SISTEMA.
Un sistema es un conjunto de partes o elementos
organizados y relacionados que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Los sistemas reciben (entrada) datos, energía o materia del ambiente y proveen (salida) información, energía o materia.
Un
sistema puede ser físico o concreto (una computadora, un televisor, un humano) o puede ser abstracto o
conceptual (un software).
Cada
sistema existe dentro de otro más grande, por lo tanto un sistema puede estar
formado por subsistemas y partes, y a la vez puede ser parte de un súper
sistema.
Los
sistemas tienen límites o fronteras, que los diferencian del
ambiente. Ese límite puede ser físico (el gabinete de una computadora) o
conceptual. Si hay algún intercambio entre el sistema y el ambiente a través de
ese límite, el sistema es abierto, de lo contrario, el sistema es cerrado.
El
ambiente es el medio en externo que envuelve física o
conceptualmente a un sistema. El sistema tiene interacción con el ambiente, del cual recibe entradas y
al cual se le devuelven salidos. El ambiente también puede ser una amenaza para
el sistema.
Un grupo de elementos no constituye un sistema si no
hay una relación e interacción, que de la idea de un "todo" con un
propósito.
INTRODUCCIÓN
A LOS SISTEMAS.
Conceptos
Básicos de Sistemas.
El
concepto de sistema en general está sustentado sobre el hecho de que ningún
sistema puede existir aislado completamente y siempre tendrá factores externos
que lo rodean y pueden afectarlo, por lo tanto podemos referir a Muir citado en
Puleo (1985) que dijo: "Cuando tratamos de tomar algo, siempre lo
encontramos unido a algo más en el Universo".
Puleo
define sistema como " un conjunto de entidades caracterizadas por ciertos
atributos, que tienen relaciones entre sí y están localizadas en un cierto
ambiente, de acuerdo con un cierto objetivo".
Conjunto
de personas, datos y procedimientos que trabajan coordinadamente. Para alcanzar
el objetivo de apoyar el funcionamiento de la organización. Haciendo posible que la empresa mantenga contacto con el medio ambiente que la rodea, es decir con: Clientes, Proveedores, Organizaciones Estatales de contralor y recaudación de impuestos y aportes, Funcionarios, Accionistas o
propietarios.
Sistema
operativo: Sistema
tipo software que controla la computadora y administra los servicios y sus funciones así como también la ejecución de otros programas compatibles con éste.
Un sistema operativo permite interactuar con el hardware de computadoras, teléfonos celulares, PDAs, etc. y ejecutar
programas compatibles en éstos.
Permite
controlar las asignaciones de memoria, ordenar las solicitudes al sistema, controlar
los dispositivos de entrada y salida, facilitar la
conexión a redes y el manejo de archivos.
Sistema
experto: Sistemas
que emulan el comportamiento de un experto en un campo concreto, su
objetivo es lograr mejor calidad y rapidez en las respuestas y mejorar
la productividad de un experto. Forma parte de la Inteligencia Artificial. Suelen basarse en el conocimiento declarativo (hechos sobre objetos,
situaciones) y el conocimiento de control (información sobre el seguimiento de
una acción).
Un
Sistema Experto está conformado por:
·
Base de
conocimientos (BC).
·
Módulos
de justificación: muestra el razonamiento seguido para llegar a una
conclusión determinada.
·
Interfaz
de usuario.
Sistema
informático: Un
sistema informático es un conjunto de partes que funcionan relacionándose entre
sí con un objetivo preciso. Sus partes son: hardware, software y las personas
que lo usan.
Por
ejemplo, una computadora, sus dispositivos periféricos y la persona que la maneja, pueden constituir un sistema
informático.
Un
sistema informático puede formar parte de un sistema de información; en este último la información,
uso y acceso a la misma, no necesariamente está informatizada. Por ejemplo, el
sistema de archivo de libros de una biblioteca y su actividad en general es un sistema de
información. Si dentro del sistema de información hay computadoras que ayudan
en la tarea de organizar la biblioteca, entonces ese es un sistema informático.
EVOLUCIÓN
DE LOS SISTEMAS.
Los Sistemas
fueron considerados inicialmente como un elemento que podía proporcionar
ahorros de coste en las organizaciones, en la medida que podía dar soporte a
actividades operativas en las que la información constituía el principal
elemento implicado. En efecto, hasta la década de los años setenta (1970),
la gestión empresarial se centraba en la adecuada administración de los recursos clásicos de "tierra o energía, trabajo y capital", toda vez que las empresas se encontraban ante un entorno estable y
predecible y con una demanda creciente. Bajo estas circunstancias el éxito de las empresas descansaba en la competencia basada en los recursos tangibles, vía costes
y en la consecución de economías de escala. En la década de los setenta (70), Richard Nolan,
un conocido autor y profesor de la Escuela de Negocios de Harvard, desarrolló una teoría que impactó el proceso de planeación de los recursos y las actividades de la
informática. Según Nolan, la función de la Informática en las organizaciones
evoluciona a través de ciertas etapas de crecimiento, las cuales se explican a
continuación:
Comienza
con la adquisición de la primera computadora y normalmente se justifica por
el ahorro de mano de obra y el exceso de papeles.
Este
último podrá estar bajo el régimen de honorarios, o bien, puede recibirse el
soporte de algún fabricante local de programas de aplicación. ·
En esta
etapa es importante estar consciente de la resistencia al cambio del personal y usuario (ciberfobia) que están involucrados
en los primeros sistemas que se desarrollan, ya que estos sistemas son
importantes en el ahorro de mano de obra. ·
Esta
etapa termina con la implantación exitosa del primer Sistema de Información. Se
inicia con la implantación exitosa del primer Sistema de Información en
la organización. Como consecuencia de lo anterior, el primer
ejecutivo usuario se transforma en el paradigma o persona que se habrá que imitar. ·
Las
aplicaciones que con frecuencia se implantan en esta etapa son el resto de los
Sistemas Transaccionales no desarrollados en la etapa de inicio, tales como
facturación, inventarios, control de pedidos de clientes y
proveedores, cheques, etc. ·
El
pequeño departamento es promovido a una categoría superior, donde depende de
la Gerencia Administrativa o Contraloría.
Se inicia
la contratación de personal especializado y nacen puestos tales como analista
de sistemas, analista-programador, programador de sistemas, jefe de desarrollo, jefe de soporte técnico, etc. ·
Las
aplicaciones desarrolladas carecen de interfaces automáticas entre ellas, de
tal forma que las salidas que produce un sistema se tienen que alimentar en
forma manual a otro sistema, con la consecuente irritación
de los usuarios.
Los gastos por concepto de sistemas empiezan a crecer en
forma importante, lo que marca la pauta para iniciar la racionalización en
el uso de los recursos computacionales dentro de la empresa. Este problema y el inicio de su solución marcan
el paso a la siguiente etapa.
Etapa de
control o formalización. Para identificar a una empresa que transita por esta etapa es necesario
considerar los siguientes elementos: ·
Esta
etapa de evolución de la Informática dentro de las empresas se
inicia con la necesidad de controlar el uso de los recursos computacionales a
través de las técnicas de presupuestación base cero (partiendo de
que no se tienen nada) y la implantación de sistemas de cargos a usuarios (por
el servicio que se presta).
Nace la
necesidad de establecer criterios para las prioridades en el desarrollo de
nuevas aplicaciones. La cartera de aplicaciones pendientes por desarrollar
empieza a crecer. ·
En esta
etapa se inician el desarrollo y la implantación de estándares de trabajo
dentro del departamento, tales como: estándares de documentación, control de proyectos, desarrollo y diseño de sistemas, auditoría de sistemas y programación. · Se integra a la organización del departamento
de sistemas, personal con habilidades administrativas y preparadas
técnicamente. · Se inicia el desarrollo de interfaces automáticas entre los
diferentes sistemas. Etapa de integración. Las características de esta etapa son las
siguientes: ·
La
integración de los datos y de los sistemas surge como un resultado directo de
la centralización del departamento de sistemas bajo una
sola estructura administrativa. · Las nuevas tecnologías relacionadas con base de datos, sistemas
administradores de bases de datos y lenguajes de cuarta generación, hicieron
posible la integración. ·
En esta
etapa surge la primera hoja electrónica de cálculo comercial y los usuarios inician haciendo sus
propias aplicaciones. El costo del equipo y del software disminuyó por lo
cual estuvo al alcance de más usuarios. ·
En forma
paralela a los cambios tecnológicos, cambió el rol del usuario y del
departamento de Sistemas de Información. El departamento de sistemas evolucionó
hacia una estructura descentralizada, permitiendo al usuario utilizar herramientas para el desarrollo de sistemas. · Los
usuarios y el departamento de sistema iniciaron el desarrollo de nuevos
sistemas, reemplazando los sistemas antiguos, en beneficio de la organización.
Etapa
de administración de datos. Entre las características que
destacan en esta etapa están las siguientes: ·
El
departamento de Sistemas de Información reconoce que la información
es un recurso muy valioso que debe estar accesible para todos los usuarios.
Etapa de madurez.
Entre los
aspectos sobresalientes que indican que una empresa se encuentra en esta etapa,
se incluyen los siguientes: ·
Al llegar
a esta etapa, la Informática dentro de la organización se encuentra definida
como una función básica y se ubica en los primeros niveles del organigrama (dirección). · Los sistemas que se desarrollan son Sistemas
de Manufactura Integrados por Computadora, Sistemas Basados
en el Conocimiento y Sistemas Expertos, Sistemas de Soporte a las Decisiones,
Sistemas Estratégicos y, en general, aplicaciones que proporcionan información
para las decisiones de alta administración y aplicaciones de carácter estratégico. ·
En esta
etapa se tienen las aplicaciones desarrolladas en la tecnología de base de datos y se logra la integración de redes de comunicaciones con terminales en lugares remotos, a través
del uso de recursos computacionales.
En los
umbrales del siglo XXI, las empresas se vienen enfrentando a nuevos escenarios,
caracterizados por la globalización e internacionalización de los negocios, que
nos plantean la plena integración en la Unión Europea y los rápidos y continuos cambios que se
producen en la economía local, regional, nacional y mundial junto a
la heterogénea naturaleza cultural, social, tecnológica, económica,
competitiva y de otra índole de las variables que configuran tales cambios.
LA
ORGANIZACIÓN COMO SISTEMA.
Las
organizaciones son unidades sociales intencionalmente construidas y reconstruidas
para lograr objetivos específicos.
Existen
dos tipos de sistemas:
·
Sistema Abierto:
Conjunto
de elementos dinámicamente relacionados, en interacción que desarrollan una
actividad para lograr un objetivo o propósito, operando con datos, energía,
materia, unidos al ambiente que rodea el sistema y para suministrar
información, energía, materia.
Posee
numerosas entradas y salidas. Para relacionarse con el ambiente externo, sus
relaciones de causa y efecto son indeterminadas.
Un
sistema consta de cuatro elementos primordiales:
·
Entradas: Mediante
ellas el sistema consigue los recursos e insumos necesarios para su alimentación y nutrición.
·
Procesamiento: Transforma
las entradas en salidas o resultados
·
Salidas: Resultado
de la operación del sistema. Por medio de ella el sistema envía el producto resultante al ambiente externo.
·
Retroalimentación: Constituye una acción de retorno; es positiva cuando la salida por
ser mayor estimula y amplía las entradas para incrementar el funcionamiento del
sistema, es negativa cuando la salida por ser menor restringe y reduce la
entrada para disminuir la marcha del sistema.
·
Sistema Cerrado:
Tienen
pocas entradas y salidas en relación con el ambiente externo, que son bien
conocidas y guardan entre sí una razón de causa y efecto: a una entrada
determinada (causa) sigue una salida determinada (efecto). Denominado también
mecánico o determinista.
No existe
un sistema totalmente cerrado, ni uno totalmente abierto.
Todo
sistema depende en alguna medida del ambiente.
La
Organización como sistema abierto es antigua.
Herbert
Spencer afirma:
Un
organismo social se parece a un organismo individual en los siguientes rasgos
fundamentales:
·
Crecimiento
·
El hecho
de hacerse más complejo, sus componentes necesitan mayor interdependencia.
·
Su vida
tiene mayor duración en comparación con la de sus componentes.
·
Porque en
ambos casos la creciente integración va paralela a una creciente
heterogeneidad.
FUNCIONES:
Los
sistemas difieren en sus tipos de entradas y salidas, en el tipo de
procesamientos y en su estructura. Estos elementos están determinados por el
propósito u objetivos del sistema, el cual es establecido a su vez, por la
organización, en todos ellos podemos encontrar un conjunto de funciones que, según
Senn, existen diferentes funciones las cuales describiré a continuación:
·
1. Procesar transacciones: La cual consiste en capturar o recolectar,
clasificar, ordenar, calcular, resumir y almacenar los datos originados por las
transacciones, que tienen lugar durante la realización de actividades en la
organización.
·
2. Definición de archivos: Consiste en almacenar los datos capturados
por el procesamiento de transacciones, de acuerdo a una estructura u
organización de almacenamiento adecuado (base de datos o archivo) un método que facilite su almacenamiento, actualización
y acceso, y un dispositivo apropiado de almacenamiento (disco, cintas,
diskettes, y otros).
·
3. Mantenimiento de esos archivos: Los archivos o bases de
datos del sistema deben mantener actualizados. Las operaciones básicas de mantenimiento son la inserción, la
modificación y la eliminación de datos en los medios de almacenamiento.
·
4. Generar reportes: La realización de esta función es esencial
para el sistema de información, ella se encarga de producir la información
requerida y trasmitirla a los puntos o centros de información que la soliciten.
Esta transmisión de información se puede efectuar mediante el movimiento físico de los elementos de almacenamiento
(papel, cintas magnéticas, diskettes, y otros) o mediante la comunicación de señales eléctricas digitales o analógicas a dispositivos
receptores (terminales, convertidores, estaciones remotas u otro computador). Los reportes que genera el sistema de
información se clasifican en:
a) Reportes
de Errores: Proporcionan
información sobre los errores que ocurren y se detectan durante el
procesamiento de transacciones.
b) Reportes
de Actividades: Proporcionan
información sobre las actividades elementos de la organización. No están orientados
a la toma de decisiones. Por ejemplo. Listados de empleados, listados de
inventarios de piezas, y otros.
c) Reportes
Regulares: Están
orientados a la toma de decisiones. Se preparan a intervalos definidos de tiempo y en un formato fijo, por lo que se pueden
generar automáticamente.
d) Reporte
de Excepción: Útiles
para controlar situaciones anormales pues señalar la ocurrencia de condiciones
"fuera de limite". Tienen un formato predefinido y se pueden generar
automáticamente bajo solicitud o cuando ocurra la condición anormal.
e) Reportes
no Planeados: Requeridos
eventualmente para la toma de decisiones. Se generan cuando se solicitan y
pueden tener un formato predefinido.
f) Reportes
Especiales: Requeridos
generalmente una sola vez con fines de analizar situaciones o resolver problemas involucran el uso de modelos que respondan a interrogantes del tipo
"que ocurre si…" No tienen formato predefinido y pueden o no
generarse automáticamente. Los dos primeros reportes son producidos por los
subsistemas de procesamiento de transacciones, mientras que los restantes los
producen los subsistemas de procesamientos de información.
·
5. Procesar consultas: Parte de la información requerida por los
usuarios responde a interrogantes no predefinidas y cuyas respuestas son
generalmente cortas por lo que no requiere un formato complejo como el de los
reportes. Estas interrogantes reciben el nombre de consultas interactivas y
constituyen un medio directo de comunicación hombre-maquina. Esta función es generalmente ejecutada
por los subsistemas de administración de datos, que facilita el acceso a los
datos y de procesamiento de información. La mayoría de Sistemas de Manejo de
Bases de Datos que existen, poseen una herramienta que facilita la realización
de esta función, denominada lenguaje de consultas o de interrogación o lenguajes
para el diálogo hombre-máquina.
·
6. Mantenimiento de la integridad de los datos: Los datos mantenidos por el
sistema de información deben ser confiables y veraces por lo que una de sus
funciones debe garantizar la integridad de tales datos y protegerlos contra
accesos indebidos o no autorizados y contra modificaciones mal intencionadas.
CONTROL
El control es una etapa primordial en la administración, pues, aunque
una empresa cuente con magníficos planes, una estructura organizacional
adecuada y una dirección eficiente, el ejecutivo no podrá verificar cuál es la
situación real de la organización i no existe un mecanismo que se cerciore e
informe si los hechos van de acuerdo con los objetivos.
La palabra control tiene muchas connotaciones y su significado depende
de la función o del área en que se aplique; puede ser entendida:
·
Como la función administrativa que hace parte del proceso administrativo
junto con la planeación, organización y dirección, y lo que la precede.
·
Como los medios de regulación utilizados por un individuo o empresa,
como determinadas tareas reguladoras que un controlador aplica en una empresa
para acompañar y avalar su desempeño y orientar las decisiones. También hay
casos en que la palabra control sirve para diseñar un sistema automático que
mantenga un grado constante de flujo o de funcionamiento del sistema total; es
el caso del proceso de control de las refinerías de petróleo o de industrias
químicas de procesamiento continuo y automático: el mecanismo de control
detecta cualquier desvío de los patrones normales, haciendo posible la debida
regulación.
·
Como la función restrictiva de un sistema para mantener a los
participantes dentro de los patrones deseados y evitar cualquier desvío. Es el
caso del control de frecuencia y expediente del personal para evitar posibles
abusos. Hay una imagen popular según la cual la palabra control está asociada a
un aspecto negativo, principalmente cuando en las organizaciones y en la
sociedad es interpretada en el sentido de restricción, coerción, limitación,
dirección, refuerzo, manipulación e inhibición.
También hay otras connotaciones para la palabra control:
·
Comprobar o verificar;
·
Regular;
·
Comparar con un patrón;
·
Ejercer autoridad sobre alguien (dirigir o mandar);
·
Frenar o impedir.
Evidentemente todas esas definiciones representan concepciones
incompletas del control, quizás definidas en un modo subjetivo y de aplicación;
en definitiva, debe entenderse el control como:
Una función administrativa, ya que conforma parte del proceso de
administración, que permite verificar, constatar, palpar, medir, si la
actividad, proceso, unidad, elemento o sistema seleccionado está cumpliendo y/o
alcanzando o no los resultados que se esperan.
·
Relación con lo planteado: Siempre existe para verificar el logro de los
objetivos que se establecen en la planeación.
·
Medición: Para controlar es imprescindible medir y cuantificar los
resultados.
·
Detectar desviaciones: Una de las funciones inherentes al control, es
descubrir las diferencias que se presentan entre la ejecución y la planeación.
·
Establecer medidas correctivas: El objeto del control es prever y
corregir los errores.
·
Corrección de fallas y errores: El control debe detectar e indicar
errores de planeación, organización o dirección.
·
Previsión de fallas o errores futuros: el control, al detectar e indicar
errores actuales, debe prevenir errores futuros, ya sean de planeación,
organización o dirección.
Una de las razones más evidentes de la importancia del control es porque
hasta el mejor de los planes se puede desviar. El control se emplea para:
·
Crear mejor calidad: Las fallas del proceso se detectan y el proceso se
corrige para eliminar errores.
·
Enfrentar el cambio: Este forma parte ineludible del ambiente de
cualquier organización. Los mercados cambian, la competencia en todo el mundo
ofrece productos o servicios nuevos que captan la atención del público. Surgen
materiales y tecnologías nuevas. Se aprueban o enmiendan reglamentos
gubernamentales. La función del control sirve a los gerentes para responder a
las amenazas o las oportunidades de todo ello, porque les ayuda a detectar los
cambios que están afectando los productos y los servicios de sus
organizaciones.
·
Producir ciclos más rápidos: Una cosa es reconocer la demanda de los
consumidores para un diseño, calidad, o tiempo de entregas mejorados, y otra
muy distinta es acelerar los ciclos que implican el desarrollo y la entrega de
esos productos y servicios nuevos a los clientes. Los clientes de la actualidad
no solo esperan velocidad, sino también productos y servicios a su medida.
·
Agregar valor: Los tiempos veloces de los ciclos son una manera de
obtener ventajas competitivas. Otra forma, aplicada por el experto de la
administración japonesa Kenichi Ohmae, es agregar valor. Tratar de igualar
todos los movimientos de la competencia puede resultar muy costoso y
contraproducente. Ohmae, advierte, en cambio, que el principal objetivo de una
organización debería ser "agregar valor" a su producto o servicio, de
tal manera que los clientes lo comprarán, prefiriéndolo sobre la oferta del
consumidor. Con frecuencia, este valor agregado adopta la forma de una calidad
por encima de la medida lograda aplicando procedimientos de control.
·
Facilitar la delegación y el trabajo en equipo: La tendencia
contemporánea hacia la administración participativa también aumenta la
necesidad de delegar autoridad y de fomentar que los empleados trabajen juntos
en equipo. Esto no disminuye la responsabilidad última de la gerencia. Por el
contrario, cambia la índole del proceso de control. Por tanto, el proceso de
control permite que el gerente controle el avance de los empleados, sin
entorpecer su creatividad o participación en el trabajo.
Se podría comenzar definiendo qué es una base. Bastaría traer a nuestra
memoria y fijarnos en la clase de geometría cuando nos explicaban que un
triángulo está conformado por dos elementos principales: base y altura. Para aquel
entonces bastaba fijarnos en la parte inferior de la figura y darnos cuenta que
sin aquella base ¿sería acaso posible la estabilidad del triángulo? Asimismo
funciona con el control organizacional y sus basamentos, podríamos decir que el
control se basa en la consecución de las siguientes actividades:
·
Planear y organizar.
·
Hacer.
·
Evaluar.
·
Mejorar.
·
Los objetivos son los programas que desea lograr la empresa, los que
facilitarán alcanzar la meta de esta. Lo que hace necesaria la planificación y
organización para fijar qué debe hacerse y cómo.
·
El hacer es poner en práctica el cómo se planificó y organizó la
consecución de los objetivos. De éste hacer se desprende una información que
proporciona detalles sobre lo que se está realizando, o sea, ella va a esclarecer
cuáles son los hechos reales. Esta información debe ser clara, práctica y
actualizada al evaluar.
·
El evaluar que no es más que la interpretación y comparación de la
información obtenida con los objetivos trazados, se puedan tomar decisiones
acerca de qué medidas deben ser necesarias tomar.
·
La mejora es la puesta en práctica de las medidas que resolverán las
desviaciones que hacen perder el equilibrio al sistema.
El control es un proceso cíclico y repetitivo. Está compuesto de cuatro
elementos que se suceden:
·
Establecimiento de estándares: Es la primera etapa del control, que
establece los estándares o criterios de evaluación o comparación. Un estándar
es una norma o un criterio que sirve de base para la evaluación o comparación
de alguna cosa. Existen cuatro tipos de estándares; los cuales se presentan a
continuación:
·
o
Estándares de cantidad: Como volumen de producción, cantidad de
existencias, cantidad de materiales primas, números de horas, entre otros.
o
Estándares de calidad: Como control de materia prima recibida, control
de calidad de producción, especificaciones del producto, entre otros.
o
Estándares de tiempo: Como tiempo estándar para producir un determinado
producto, tiempo medio de existencias de unos productos determinado, entre
otros.
o
Estándares de costos: Como costos de producción, costos de
administración, costos de ventas, entre otros.
·
Evaluación del desempeño: Es la segunda etapa del control, que tiene
como fin evaluar lo que se está haciendo.
·
Comparación del desempeño con el estándar establecido: Es la tercera
etapa del control, que compara el desempeño con lo que fue establecido como
estándar, para verificar si hay desvío o variación, esto es, algún error o
falla con relación al desempeño esperado.
·
Acción correctiva: Es la cuarta y última etapa del control que busca
corregir el desempeño para adecuarlo al estándar esperado. La acción correctiva
es siempre una medida de corrección y adecuación de algún desvío o variación
con relación al estándar esperado.
Entre las diferentes técnicas de control se pueden mencionar las
siguientes:
·
Contabilidad
·
Auditoria
·
Presupuestos
·
Reportes, informes
·
Formas
·
Archivos (memorias de expedientes)
·
Computarizados
·
Mecanizados
·
Gráficas y diagramas
·
Proceso, procedimientos, Gannt, etc.
·
Procedimiento hombre maquina, mano izquierda, mano derecha etc.
·
Estudio de métodos, tiempos y movimientos, etc.
·
Métodos cuantitativos
·
Redes
·
Modelos matemáticos
·
Investigación de operaciones
·
Estadística
·
Cálculos probabilísticas
Procesos. El diccionario Merriam-Webster define un
proceso como una operación o un desarrollo natural progresivamente continuo,
marcado por una serie de cambios graduales que se suceden uno al otro en una
forma relativamente fija y que conducen a un resultado o propósito determinado;
o una operación artificial o voluntaria progresiva que consiste en una serie de
acciones o movimientos controlados sistemáticamente dirigidos hacia un
resultado o propósito determinado. En este libro llamaremos proceso a cualquier
operación que se va a controlar. Algunos ejemplos son los procesos químicos,
económicos y biológicos.
Perturbaciones. Una
perturbación es una señal que tiende a afectar relativamente el valor de la
salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro del sistema se
denomina interna, en tanto que una perturbación externa se produce fuera del
sistema y es una entrada.
Control
de lazo abierto
Sistemas de control
en lazo abierto.
Los sistemas en los cuales la salida
no tiene efecto sobre la acción de control se denominan sistemas de control
en lazo abierto.
En otras palabras, en un sistema de
control en lazo abierto no se mide la salida ni se realimenta para compararla
con la entrada. Un ejemplo práctico es una lavadora. El remojo, el lavado y el
centrifugado en la lavadora operan con una base de tiempo. La máquina no mide
la señal de salida, que es la limpieza de la ropa.
En cualquier sistema de control en
lazo abierto, la salida no se compara con la entrada de referencia. Así, a cada
entrada de referencia le corresponde una condición de operación fija; como resultado
de ello, la precisión del sistema depende de la calibración. Ante la presencia
de perturbaciones, un sistema de control en lazo abierto no realiza la tarea
deseada. En la práctica, el control en lazo abierto sólo se usa si se conoce la
relación entre la entrada y la salida y si no hay perturbaciones internas ni
externas. Es evidente que estos sistemas no son de control realimentado.
Obsérvese que cualquier sistema de
control que opere con una base de tiempo está en lazo abierto. Por ejemplo, el
control de tráfico mediante señales operadas con una base de tiempo
es otro ejemplo de control en lazo abierto.
Control
de lazo cerrado
Sistemas de control
en lazo cerrado.
Los sistemas de control realimentados
se denominan también sistemas de control en lazo cerrado.
En la práctica, los términos control
realimentado y control en lazo cerrado se usan indistintamente. En un sistema
de control en lazo cerrado, se alimenta al controlador la señal de error de
actuación, que es la diferencia entre la señal de entrada y la señal de
realimentación (que puede ser la propia señal de salida o una función de la
señal de salida y sus derivadas y/o integrales), con el fin de reducir el error
y llevar la salida del sistema a un valor deseado. El término control en lazo
cerrado siempre implica el uso de una acción de control realimentado para
reducir el error del sistema.
Sistemas de control
en lazo cerrado en comparación con sistemas en lazo abierto.
Una ventaja del sistema de control en
lazo cerrado es que el uso de la realimentación vuelve la respuesta
del sistema relativamente insensible a las perturbaciones externas y a las
variaciones
internas
en los parámetros del sistema.
Es así posible usar componentes
relativamente
poco
precisos y baratos para obtener el control adecuado de una planta determinada,
mientras
que
hacer eso es imposible en el caso de un sistema en lazo abierto.
Desde el punto de vista de
estabilidad, el sistema de control en lazo abierto es más fácil de desarrollar,
porque la estabilidad del sistema no es un problema importante. Por otra parte,
la estabilidad es un gran problema en el sistema de control en lazo cerrado,
que puede conducir a corregir en exceso errores que producen oscilaciones de
amplitud constante o cambiante.
Debe señalarse que, para los sistemas
en los que se conocen con anticipación las entradas y en los cuales no hay
perturbaciones, es aconsejable emplear un control en lazo abierto. Los sistemas
de control en lazo cerrado sólo tienen ventajas cuando se presentan
perturbaciones y/o variaciones impredecibles en los componentes del sistema.
Obsérvese que la potencia nominal de salida
determina en forma parcial el coste,
peso y tamaño de un sistema de control.
El número de componentes usados en un
sistema de control en lazo cerrado es mayor que el que se emplea para un
sistema de control equivalente en lazo abierto.
Por tanto, el sistema de control en
lazo cerrado suele tener costes y potencias más grandes. Para disminuir la
potencia requerida de un sistema, se emplea un control en lazo abierto siempre
que pueda aplicarse. Por lo general, una
combinación adecuada de controles en
lazo abierto y en lazo cerrado es menos costosa y ofrecerá un comportamiento
satisfactorio del sistema global.
La mayoría de los análisis y diseños
de sistemas de control presentados en este libro son sistemas de control en
lazo cerrado. En ciertas circunstancias (por ejemplo, si no hay perturbaciones o
la salida es difícil de medir) pueden ser deseables los sistemas de control en
lazo abierto. Por tanto, es conveniente resumir las ventajas y desventajas de
utilizar sistemas de control en lazo abierto.
Las ventajas fundamentales de los
sistemas de control en lazo abierto son las siguientes:
1. Construcción simple y
facilidad de mantenimiento.
2. Menos costosos que el
correspondiente sistema en lazo cerrado.
3. No hay problemas de
estabilidad.
Convenientes cuando la salida es
difícil de medir o cuando medir la salida de manera precisa no es
económicamente viable. (Por ejemplo, en el caso de la lavadora, sería bastante costoso
proporcionar un dispositivo para medir la calidad de la salida de la lavadora, es
decir, la limpieza de la ropa lavada.)
Las desventajas fundamentales de los
sistemas de control en lazo abierto son las siguientes:
1. Las perturbaciones y
los cambios en la calibración originan errores, y la salida puede ser diferente
de lo que se desea.
2. Para mantener la
calidad requerida en la salida, es necesaria la recalibración de vez en cuando.
RETROALIMENTACION
Sistemas de control
realimentados.
Un sistema que mantiene una relación
determinada
entre la salida y la entrada de
referencia, comparándolas y usando la diferencia como medio de control, se
denomina sistema de control realimentado. Un ejemplo sería el sistema de
control de temperatura de una habitación.
Midiendo la temperatura real y comparándola
con la temperatura de referencia (temperatura deseada), el termostato activa o
desactiva el equipo de calefacción o de enfriamiento para asegurar que la
temperatura de la habitación se mantiene en un nivel confortable
independientemente de las condiciones externas.
Los sistemas de control realimentados
no se limitan a la ingeniería, sino que también se encuentran en diversos
campos ajenos a ella. Por ejemplo, el cuerpo humano es un sistema de control realimentado
muy avanzado. Tanto la temperatura corporal como la presión sanguínea se conservan
constantes mediante una realimentación fisiológica. De hecho, la realimentación
realiza una función vital: hace que el cuerpo
humano sea relativamente insensible a las perturbaciones externas, permitiendo
que funcione de forma adecuada en un entorno cambiante.
En la teoría de sistemas, en cibernética y en la teoría
de control, entre otras disciplinas, la retroalimentación o realimentación1 es
un mecanismo de control de los sistemas dinámicos por el cual una cierta
proporción de la señal de salida se redirige a la entrada, y así regula su
comportamiento. La retroalimentación se produce cuando las salidas del sistema
o la influencia de las salidas de los sistemas en el contexto, vuelven a
ingresar al sistema como recursos o información. La retroalimentación permite
el control de un sistema y que el mismo tome medidas de corrección con base en
la información retroalimentada.
Punto de suma. Remitiéndose a la Figura 2-2, un
círculo con una cruz es el símbolo que indica una operación de suma. El signo
más o el signo menos en cada punta de flecha indica si la señal debe sumarse o
restarse. Es importante que las cantidades que se sumen o resten tengan las mismas
dimensiones y las mismas unidades.
Diagrama
de bloques de un proceso.
Ejemplos
de procesos o sistemas de control en lazo abierto o cerrado.
Sistemas
de control en lazo abierto.
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Aquellos en los que la variable de salida
(variable controlada) no
tiene efecto sobrela acción de control (variable de control).
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Características
– No se compara la salida
del sistema con el valor deseado de la salida del sistema (referencia).
– Para cada entrada de
referencia le corresponde una condición de operación fijada.
– La exactitud de la salida
del sistema depende de la calibración del controlador.
– En presencia de
perturbaciones estos sistemas de control no cumplen su función adecuadamente.
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Ejemplo:
– Control en lazo abierto
por tensión de armadura de un motor DC de excitación independiente.
– El control en lazo abierto
suele aparecer en dispositivos con control secuencial, en el que no hay una
regulacion de variables sino que se realizan una serie de operaciones de una
manera determinada. Esa secuencia e operaciones puede venir impuesta por
eventos (event-driven) o por tiempo (time-driven) se programa utilizando PLCs
(controladores de lógica programable).
Ejemplos:
*
Lavadora:
- Funciona sobre una base de
tiempos.
- Variable de salida
"limpieza de la ropa" no afecta al funcionamiento de la lavadora.
*
Semáforos de una ciudad:
- Funciona sobre una base de
tiempos.
- Variable de salida
"estado del trafico" no afecta el funcionamiento del sistema
Sistemas
de control en lazo cerrado
Definición:
sistema de control en lazo cerrado
– Aquellos en los que la
señal de salida del sistema (variable controlada) tiene efecto
directo sobre la acción de
control (variable de control).
Definición:
control retroalimentado
– Operación que en presencia
de perturbaciones tiende a reducir la diferencia entre la salida de un sistema
y alguna entrada de referencia. Esta reducción se logra manipulando alguna
variable de entrada del sistema, siendo la magnitud de dicha variable de
entrada función de la diferencia entre la variable de referencia y la salida
del sistema.
*
Clasificación:
- Manuales: controlador
operador humano.
- Automáticos: controlador
dispositivo: neumático, hidráulico, eléctrico, electrónico o digital.
*
Conversión de manual a automático
– Reemplazar el operario por
un controlador automático en el que se pueda fijar la señal de referencia.
– Acoplar un transductor
(elemento que transforma un tipo de señal en otra) al elemento que mide la
temperatura de forma que la señal de salida del transductor se introduzca al
elemento controlador y sea del mismo tipo que la señal de referencia.
– Reemplazar la válvula de
vapor manual por una automática y conectar la salida del controlador a la
entrada de control de la válvula de regulación.
Ejemplos:
*
Reloj de agua.
- Probablemente el primer
sistema de retroalimentación creado por el hombre.
- Inventado por Ctesibios de
Alejandría (Egipto, aprox. 260 a.C.).
* Control de temperatura de un
intercambiador de calor usando vapor como medio calefactor.
