ____________________ 63
Proyecto 8
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con unsensor analógico inductivo _______ 67
Proyecto 9
Determinación del movimiento óptimo _______________________________________________________ 79
Proyecto 10
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con una webcam ____________________ 93
Proyecto 11
Búsqueda de un objeto de color. Aproximación controlada con una webcam _______________________ 101
Importante
Las tareas a resolver en los proyectos y las soluciones suponen la utilización de la versión 2.8 de
Robotino® View.
Ejercicios y soluciones
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Proyecto 1 Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
1. Puesta en funcionamiento de Robotino® a) Confeccione una lista de comprobación para controlar si el sistema está completo.
Cantidad Denominación ok
3 Motor DC (motor de corriente continua) ok
3 Reductor con relación de 16:1 ok
3 Correa dentada ok
1 Baterías: 4 * 12V, dos de ellas incluidas ok
1 Placa de base con listón paragolpes ok
9 Sensor de distancias de luz infrarroja ok
3 Transmisor de impulsos, uno por motor ok
3 Rueda de giro en sentidos indistintos ok
1 Sensor contra colisiones (listón paragolpes) ok
1 Detector inductivo analógico ok
2 Sensor óptico digital de reflexión directa ok
1 Unidad de control con display, controlador y conexiones incluidas
(= cuerpo de la unidad de control) ok
1 Cámara ok
Fecha
Fecha actual
Firma
(Nombre y apellidos)
b) Compruebe el funcionamiento de los componentes y apunte los resultados de su comprobación.
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
c) Consultando el display del panel de mando, compruebe si el sistema se conectó correctamente. Al
hacerlo, fíjese en el LED que se encuentra en el panel de mando.
Indicación Descripción
LED LED encendido: estado ON
ROBOTINO®
172.26.1.1 PC104 dirección IP
V2.0 Versión de software
d) Consultando la indicación correspondiente en el panel de mando, compruebe el estado de carga de las
baterías.
Estado de carga de las baterías
Para consultar el estado de carga, consulte el diagrama de barras en el panel de mando. Si se muestran solo pocas barras, el estado
de carga es correspondientemente bajo.
Posición en reposo, ausencia de fallos eléctricos
Los rodillos no están en movimiento y no se produjeron fallos eléctricos.
e) Apunte en la hoja de trabajo los resultados de su comprobación.
Resultados
Puesta en funcionamiento el Fecha actual
Encargado de la puesta en
funcionamiento
(nombre y apellidos)
Alimentación de corriente e indicación
del estado
ok
Estado de carga de las baterías ok
Fecha Fecha actual
Firma (nombre y apellidos)
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
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2. Comprobar movimientos a) Compruebe los movimientos que ejecuta Robotino®. Active las funciones de demostración Avance,
Círculo, Cuadrilátero y Explorar.
– Observe los movimientos que se ejecutan con el robot levantado y con el robot en movimiento.
Descripción: movimiento de demostración "Avance"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Las ruedas delanteras se mueven. Por lo tanto, M1 y M3 están activos.
Robot sobre el suelo
Movimiento del robot
Sensores
Comportamiento de los rodillos
El robot avanza.
El sensor protector de colisiones (listón paragolpes) se activa al establecer
contacto con un obstáculo.
Los rodillos delanteros se mueven. Por lo tanto, M1 y M3 están activos.
Otras observaciones Para que Robotino® avance, es necesario que M1 y M3 giren a la misma
velocidad en el sentido correspondiente al frente de Robotino®.
Descripción: movimiento de demostración "Girar en círculos"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Los tres rodillos giran. Desfasados en el tiempo, los rodillos giran hacia
adelante y hacia atrás..
Movimiento
Comportamiento en movimiento
Sensores
Comportamiento de los rodillos
Se mantiene la orientación, de manera que Robotino® también mantiene su
orientación.
Sensor contra colisiones (listón paragolpes)
Los tres rodillos giran.
Otras observaciones Para ejecutar un movimiento circular es necesario que giren los tres rodillos.
Desfasados en el tiempo, los rodillos giran hacia adelante y hacia atrás..
Descripción: movimiento de demostración "Trazar un cuadrilátero"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Todos los rodillos giran. M2 y M3 giran en un sentido, M1 en sentido
opuesto. Para avanzar, es necesario que M1 y M3 giren hacia el frente de
Robotino®.
Movimiento
Comportamiento en movimiento
Sensores
Comportamiento de los rodillos
La orientación se mantiene en la medida en que Robotino® siempre mira
hacia el exterior.
Sensor protector en caso de colisión (listón paragolpes)
Giran todas los rodillos; M1 y M3 lo hacen hacia donde mira Robotino®.
Otras observaciones Óptimo: movimiento lineal de tramos de igual longitud, cambiando el
sentido de giro de los rodillos, por lo que Robotino® traza un cuadrado. Sin
embargo, puede suceder que el ángulo no sea preciso y que los tramos
recorridos no tengan exactamente la misma longitud.
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Descripción: movimiento de desmostración "Explorar"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Las ruedas delanteras se mueven. M1 y M3 están giran. Para avanzar, es
necesario que M1 y M3 giren hacia el frente de Robotino®.
Accionamiento de los sensores de luz infrarroja distancias 1,2,9:
M1 modifica su sentido de giro, se activa M2. De esta manera, Robotino®
esquiva el obstáculo. La maniobra para esquivar el obstáculo se ejecuta en
la medida en que todos los rodillos gira más rápidamente en el mismo
sentido.
Movimiento
Comportamiento durante el movimiento
Sensores
Comportamiento de los rodillos
Trata de impedir la colisión con obstáculos; se desvía antes de chocar.
Únicamente los sensores de distancias de luz infrarroja delanteros están
activos. Esto significa que Robotino® detecta obstáculos en la zona cubierta
por los sensores de luz infrarroja 1,2,9.
La maniobra para esquivar el obstáculo se ejecuta en la medida en que
todos los rodillos gira más rápidamente en el mismo sentido. Robotino® se
desvía hacia la izquierda.
Otras observaciones Robotino® ejecuta un movimiento lineal, igual que con el programa
"Avanzar". Gracias a los sensores activos de luz infrarroja, Robotino® no se
detiene después de chocar con el obstáculo. Más bien lo esquiva antes de
chocar. La maniobra para esquivar el obstáculo se ejecuta en la medida en
que todos los rodillos gira más rápidamente en el mismo sentido. Robotino®
se desvía hacia la izquierda.
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Tareas
Proyecto 1
Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino® ____________________________________ 1
Proyecto 2
Movimiento lineal de un robot móvil en sentidos indistintos _______________________________________ 9
Proyecto 3
Movimiento lineal y posicionamiento de un robot ______________________________________________ 23
Proyecto 4
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con dos sensores de reflexión directa ____ 33
Proyecto 5
Aproximación precisa a una estación de carga _________________________________________________ 45
Proyecto 6
Aproximación a un obstáculo y mantener una distancia definida __________________________________ 55
Proyecto 7
Giro alrededor de una estación y aproximación a diversas posiciones de entrega ____________________ 61
Proyecto 8
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con un sensor analógico inductivo ______ 65
Proyecto 9
Determinación del movimiento óptimo _______________________________________________________ 75
Proyecto 10
Movimiento guiado de un sistema de transporte sin conductor con una webcam ____________________ 85
Proyecto 11
Búsqueda de un objeto de color. Aproximación controlada con una webcam ________________________ 91
Importante
Las tareas a resolver en los proyectos y las soluciones suponen la utilización de la versión 2.8 de
Robotino® View.
Tareas
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Proyecto 1 Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
Objetivos didácticos Al finalizar el curso, el estudiante habrá alcanzado varias metas didácticas:
• El estudiante conocerá los componentes principales de un sistema móvil recurriendo al ejemplo de
Robotino®.
• El estudiante sabrá poner en funcionamiento un sistema móvil robotizado según el ejemplo de
Robotino®.
• El estudiante podrá realizar pruebas con Robotino® y podrá describir los movimientos de este sistema
móvil robotizado.
Descripción de la tarea a resolver El estudiante deberá revisar el material recibido y realizar la primera puesta en funcionamiento de un
sistema mecatrónico complejo.
Finalidad del proyecto Controlar el material recibido y poner en funcionamiento el obotino® por primera vez.
Para controlar el material recibido deberá procederse de la siguiente manera:
• Confección de una lista de comprobación y revisar el material según la lista
Para la primera puesta en funcionamiento deberá procederse de la siguiente manera:
• Verificar el procedimiento correcto para la puesta en funcionamiento
• Revisar el estado de carga de la batería
• Realizar pruebas del funcionamiento de los programas de movimientos Círculo, Avance, Cuadrilátero, Explorar.
• Confeccionar la documentación y dejando constancia de los resultados
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
2 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Esquema de situación
Tareas a resolver 1. Puesta en funcionamiento de Robotino®
2. Comprobar movimientos
Medios auxiliares disponibles Documentación técncia de Robotino®
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
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1. Puesta en funcionamiento de Robotino® a) Confeccione una lista de comprobación para controlar si el sistema está completo.
Consulte la documentación técnica para comprobar qué componentes debe incluir el sistema.
Algunos de los componentes más importantes: 3 motores DC
2 baterías de 12 V, dos baterías de repuesto
Placa de base con listón protector
Sensores de distancia
Plataforma de trabajo con webcam (cámara)
Controlador incluido en el sistema
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
4 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
– Rellene la lista de comprobación. Marque con un aspa las tareas en la medida en que las va
resolviendo.
Cantidad Denominación ok.
Fecha:
Firma:
b) Compruebe el funcionamiento de los componentes y apunte los resultados de su comprobación.
Para resolver las siguientes tareas proceda tal como se describe en el capítulo de puesta en
funcionamiento de la documentación técnica.
– Eleve el sistema para que los rodillos puedan moverse y girar libremente.
– Conecte el Robotino® a la red y active la unidad de control del sistema.
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
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c) Consultando el display del panel de mando, compruebe si el sistema se conectó correctamente. Al
hacerlo, fíjese en el LED que se encuentra en el panel de mando.
Indicación Descripción
d) Consultando la indicación correspondiente en el panel de mando, compruebe el estado de carga de las
baterías.
Estado de carga de las baterías
Posición en reposo, ausencia de fallos eléctricos
e) Apunte en la hoja de trabajo los resultados de su comprobación.
Resultados
Puesta en funcionamiento el
Encargado de la puesta en
funcionamiento
Alimentación de corriente e indicación
del estado
Estado de carga de las baterías
Fecha
Firma
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
6 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
2. Comprobar movimientos a) Controle los movimientos de Robotino ® recurriendo a las aplicaciones de demostración Avance,
Círculo, Cuadrilátero y Explorar.
– Observe los movimientos que se ejecutan con el robot levantado y con el robot en movimiento.
Al ejecutar el programa de exploración, Robotino® únicamente deberá esquivar obstáculos que se
encuentran sobre el suelo. De lo contrario, es posible que se produzcan daños.
– Ejecute los programas círculo, avance, cuadrilátero y explorar una vez con Robotino® elevado y otra vez
con Robotino® sobre el suelo.
Proceda tal como se describe en el capítulo de ejecución de pruebas y de programas de demostración en
la documentación técnica. Seleccione el programa correspondiente en el menú que aparece en el display.
– Describa el comportamiento de los tres rodillos omnidireccionales. Indique qué movimientos realizan
cuando se ejecutan los programas avance, cuadrilátero, círculo, y explorar
Cuando Robotino® se mueve, observe su orientación.
– ¿Qué sensores se activan?
– Explique el comportamiento del sistema. ¿Qué relación existe entre el movimiento de los rodillos y el
movimiento de Robotino®?
Descripción: movimiento de demostración "Avance"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Robot sobre el suelo
Movimiento del robot
Sensores
Comportamiento de los
rodillos
Otras observaciones
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 7
Descripción: movimiento de demostración "Girar en círculos"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Movimiento
Comportamiento en
movimiento
Sensores
Comportamiento de los
rodillos
Otras observaciones
Descripción: movimiento de demostración "Trazar un cuadrilátero "
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Movimiento
Comportamiento en
movimiento
Sensores
Comportamiento de los
rodillos
Otras observaciones
Proyecto 1 – Revisión del material y puesta en funcionamiento de Robotino®
8 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Descripción: movimiento de desmostración "Explorar"
Robot levantado
Movimientos de los rodillos
Movimiento
Comportamiento durante el
movimiento
Sensores
Comportamiento de los
rodillos
Otras observaciones
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Teoría
1 Regulación/Regulador PID __________________________________________________________ I-3
1.1 ¿Qué es la técnica de regulación? ____________________________________________________ I-3
1.1.1 Técnica de control/Técnica de regulación ______________________________________________ I-3
1.1.2 Conceptos básicos de la técnica de regulación __________________________________________ I-4
1.2 Descripción del comportamiento de un tramo de regulación en función del tiempo ____________ I-9
1.3 Regulador ______________________________________________________________________ I-10
1.3.1 Regulador proporcional ___________________________________________________________ I-10
1.3.2 Regulador integral _______________________________________________________________ I-12
1.3.3 Regulador diferencial _____________________________________________________________ I-13
1.3.4 Reguladores combinados __________________________________________________________ I-14
1.3.5 Estructuración y parametrización de reguladores ______________________________________ I-16
2 Sistemas parciales de robots: actuadores ____________________________________________ I-19
2.1 Informaciones generales sobre robots omnidireccionales ________________________________ I-19
2.2 Ruedas omnidireccionales _________________________________________________________ I-20
2.3 Libertad de movimiento de un sistema en un espacio ___________________________________ I-23
2.3.1 Grados de libertad _______________________________________________________________ I-23
2.3.2 Sistema de coordenadas __________________________________________________________ I-23
2.3.3 Movimientos de cuerpos __________________________________________________________ I-25
2.4 Accionamiento de un actuador omnidireccional ________________________________________ I-26
2.4.1 Accionamiento y sentido del movimiento _____________________________________________ I-27
2.4.2 Accionamiento de los tres motores de Robotino® ______________________________________ I-28
3 Línea característica _______________________________________________________________ I-31
3.1 Obtención de una línea característica ________________________________________________ I-31
3.2 Linealización de una línea característica ______________________________________________ I-31
4 Detectores de rayos infrarrojos _____________________________________________________ I-33
4.1 Los detectores de rayos infrarrojos en Robotino® View __________________________________ I-34
5 Detectores de posición ópticos _____________________________________________________ I-35
5.1 Construcción de detectores ópticos _________________________________________________ I-35
5.2 Reserva de funcionamiento de detectores ópticos ______________________________________ I-36
5.3 Características técnicas ___________________________________________________________ I-37
5.4 Indicaciones para la utilización _____________________________________________________ I-38
5.5 Exclusión de luz de fondo en el caso de un detector de reflexión directa ____________________ I-39
5.6 Ajuste de la sensibilidad __________________________________________________________ I-39
5.7 Comportamiento del detector de reflexión directa al detectar objetos de reflexión especular ___ I-40
5.8 Ejemplos de aplicaciones __________________________________________________________ I-41
5.9 Detectores ópticos con fibra óptica __________________________________________________ I-41
5.9.1 Indicaciones para la utilización _____________________________________________________ I-42
5.9.2 Ejemplos de aplicaciones __________________________________________________________ I-43
I-2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
6 Detectores inductivos _____________________________________________________________ I-45
6.1 Funcionamiento _________________________________________________________________ I-45
6.2 Aplicaciones ____________________________________________________________________ I-45
7 Listón protector, detección de colisiones _____________________________________________ I-46
7.1 Funcionamiento _________________________________________________________________ I-46
7.2 Aplicaciones ____________________________________________________________________ I-46
7.3 El listón protector en Robotino® View ________________________________________________ I-46
8 Webcam ________________________________________________________________________ I-47
9 Ventajas didácticas de Robotino® en la formación profesional moderna ____________________ I-49
9.1 Metas de la formación profesional moderna ___________________________________________ I-49
9.2 El sistema para la enseñanza Robotino® como parte integrante
de una formación profesional moderna ______________________________________________ I-49
9.3 Conclusiones ____________________________________________________________________ I-51
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606 I-3
1 Regulación/Regulador PID
1.1 ¿Qué es la técnica de regulación? En las máquinas o equipos suele ser necesario regular diversas magnitudes tales como, por ejemplo,
presión, temperatura o caudal, para que se ajusten a un valor previamente determinado. Además, estos
valores ajustados no deberán cambiar si se producen interferencias. Para conseguirlo, se utiliza un sistema
de regulación.
La técnica de regulación se dedica a todos los temas relacionados con esta tarea.
Para que un regulador de funcionamiento independiente reciba una señal eléctrica correspondiente a la
magnitud que debe regularse, primero es necesario captar y convertir la señal.
A continuación, esa magnitud debe compararse en el regulador con el valor o el transcurso de valores
predeterminados. Una vez hecha esa comparación, debe decidirse cómo incidir en la máquina para efectuar
el ajuste.
Finalmente, debe encontrarse un lugar apropiado en la máquina para modificar la magnitud que se pretende
regular (por ejemplo, la unidad de regulación de una calefacción). Para ello es importante saber cómo se
comporta la máquina.
La técnica de regulación aprovecha criterios de validez general, aplicables a diversas tecnologías. En la
mayoría de los libros de texto se explica este tema recurriendo a complicadas fórmulas matemáticas. En el
presente capítulo se explican los conceptos básicos de la técnica de regulación, prescindiendo en buena
medida a explicaciones matemáticas.
1.1.1 Técnica de control/Técnica de regulación
Controlar En la norma alemana DIN 19226, el control se define en los siguientes términos: Controlar es la operación
que se ejecuta en un sistema en el que la magnitud de entrada (una o varias) es diferente de la magnitud de
salida. La diferencia se produce según las características del sistema.
El control se caracteriza por tener una acción abierta, lo que significa que la magnitud de salida no influye
en la magnitud de entrada.
Regular En la norma alemana DIN 19226, la regulación se define en los siguientes términos: regular es la operación
que se ejecuta en un sistema en el que la magnitud a regular (magnitud regulada) se capta
ininterrumpidamente para compararla con un valor determinado (magnitud o valor de referencia).
Dependiendo del resultado de esta comparación, la magnitud de entrada se modifica de tal modo que la
magnitud de salida adquiera el valor definido, a pesar de la presencia de interferencias por magnitudes
perturbadoras. Debido a esta acción retroactiva, se trata de un circuito de acción en bucle cerrado.
Regulación/Regulador PID
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1.1.2 Conceptos básicos de la técnica de regulación
Magnitud o valor de referencia La magnitud de referencia W también se llama valor de referencia o valor nominal de la magnitud a regular
(magnitud regulada). La magnitud de referencia indica el valor que se desea que tenga la magnitud
regulada. La magnitud de referencia puede ser constante a través del tiempo, pero también puede cambiar
en el transcurso del tiempo. El valor efectivo de la magnitud regulada se llama valor real.
La regulación tiene la función de mantener el valor de regulación en un valor determinado o de modificarlo
según un transcurso definido. Este valor definido se llama magnitud de referencia.
Magnitud regulada
Definición La finalidad de la regulación consiste en conseguir que una magnitud mantenga un valor determinado o que
cambie según un transcurso definido. La magnitud a regular se llama magnitud regulada "x".
Esta función se aplica en equipos y máquinas de la más diversa tecnología. El valor que se regula es la
magnitud regulada.
Ejemplo Revoluciones de un motor DC (Consultar proyecto 2)
El valor nominal y el valor real de las revoluciones deben coincidir en la mayor medida posible, para que los
movimientos se ejecuten de manera óptima.
Las magnitudes reguladas pueden ser, por ejemplo, las siguientes:
• La presión de un acumulador de presión
• La presión en una prensa hidráulica
• La temperatura en un baño de galvanización
• El caudal del agente refrigerante en un intercambiador térmico
• La concentración de una substancia química en un reactor agitador
• La velocidad de avance de una máquina herramienta con actuador eléctrico
• Las revoluciones de un motor
Magnitud de regulación La regulación únicamente puede ser automática si es posible intervenir en la máquina o el equipo para
influir en la magnitud regulada. Sólo de esta manera puede regularse la magnitud para que corresponda a
un valor previamente definido. La magnitud que permite esta regulación se llama valor de regulación "y".
Los valores de regulación pueden ser, por ejemplo, los siguientes:
• La posición de la válvula de escape de un depósito de aire comprimido
• La posición de la válvula hidráulica reguladora de presión
• La tensión aplicada en la calefacción eléctrica de un baño de galvanización
• La posición del estrangulador en un tubo de agente refrigerante
• La posición de la válvula en un tubo de alimentación de substancias químicas
• La tensión en el rotor de un motor de corriente continua
Regulación/Regulador PID
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Magnitud perturbadora "z" Cualquier tramo de regulación está expuesto a interferencias. Precisamente estas interferencias son las
que, en muchos casos, obligan al uso de un sistema de regulación. Las interferencias se llaman magnitudes
perturbadoras "z".
El tramo de regulación es aquella parte del equipo o de la máquina en la que la magnitud regulada debe
alcanzar un valor determinado, y en la que el valor de regulación compensa el efecto de la magnitud
perturbadora. Un tramo de regulación no solamente tiene el valor de regulación como valor de entrada, ya
que también las magnitudes perturbadoras son valores de entrada.
Diferencia de regulación "xd" La comparación entre la magnitud de referencia y la magnitud regulada redunda en una diferencia de
regulación xd. Esta diferencia se obtiene de la siguiente manera:
xd = e = W - x
Comportamiento de regulación El comportamiento de regulación se refiere a la forma que reacciona el tramo de regulación a cualquier
cambio de los valores de entrada. La determinación del comportamiento de regulación es el objeto de la
técnica de regulación.
Regulador El regulador tiene la función de acercar la magnitud regulada lo más posible a la magnitud de referencia. En
el regulador se compara constantemente la magnitud regulada con el valor de la magnitud de referencia.
Con esta comparación y considerando el comportamiento de regulación, se determina y emite el valor de
regulación.
Magnitud de regulación x
(valor real)
Valor de regulación yDiferencia de
regulación x
Magnitud de referencia W
(valor nominal)
Comportamientode regulación
(algoritmo)+
Elemento de control y actuador para regulación El elemento de control modifica la magnitud regulada. El elemento de control es activado por un actuador
especial para regulación. Los actuadores de regulación son necesarios si el elemento de control no puede
activarse directamente por el regulador.
Elemento de medición Para que el regulador reciba la magnitud regulada, esta magnitud debe ser captada primero por un
elemento de medición (detector, transductor) para ser transformada en una magnitud física que el
regulador pueda procesar en calidad de señal de entrada.
Regulación/Regulador PID
I-6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 548606
Circuito de regulación El circuito de regulación incluye todos los componentes de un circuito de acción cerrado, necesarios para
obtener un sistema de regulación automático.
Magnitud de regulación x
(valor real)
Valor de regulación y
Tramo deregulación
ReguladorMagnitud de referencia W
(valor nominal)
Ejemplo: Robotino® El bloque de funciones Motor contiene un regulador (software) para ajustar las revoluciones del motor.
Magnitud a regular(valor real)
M1ReguladorValor de
regulación
Magnitud de referencia(valor nominal)
Regulación/Regulador PID
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La magnitud de referencia W del regulador sea igual a las revoluciones nominales x del motor.
• Magnitud regulada = valor real de las revoluciones del motor
La medición se realiza mediante en encoder del motor.
El regulador tiene la función de minimizar la diferencia de regulación, es decir, la diferencia entre el
valor real y la magnitud de referencia.
Mediante numerosas pruebas se ha podido comprobar que con valores de
Kp = 25
Ki = 25
Kd = 25
el regulador ofrece muy buenos resultados.
Ejemplo Dependiendo de la diferencia de regulación, el regulador trasmite una señal al elemento de control. Si la
diferencia de regulación es grande y tiene signo negativo (es decir, si el valor del caudal es superior al valor
determinado previamente), la válvula se cierra algo más. Si la diferencia de regulación es grande y tiene
signo positivo (es decir, el valor medido es inferior al valor determinado previamente), la válvula se abre
algo más.
Magnitud de referencia20° C
Regulador
°C Indicación
Aparato de medición
Agua
Espira de calefacción
Válvulade regulación
Vapor
Motor eléctrico
Por lo general, la adaptación del valor de salida no es óptima:
• Si la intervención es demasiado rápida y fuerte, la excitación en la entrada del sistema es demasiado
grande, por lo que se produce un recorrido oscilante en la salida.
• Si la intervención es lenta y débil, el valor de salida sólo se adapta aproximadamente al valor nominal.
Además, diferentes sistemas (es decir, diferentes tramos de regulación) exigen la aplicación de estrategias
de regulación también diferentes. Los sistemas con retardos grandes, deben regularse cuidadosamente y
con previsión. Esta constatación es, en realidad, el resumen de los problemas que deben resolver la técnica
de regulación y los especialistas que se dedican a ella.
Regulación/Regulador PID
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Emisor decomando
w
Valor nominal wMagnitud dereferencia
ReguladorTramo
deregulación
Valor real xMagnitud regulada
e
Punto decomparación
xDesviación
y
Valor de regulación
Elemento de control Lugar de medicióncon detector
Magnitud perturbadora
x
Si para modificar una magnitud debe diseñarse un sistema de regulación en una máquina o equipo, deberá
procederse de la siguiente manera:
• Definir el valor de regulación (de esta manera, queda definido el tramo de regulación)
• Determinar el comportamiento del tramo de regulación
• Determinar la estrategia de regulación en relación con el tramo de regulación (comportamiento del
"sistema regulador")
• Seleccionar los aparatos de medición y los elementos de control apropiados
Ejemplo de regulación En realidad, un automóvil no se controla, sino que se regula con el volante. El funcionamiento es el
siguiente:
Si se traza una curva con un automóvil, con el volante se regula el sentido del movimiento. Es decir, se
regula el automóvil de tal manera que efectúe un movimiento a lo largo de un trazado determinado
previamente.
Tramo de regulación
Definición Entre el valor de regulación y la magnitud regulada existen relaciones complicadas. Estas relaciones están
determinadas por la dependencia física recíproca entre ambas magnitudes. La parte interesante para la
regulación es aquella que determina los procesos físicos. Esta parte se llama tramo de regulación.
El tramo de regulación es aquella parte de la máquina o del equipo en la que la magnitud regulada debe
adquirir un valor determinado y en la que el valor de regulación compensa las magnitudes perturbadoras.
Un tramo de regulación no solamente tiene el valor de regulación en calidad de valor de entrada, ya que
también las magnitudes perturbadoras son valores de entrada.
Para definir un regulador para el tramo de regulación, primero debe conocerse el comportamiento del tramo
de regulación. Al técnico especializado en regulación no le interesan los procesos técnicos válidos en el
tramo de regulación; únicamente está interesado en el comportamiento del sistema.
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Comportamiento de un sistema en función del tiempo El comportamiento de un sistema en función del tiempo (también llamado comportamiento dinámico) es
especialmente importante en la técnica de regulación. Se trata del cambio que experimenta el valor de
salida (magnitud regulada) en el transcurso del tiempo, en caso de cambiar los valores de entrada. En este
caso, es importante el comportamiento al producirse modificaciones del valor de regulación.
El técnico especializado en sistemas de regulación siempre debe saber que casi cualquier sistema tiene un
determinado comportamiento dinámico.
1.2 Descripción del comportamiento de un tramo de regulación en función del tiempo
Respuesta gradual o función transitoria El comportamiento de un sistema en caso de un salto del valor de entrada, se llama respuesta gradual o
función transitoria. La respuesta gradual caracteriza a cualquier sistema. También se utiliza para describir
sistemas mediante ecuaciones matemáticas.
Comportamiento dinámico Esta forma de describir un sistema también se llama descripción del comportamiento dinámico. En la gráfica
se explican las relaciones. En este caso, el valor de regulación aumenta dando un salto (ver el diagrama
siguiente).
La respuesta gradual de la magnitud regulada x representa un proceso de estabilización con breves
sobreoscilaciones.
Valor de regulación y Magnitud regulada xTramo deregulación
y x
t t
Estado de equilibrio Otra característica de los sistemas es su comportamiento en estado de equilibrio, es decir, su
comportamiento estático.
Comportamiento estático Un sistema alcanza su estado de comportamiento estático si todas las magnitudes ya no cambian en
función del tiempo. Ello significa que el estado de equilibrio se alcanza al término del proceso de
estabilización. Este estado se puede mantener durante un tiempo ilimitado.
También en el caso del estado de equilibrio, el valor de salida depende del valor de entrada. Esta
dependencia se muestra mediante la línea característica de un sistema.
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1.3 Regulador En la sección anterior se trató el tema del "tramo de regulación", es decir, aquella parte de una máquina o
un equipo que puede controlarse mediante un sistema de regulación. En la siguiente sección se abordará el
tema del regulador.
Un regulador es el elemento que está incluido en el circuito de regulación y que se encarga de comparar
entre el valor medido (valor real) y el valor previamente definido (valor nominal) para calcular y transmitir el
valor de regulación.
Por lo dicho antes, es evidente que un tramo de regulación puede ser de diversos tipos. Existen tramos
rápidos, otros con un marcado retardo y también los hay que tienen un efecto de memoria.
El valor de regulación debe definirse de forma diferente para cada uno de estos tipos de tramos de
regulación. Por ello existen varios reguladores con diferente comportamiento de regulación. La tarea del
especialista en técnica de regulación consiste en seleccionar el comportamiento de regulación del regulador
más apropiado para un determinado tipo de tramo de regulación.
Comportamiento de regulación Se llama comportamiento de regulación a la forma que el regulador debe obtener el valor de regulación en
función de la diferencia de regulación.
Regulador PID para regular un motor En la industria, el regulador más frecuente es el regulador lineal estándar. Su relación de transmisión se
debe a sus elementos P, I y D, que representan tres formas lineales básicas.
El regulador PID es el regulador estándar más importante, ya que reúne las buenas propiedades de otros
tipos de reguladores y, además, porque es muy rápido y preciso. Se trata de un regulador con
comportamiento proporcional, integral y diferencial. Si se produce un salto de la señal, el valor de
regulación primero tiene un comportamiento PD y, a continuación, desaparece la acción D y aumenta la
acción I en función del tiempo. Los valores característicos son aquellos que corresponden a cada uno de los
componentes de regulación:
• Kp = parte proporcional del regulador PID antepuesto al motor
• Ki = parte integral del regulador PID antepuesto al motor
• Kd = parte diferencial del regulador PID antepuesto al motor
1.3.1 Regulador proporcional En un regulador proporcional, la señal del valor de regulación se calcula proporcionalmente en relación con
la diferencia de regulación. Si la diferencia de regulación es grande, también lo es el valor de regulación. Si
la diferencia de regulación es pequeña, también lo es el valor de regulación. En circunstancias ideales, el
comportamiento del regulador P en función del tiempo es exactamente igual al comportamiento del valor de
entrada. La ventaja consiste en que este regulador interviene muy rápidamente, sin retardo.
Ejemplo de regulación del nivel de llenado A través de un conducto de alimentación fluye agua a un depósito, por lo que sube el flotador. Mediante
una palanca, el flotador actúa sobre la válvula de alimentación. Si se consume mucha agua, la válvula debe
estar correspondientemente abierta. Si se consume poca agua, la válvula está muy poco abierta.
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Ello significa que si se consume mucha agua, el nivel del agua en el depósito es más bajo que en el caso de
poco consumo de agua. Esta es la desventaja de un regulador proporcional: dependiendo de la magnitud
perturbadora Z, varía el nivel del agua contenido en el depósito.
Estos reguladores suelen ser electrónicos.
Entradade agua
Salida deagua
Flotador(sensor)
Válvula dealimentación
Aplicaciones Los reguladores proporcionales se utilizan en aplicaciones en las que la precisión de la regulación no tiene
mayor importancia. El regulador P transforma directamente un salto de la señal de entrada en un salto de la
señal de salida. Ambas señales son de respuesta rápida
• Ventajas
Las ventajas del regulador proporcional son su rápida respuesta y su construcción sencilla.
• Desventajas
La ventaja consiste en que, con reguladores proporcionales, el circuito de regulación mantiene una
diferencia de regulación. La magnitud regulada (valor real) nunca alcanza el valor de la magnitud de
referencia (valor nominal).
e
t
Diferencia de regulación e
y
t
Valor de regulación y
e y
Símbolo del regulador P
Comportamiento del regulador P en función del tiempo: En un regulador P, el valor de regulación "y" cambia proporcionalmente según
la diferencia de regulación "e"
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1.3.2 Regulador integral El regulador integral surte más efecto cuanto más grande es la diferencia de regulación. Incluso si la
diferencia de regulación es muy pequeña, se produce una señal de salida grande, siempre y cuando
transcurra el tiempo suficiente. El regulador integral convierte saltos de la señal de entrada en señales de
salida en forma de rampas debido a la suma constante (integración).
Ello significa que los cambios del valor de regulación se producen de forma continua y mucho más
lentamente que en el caso de un regulador proporcional.
Si en la entrada del regulador integral se recibe una señal constante, la señal de salida cambia de modo
continuo, hasta que se compensa la diferencia de regulación. El valor de regulación de un regulador integral
es proporcional a la relación entre la diferencia de regulación y el tiempo.
El valor de regulación aumenta cuanto más grande es la diferencia de regulación y cuanto más tiempo
transcurre existiendo esa diferencia de regulación. En un regulador I, las diferencias de regulación y la
velocidad de la regulación son igualmente proporcionales, es decir, cuanto mayor es la diferencia de
regulación, tanto más rápido se modifica el elemento de control.
No es frecuente que se utilice un regulador integral puro, ya que estos reguladores tienden a ser inestables
y porque reaccionan lentamente a cambios rápidos.
Aplicaciones Los reguladores integrales se utilizan para eliminar la desventaja que tienen los reguladores
proporcionales, que no pueden compensar completamente la diferencia de regulación. Por ello, en la
práctica suelen combinarse los reguladores integrales con reguladores proporcionales.
e
t
Diferencia de regulación e
y
t
Valor de regulación y
e y
Símbolo del regulador I
Comportamiento del regulador I en función del tiempo: En un regulador I, el valor de regulación reacciona proporcionalmente a la
relación entre la diferencia de regulación y el tiempo
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1.3.3 Regulador diferencial Existen tramos de regulación en los que se manifiestan rápidamente magnitudes de perturbación. En ese
caso, la magnitud regulada varía mucho en poco tiempo en relación con la magnitud de referencia. Estas
desviaciones pueden compensarse mediante un regulador D.
El valor de salida de un regulador D es proporcional al cambio de la diferencia de regulación en el
transcurso del tiempo. Por lo tanto, un salto que modifica la diferencia de regulación redunda en un valor
infinitamente grande del valor de regulación en la salida del regulador.
Aplicaciones Considerando que el regulador D sólo reacciona a los cambios que experimenta la diferencia de regulación,
este tipo de regulador no se utiliza de modo aislado. Es decir, siempre se utiliza en combinación con un
regulador P o un regulador PI.
Sin embargo, un regulador diferencial no es capaz de compensar una diferencia de regulación persistente.
En la práctica, casi no se utilizan reguladores diferenciales puros.
En la práctica, un regulador diferencial se combina con un regulador proporcional o con un regulador
proporcional e integral.
La eficiencia del regulador diferencial es tanto mayor, cuanto más rápidamente se producen las diferencias
de regulación.
Comportamiento del regulador D en función del tiempo: En un regulador D, el valor de regulación cambia proporcionalmente al cambio
de la diferencia de regulación.
e
t
Diferencia de regulación e
y
t
Valor de regulación y
e y
Símbolo del regulador D
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1.3.4 Reguladores combinados Considerando que los diversos tipos de reguladores no son capaces, por sí solos, de conseguir el
comportamiento necesario para una tarea de regulación, suele optarse por una combinación. Sin embargo,
no todas las combinaciones entre los tres tipos de reguladores son apropiadas en todos los casos. Las
combinaciones más frecuentes son las siguientes:
• Regulador PI
• Regulador PD
• Regulador PID
t
Diferencia de regulación
t
Regulador PI
t
Regulador PD
t
Regulador PID
e
y
y
y
Regulador PI Un regulador PI es la combinación de un regulador I y un regulador P. De esta manera, pueden aprovecharse
las ventajas que ofrecen ambos reguladores, es decir, las reacciones rápidas del regulador integral I y la
compensación de la diferencia de regulación restante mediante el regulador P. Ello significa que el
regulador PI puede utilizarse en numerosos tipos de tramos de regulación.
Además del comportamiento proporcional, se suma otro factor que expresa el comportamiento de la parte I.
Se trata del tiempo de reajuste. Este tiempo es un criterio para expresar la velocidad con la que un
regulador corrige la magnitud regulada para compensar la diferencia de regulación restante, adicionalmente
al valor de regulación obtenido mediante la parte P. El tiempo de reajuste es el tiempo que un regulador PI
es más rápido que el regulador I.
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Diferencia de regulación e Valor de regulación yRegulador
e y
t tTn
Tn = Tiempo de reajuste
Regulador PID Adicionalmente al regulador PI, el regulador PI incluye la parte diferencial. Ello significa que, adicionalmente
se tiene en cuenta la velocidad del cambio de la diferencia de regulación.
Si la diferencia de regulación cambia mucho, la parte diferencial provoca primero una elevación breve y
extrema del valor de regulación. Mientras que la influencia de la parte diferencial disminuye
inmediatamente, la parte integral aumenta lentamente. Si cambia poco la diferencia de regulación, puede
obviarse la parte de la acción diferencial.
• Ventajas
Este comportamiento tiene la ventaja de contar con una intervención rápida cuando se producen
cambios o si aparecen magnitudes perturbadoras, por lo que la diferencia de regulación se compensa
más rápidamente.
• Desventajas
La desventaja consiste en que se pueden producir oscilaciones mucho más rápidamente en el circuito
de regulación, con lo que el ajuste mediante el regulador resulta más difícil.
Tiempo de acción derivada Debido a la parte D, este tipo de regulador es más rápido que un regulador P o un regulador PI. Esta
circunstancia se expresa a través del tiempo de acción derivada Tv. Este tiempo es aquél por el que el
regulador PID es más rápido que el regulador PI.
Diferencia de regulación e Valor de regulación yRegulador
e y
t tTn
Tn = Tiempo de reajusteTv = Tiempo de acción derivada
Tv
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Resumen Tipo de regulador
Comportamiento en función del tiempo
Características
Diferencia deregulación
Regulador P
Apropiado si las exigencias en relación con la magnitud de
referencia son modestas. Regulación rápida, aunque sin
capacidad de compensar totalmente la diferencia de regulación.
Regulador I
Regulación lenta. Posibilidad de compensar completamente la
diferencia de regulación. En caso de producirse cambios grandes
de la magnitud perturbadora, el regulador integral tiende a ser
inestable.
Regulador D
Reacciona únicamente a cambios de la diferencia de regulación.
No se utiliza como único regulador.
Regulador PI
Los reguladores proporcionales suelen utilizarse en combinación
con una menor parte integral. De esta manera, es posible
compensar completamente la diferencia de regulación. Se trata
de una combinación de uso frecuente.
Regulador PD
Combinación poco común. Es apropiada en sistemas de
regulación en los que es necesario reaccionar rápidamente a
cambios grandes de la magnitud perturbadora.
Regulador PID
Se utiliza si el sistema de regulación debe cumplir criterios muy
estrictos. La parte proporcional provoca una regulación rápida,
mientras que la parte integral permite una mayor precisión. La
parte diferencial aumenta la velocidad de regulación.
1.3.5 Estructuración y parametrización de reguladores Los reguladores son parte integrante de sistemas de automatización, especialmente utilizados para
estabilizar los procesos. Se utilizan con los siguientes fines:
• Provocar determinados estados del proceso (modos de funcionamiento) y mantenerlos
automáticamente
• Eliminar los efectos que tienen las interferencias en la ejecución de los procesos
• Evitar un acoplamiento no deseado de procesos parciales dentro del proceso técnico
Definir dimensiones probando Este método para definir las dimensiones de cada una de las partes es apropiado en este caso, ya que se
trata de un sistema sencillo. En primer lugar, deberán ajustarse valores no críticos de las partes Kp, Ki y Kd.
Para ello, deberá elegirse un valor lo más pequeño posible de Kp, mientras que las otras dos partes se
ponen en cero (Kp pequeño, Kd=0, Ki=0).
A continuación se eleva lentamente la parte Kp (amplificación), hasta que la atenuación es deficiente.
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Ejemplo: Robotino® View
Ajuste del regulador PID
En Robotino® View (con la ayuda de EA09 View) es sencillo regular las revoluciones de un motor de corriente
continua. Las partes Kp, Ki y Kd se ajustan mediante los cursores correspondientes.
Atenuación deficiente La atenuación es deficiente si se reducen las oscilaciones Amplitud de una oscilación.
Sin embargo, si surge la tendencia a producirse oscilaciones, deberá reducirse nuevamente la parte Kp.
A continuación se agrega la parte I, aumentándola paso a paso hasta que el resultado es más o menos
satisfactorio. Si el resultado sigue siendo poco satisfactorio, es posible agregar la parte D. Agregando la
parte D, puede estabilizarse la regulación. Si es así, pueden aumentarse nuevamente las partes Kp y Ki. Esta
operación se repite varias veces, hasta que el resultado resulta ser definitivamente satisfactorio.
Este método práctico y usual, aplicado para determinar los parámetros de regulación, no siempre es
óptimo. Sin embargo, es suficiente en sistemas como el que aquí se describe.
Otros métodos para ajustar los parámetros de regulación:
• Reglas de ajuste
• Método de oscilaciones
• Respuesta gradual
• Diagrama de Bode
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