Esta asignatura, que es la única de automática y control que cursa el alumno, pretende proporcionarle los fundamentos, técnicas y tecnologías necesarias para poder abordar diseño de sistemas de control de procesos industriales continuos, combinando los fundamentos del control automático con una significativa vertiente de aplicación práctica, de forma que el estudiante conozca los aspectos principales a tener en cuenta en la implementación y operación de sistemas de control de procesos industriales continuos. Por ello, se aborda la enseñanza de las distintas fases que abarca el diseño de sistemas de control de procesos químicos: Modelado, análisis y diseño de bucles de realimentación simple, basados en el clásico controlador PID y utilizando métodos de sintonía empíricos. Posteriormente se aborda el estudio de las distintas estructuras complejas de control, incidiendo en aquéllas que más se utilizan en la industria de procesos y observando la mejora en el comportamiento del sistema. Por otro lado, se dedica una parte de la asignatura a la instrumentación de control.

Las competencias específicas que se desarrollan en esta asignatura son:

- Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control.

- Conocimientos básicos para la integración de los diferentes elementos de ingeniería en las instalaciones industriales

Por tanto, esta asignatura pretende:

- Capacitar al alumno para desarrollar en su futuro profesional una serie de actividades sencillas en el campo del control e instrumentación de procesos químicos, tales como plantear, diseñar y especificar correctamente estrategias de control simples y analizar y entender estrategias de control más complejas, así como participar en la gestión de la adquisición de un sistema de control (equipamiento de control y estrategias) para una planta de tipo medio o pequeño.

- Consolidar una formación básica a partir de la cual el estudiante, bien por sí mismo o bien asistiendo a cursos de especialización, pueda llegar a ser un especialista en la materia.

Esta asignatura también interviene en la consecución de otras competencias relacionadas con la titulación y los títulos de grado en general.



Obteniéndose unos resultados de aprendizaje que dotan al alumno de la:

- Capacidad para identificar, modelar y analizar los diferentes sistemas modelos físico-químicos.

- Capacidad para comprender y analizar el comportamiento dinámico y estático de estos sistemas.

- Capacidad para analizar, evaluar y diagnosticar el comportamiento de los sistemas físico-qímicos sometidos a diferentes estrategias de control.

- Capacidad para analizar e interpretar los diagramas de comportamiento en frecuencia de estos sistemas.

- Capacidad para interpretar de forma básica los documentos de esquemas de instrumentación y control.

Y de la:

- Capacidad para identificar los datos necesarios que caracterizan un problema.

- Capacidad para elegir la metodología más adecuada para su resolución.

- Capacidad para analizar con espíritu crítico la solución alcanzada.

- Capacidad de comunicación y de síntesis

Tema 1

- Introducción. Introducción al control de procesos químicos. Conceptos y definiciones.

- Control en bucle abierto y control en bucle cerrado. Identificación de variables

significativas.

- Elementos del bucle de control.

- Instrumentación de procesos químicos.

Sensores. Transmisores. Actuadores. Medidores de temperatura, presión, nivel y caudal.

Elementos finales de control. Válvulas de regulación automática.

Tema 2

- Modelado matemático de procesos químicos.

- Modelos no lineales. Linealización. Sistemas con tiempo muerto.

- Descripción externa de un sistema dinámico: Ecuaciones diferenciales y funciones de

transferencia.Herramienta matemática. La transformada de Laplace

Representación mediante la función impulso. Relación entre la función de transferencia y la

función impulso. Álgebra de bloques: diagramas de bloques.

- Modelado experimental, identificación

Tema 3

- Análisis en el dominio del tiempo.

Señales de prueba. Modos en la respuesta a partir de los ceros y polos de la función de

transferencia. Estudio de la respuesta transitoria de sistemas de primero, segundo y orden

superior. Identificación de modelos de primero, segundo y orden superior. Procesos con tiempo

muerto. Sistemas dinámicos con respuesta inversa.

- Sistemas realimentados. Estabilidad.

- Análisis en el dominio de la frecuencia:

Relación función de transferencia-respuesta en frecuencia. Representaciones gráficas.

- Estabilidad en el dominio de la frecuencia.

Tema4

- Diseño de sistemas de control de un bucle simple. Controladores PID.

Métodos de sintonía.

- Introducción a los sistemas de control avanzado: Control en cascada. Control anticipativo.

Control de proporción. Control selectivo. Control de gama partida. Diseño de estructuras de

control en cascada. Diseño de estructura de control realimentado-anticipitativo.

- Control de procesos con grandes retardos: el Predictor de Smith.

Clases magistrales de 1h y de 1.5h

Seminarios de 1,5 horas, se impartirán las 8 primeras semanas

Laboratorios: Se realizarán 7 prácticas de 1,5 horas durante 7 semanas, tras finalizar los seminarios

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 10
  • Exposición de trabajos, lecturas… (%): 10

Examen escrito a desarrollar. 70% de la nota

El restante 30%:



- Realización de las prácticas (ejercicios, casos, y supuestos),10%.

- Realización de un trabajo bien individual o en equipo, 10%.

Para superar la asignatura es necesario superar los tres apartados.

- Examen parcial (la semana 9 del curso), 10%



Si algún alumno renunciase a la evaluación continua realizará un examen final por el 100% de la nota que podrá incluir materias vistas en las prácticas o relativas al trabajo a realizar durante el curso.

Se guarda la nota de las prácticas realizadas (10%)y del trabajo en equipo (10%), y se realizará un examen escrito (80%).



Si algún alumno renunciase a la evaluación continua realizará un examen final por el 100% de la nota que podrá incluir materias vistas en las prácticas o relativas al trabajo a realizar durante el curso.

Apuntes de clase

Bibliografía básica

Control e Instrumentación de Procesos Químicos.

P. Ollero, E.F. Camacho.

Ed. Síntesis,



Ingeniería de Control Moderna (4ª Edición)

Katsuhiko Ogata

Pearson Prentice Hall (2003)



Sistemas de Control Moderno (10ª Edición)

Richard C. Dorf

Pearson Prentice Hall (2005)



Sistemas de Control Automático (7ª edición)

Benjamín C. Kuo

Pearson Prentice Hall (1996)



1997- Process Dynamics and Control.

D.E. Seborg, T.F. Edgar, D. A. Mellichamp.

Ed. John Wiley & Sons. 1989.

Bibliografía de profundización

Principles and Practice of automatic process control.
C.A. Smith, A.B. Corripio.
Ed. J. Wiley. 1997, 2ª Edic.-

The Art of Control Engineering.
K. Dutton, S. Thompson, B. Barraclough.
Addison-Wesley. 1997

Revistas

Journal of Process Control

Direcciones web

IFAC-International Federation of Automatic Control. http://www.ifac-control.org/
Comité Español de Automática. http://www.cea-ifac.es/