Monitoring and control systems · Sistemas de monitoreo y control
| English | Español |
|---|---|
| preset value/ˈpriːset ˈvæljuː/ | valor preestablecido |
| actuator/ˈæktʃuːeɪtə/ | actuador |
| monitoring/ˈmɒnɪtərɪŋ/ | monitoreo |
| sensors/ˈsensəz/ | sensores |
| control system/kənˈtrəʊl ˈsɪstəm/ | sistema de control |
| feedback/ˈfiːdbæk/ | retroalimentación |
| thermistor/ˈθɜːmɪstə/ | termistor |
| ADC/ˌeɪ diː ˈsiː/ | ADC |
| feedback loop/ˈfiːdbæk luːp/ | bucle de retroalimentación |
The teacher who was tired of being interrupted
- In 1883 Warren Johnson, a college teacher in Wisconsin, was fed up with the janitor walking into his classroom to check the heating.
- He built a device with a strip of two metals that bent as the room warmed and cooled. At a set temperature it closed a circuit and rang a bell in the boiler room.
- A sensor, a preset value 预设值, a signal to someone who acts, and a room that is measured again afterwards: the first automatic control loop in a building.
- Today the loop is a processor and an actuator 执行器 instead of a janitor, but the parts are the same.
El profesor que estaba cansado de ser interrumpido
- En 1883, Warren Johnson, un profesor universitario en Wisconsin, se hartó de que el conserje entrara a su aula para revisar la calefacción.
- Construyó un dispositivo con una tira de dos metales que se doblaba cuando la habitación se calentaba y se enfriaba. A una temperatura establecida, cerraba un circuito y hacía sonar una campana en la sala de calderas.
- Un sensor, un valor preestablecido preset value, una señal enviada a alguien que actúa, y una habitación que vuelve a medirse después: el primer bucle de control automático en un edificio.
- Hoy en día, el bucle consiste en un procesador y un actuador actuator en lugar de un conserje, pero las partes son las mismas.
Monitoring and control
- Both kinds of system read sensors 传感器. The difference is what happens next.
- A monitoring 监控 system collects, records or displays the readings and takes no action, though it may raise a warning: a weather station, a patient monitor that beeps.
- A control system 控制系统 compares each reading with a preset value and, if it is outside the range, sends signals to actuators that change the physical process: a thermostat switching a boiler.
Monitoring reports; control acts and then measures again
Monitoreo y control
- Ambos tipos de sistemas leen sensores sensors. La diferencia radica en lo que ocurre después.
- Un sistema de monitoreo monitoring system recopila, registra o muestra las lecturas y no toma ninguna acción, aunque puede emitir una advertencia: una estación meteorológica, un monitor de pacientes que emite pitidos.
- Un sistema de control control system compara cada lectura con un valor preestablecido preset value y, si está fuera del rango, envía señales a los actuadores actuators que modifican el proceso físico: un termostato que enciende una caldera.
El monitoreo informa; el control actúa y luego mide nuevamente.
The key difference between a monitoring system and a control system is that a control system: · La diferencia clave entre un sistema de monitoreo y un sistema de control es que un sistema de control:
Both read sensors, but a control system uses the data to act (via actuators), while monitoring only collects and reports. · Ambos leen sensores, pero un sistema de control usa los datos para actuar (vía actuadores), mientras que el monitoreo solo recopila y reporta.
A pure monitoring system takes action through actuators to change its environment. · Un sistema de monitoreo puro toma acciones a través de actuadores para cambiar su entorno.
Monitoring only collects and reports data — it does not act. Acting through actuators is what makes it a control system. · El monitoreo solo recopila y reporta datos; no actúa. Actuar a través de actuadores es lo que lo convierte en un sistema de control.
Worked example: the three-mark "describe the differences"
- A monitoring system only measures, records or displays the readings, and at most raises a warning.
- A control system compares each reading with a preset value and, if it is outside the range, sends signals to actuators that change the process.
- The change is then measured again, so a control system contains feedback 反馈 and a monitoring system does not.
- Three points, three marks. The test for any system is the second point: does it act on the reading?
Ejemplo resuelto: "Describa las diferencias" (3 puntos)
- Un sistema de monitoreo solo mide, registra o muestra las lecturas y, como máximo, emite una advertencia.
- Un sistema de control compara cada lectura con un valor preestablecido y, si está fuera del rango, envía señales a los actuadores que modifican el proceso.
- El cambio se vuelve a medir, por lo que un sistema de control contiene retroalimentación feedback y un sistema de monitoreo no la tiene.
- Tres puntos, tres marcas. La prueba para cualquier sistema es el segundo punto: ¿actúa sobre la lectura?
A control system compares each sensor reading with a ____ value and acts only if the reading is outside the range. · Un sistema de control compara cada lectura del sensor con un valor ____ y actúa solo si la lectura está fuera del rango.
The comparison with a stored, preset value is the mark that separates a control system from a device that merely reacts. · La comparación con un valor almacenado y preestablecido es la marca que separa un sistema de control de un dispositivo que simplemente reacciona.
Sensors
- A sensor turns a physical quantity into an electrical signal: temperature (a thermistor 热敏电阻 or thermocouple), pressure (a strain gauge), infra-red, sound, light, moisture.
- Most sensor signals are analogue, so an ADC 模数转换器 (analogue-to-digital converter) turns them into binary before the processor can compare them with anything.
- Name the sensor for the quantity: a "temperature sensor" is a fair answer, "thermistor" is a better one.
A thermistor: its resistance changes with temperature
Sensores
- Un sensor convierte una magnitud física en una señal eléctrica: temperatura (un termistor thermistor o termopar), presión (una galga extensiométrica), infrarrojo, sonido, luz, humedad.
- La mayoría de las señales de los sensores son analógicas, por lo que un ADC analógico-digital (convertidor analógico a digital) las convierte en binario antes de que el procesador pueda compararlas con algo.
- Nombren el sensor según la magnitud: una "sensor de temperatura" es una respuesta aceptable, "termistor" es mejor.
Un termistor: su resistencia cambia con la temperatura.
A sensor: · Un sensor:
A sensor measures the world and outputs a signal. An actuator does the reverse — it turns a signal into an action. · Un sensor mide el mundo y emite una señal. Un actuador hace lo contrario: convierte una señal en una acción.
Actuators
- An actuator does the reverse of a sensor: it turns a signal from the processor into a physical action.
- Motors open doors and valves, heaters and coolers change a temperature, pumps move water, a buzzer or lamp warns a person.
- The processor's output is digital; where the actuator needs a varying signal, a DAC converts it first.
A motor: an actuator that turns a signal into movement
Actuadores
- Un actuador hace lo contrario que un sensor: convierte una señal del procesador en una acción física.
- Los motores abren puertas y válvulas, los calentadores y enfriadores cambian la temperatura, las bombas mueven agua, un zumbador o una lámpara advierte a una persona.
- La salida del procesador es digital; donde el actuador necesita una señal variable, un DAC (convertidor digital a analógico) la convierte primero.
Un motor: un actuador que convierte una señal en movimiento.
Match each device to whether it is a sensor (input) or an actuator (output). · Asocia cada dispositivo con si es un sensor (entrada) o un actuador (salida).
A sensor turns a physical quantity into a signal; an actuator turns a signal into a physical action. · Un sensor convierte una magnitud física en una señal; un actuador convierte una señal en una acción física.
Which is an actuator? · ¿Cuál es un actuador?
An actuator carries out an action (motor, valve, heater, buzzer). The others are sensors/inputs. · Un actuador lleva a cabo una acción (motor, válvula, calefactor, zumbador). Los otros son sensores/entradas.
The control loop
- The sensor measures. The ADC converts the reading to digital. The processor compares it with the preset value.
- If the reading is outside the range, the processor sends a signal to an actuator, which changes the process.
- The sensor measures again, and the loop repeats. That repeated measuring after each action is the feedback loop 反馈回路.
El bucle de control
- El sensor mide. El ADC convierte la lectura a digital. El procesador la compara con el valor preestablecido.
- Si la lectura está fuera del rango, el procesador envía una señal a un actuador, que modifica el proceso.
- El sensor vuelve a medir, y el bucle se repite. Esa medición repetida después de cada acción es el bucle de retroalimentación feedback loop.
The control feedback loop · El lazo de retroalimentación del control
Tap round the loop a thermostat or autopilot repeats. A control system doesn't just read the world — it acts, then re-measures, correcting itself again and again. · Toca alrededor del bucle una termostato o un piloto automático se repite. Un sistema de control no solo lee el mundo — actúa, luego vuelve a medir, corrigiéndose una y otra vez.
Put the stages of one pass round a control loop in order. · Pon en orden las etapas de un paso alrededor de un bucle de control.
Measure, convert, compare, act, measure again. The last step is what makes it feedback. · Medir, convertir, comparar, actuar, volver a medir. El último paso es lo que constituye la retroalimentación.
Worked example: the automatic door
- Describe how a system opens a door when a person is within 2 metres and closes it when nobody is.
- An infra-red or ultrasonic sensor measures the distance to anything in front of the door. The ADC converts the analogue reading and sends it to the processor.
- The processor compares the distance with the preset 2 metres. If it is less, it sends a signal to the actuator, a motor, to open the door.
- The sensor keeps measuring. When no reading below 2 metres arrives, the processor signals the motor to close the door. The repeated measuring is the feedback.
Ejemplo resuelto: la puerta automática
- Describa cómo un sistema abre una puerta cuando una persona está a menos de 2 metros y la cierra cuando nadie hay.
- Un sensor infrarrojo o ultrasónico mide la distancia hasta cualquier objeto frente a la puerta. El ADC convierte la lectura analógica y la envía al procesador.
- El procesador compara la distancia con los 2 metros preestablecidos. Si es menor, envía una señal al actuador, un motor, para abrir la puerta.
- El sensor sigue midiendo. Cuando deja de llegar alguna lectura inferior a 2 metros, el procesador indica al motor que cierre la puerta. La medición repetida es la retroalimentación.
Which of these belong in the automatic door system? Select all · todos that apply. · ¿Cuáles de estos pertenecen al sistema de puerta automática? Selecciona todos los que correspondan.
Sensor, converter, comparison value and actuator are the working parts. A printer would be monitoring bolted on; it plays no part in opening the door. · Sensor, convertidor, valor de comparación y actuador son las partes funcionales. Una impresora sería monitoreo añadido; no forma parte de abrir la puerta.
Worked example: a greenhouse
- Keep a greenhouse between 20 °C and 26 °C. A thermistor reads the temperature; the ADC digitises it; the processor compares it with the two preset limits.
- Below 20 °C: a signal to the heater actuator switches it on. Above 26 °C: a signal to the motor opens the vent and switches the heater off.
- Inside the range: no action, but the reading is still taken. Then the loop repeats.
- Every control-system answer has these five parts: sensor, ADC, comparison with a preset, actuator, and measuring again.
Ejemplo resuelto: invernadero
- Mantener un invernadero entre 20 °C y 26 °C. Un termistor lee la temperatura; el ADC la digitaliza; el procesador la compara con los dos límites preestablecidos.
- Debajo de 20 °C: una señal al actuador del calentador lo enciende. Por encima de 26 °C: una señal al motor abre la ventilación y apaga el calentador.
- Dentro del rango: no hay acción, pero aún se toma la lectura. Luego el bucle se repite.
- Toda respuesta de sistema de control debe tener estas cinco partes: sensor, ADC, comparación con un valor preestablecido, actuador y medición de nuevo.
Why feedback matters
- Without feedback the system cannot tell whether its action worked, so it cannot correct itself or know when to stop. A heater with no temperature feedback heats forever.
- Feedback also lets the system respond to the world changing on its own: a door opened by hand, a cloud over the greenhouse.
- A monitoring system has no feedback because it changes nothing. It can only report or warn.
Por qué importa la retroalimentación
- Sin retroalimentación, el sistema no puede saber si su acción funcionó, por lo que no puede corregirse ni saber cuándo detenerse. Un calentador sin retroalimentación de temperatura calienta indefinidamente.
- La retroalimentación también permite que el sistema responda a cambios en el entorno: una puerta abierta manualmente, nubes sobre el invernadero.
- Un sistema de monitoreo no tiene retroalimentación porque no cambia nada. Solo puede informar o advertir.
Why is feedback essential in a control system? · ¿Por qué es esencial la retroalimentación en un sistema de control?
Feedback closes the loop: the actuator changes the environment, the sensors re-measure it, and the system adjusts — e.g. a thermostat stops heating once the target is reached. · La retroalimentación cierra el bucle: el actuador cambia el entorno, los sensores lo vuelven a medir, y el sistema se ajusta — p. ej., un termostato deja de calentar una vez alcanzado el objetivo.
Match each system to its type. · Asocia cada sistema con su tipo.
Raising an alarm is still reporting. Only a system that changes the physical process through an actuator is control. · Activar una alarma sigue siendo reportar. Solo un sistema que cambia el proceso físico a través de un actuador es control.
Marks that slip away
- A monitoring system does not use actuators. If your answer has the weather station switching something on, it has become a control system.
- Sensor signals are analogue. Say the ADC converts them before the processor compares.
- The comparison is with a preset value. "The processor decides" is not a mark; "compares the reading with the stored 2 metres" is.
- Say that the loop repeats. The feedback point is the one most often left out.
Marcas que se escapan
- Un sistema de monitoreo no utiliza actuadores. Si tu respuesta menciona una estación meteorológica activando algo, se ha convertido en un sistema de control.
- Las señales de los sensores son analógicas. Di que el ADC las convierte antes de que el procesador las compare.
- La comparación es con un valor preestablecido. Decir "el procesador decide" no otorga marca; decir "compara la lectura con los 2 metros almacenados" sí.
- Di que el bucle se repite. El punto de retroalimentación es el que más se omite.
You've got it
- monitoring = read sensors, record or display, at most warn; control = compare with a preset value, act through actuators, measure again
- a sensor turns a physical quantity into a signal, through an ADC; an actuator turns a signal into an action
- the loop: sensor → ADC → compare → actuator → measure again; the repeat is feedback
- describe any control system with those five parts, in that order
Lo has logrado
- monitoring = leer sensores, registrar o mostrar, como máximo advertir; control = comparar con un valor preestablecido, actuar mediante actuadores, medir de nuevo.
- Un sensor convierte una magnitud física en una señal a través de un ADC; un actuador convierte una señal en una acción.
- El bucle: sensor → ADC → comparar → actuador → medir de nuevo; la repetición es la retroalimentación.
- Describe cualquier sistema de control con esas cinco partes, en ese orden.