COMPETENCIAS ESPECÍFICAS



A continuación, se presentan las competencias de esta asignatura definidas mediante las competencias concretas de módulo (TEQI) con la que está relacionada (https://www.ehu.eus/es/web/guest/grado-ingenieria-quimica-industrial-alava/verificacion-seguimiento-y-acreditacion?p_redirect=descargaFichero&p_cod_proceso=egr&p_tipo=MEMORIA&p_cod_titulo=88&p_anyo_acad=).



1. Conocer, comprender, aplicar los conceptos y los principios de la ingeniería de control aplicada a unidades y plantas de procesos químicos. (TEQI4)



2. Aplicar las estrategias propias de la metodología científica para analizar y resolver problemas relacionados con el control de procesos químicos. (TEQI8)



3. Comunicar adecuadamente los conocimientos, procedimientos y resultados, utilizando el vocabulario y la terminología propia del control de procesos. (TEQI9)



4. Realizar mediciones, cálculos, estudios e informes en sistemas de control retroalimentados. (TEQI12)



RESULTADOS DEL APRENDIZAJE



La adquisición de estas competencias se expresa a través del alcance de los resultados de aprendizaje específicos de la asignatura. Dichos resultados son los siguientes:



Resultados de aprendizaje teóricos



1. Conocer la estructura de un sistema de control retroalimentado de un proceso químico, sus componentes y su representación mediante diagramas de bloques.



2. Conocer y aplicar los conceptos de función de transferencia y diagrama de bloques.



3. Relacionar los modelos matemáticos de los procesos químicos con sus respectivas funciones de transferencia.



4. Describir la dinámica de sistemas de primer orden, segundo orden y tiempo muerto.



5. Conocer los diferentes tipos de controladores aplicados en sistemas de control por realimentación y el tipo de respuesta de cada acción de control.



6. Analizar la respuesta permanente del sistema de control retroalimentado de un proceso químico.



7. Analizar la estabilidad de los sistemas de control en lazo cerrado.



8. Conocer la instrumentación básica empleada en los sistemas de control relativos a los procesos químicos.



Resultados de aprendizaje prácticos



1. Estudiar la regulación del pH de una disolución contenida en un tanque agitado continuo mediante un sistema automático de control por retroalimentación basado en la acción de control proporcional.



2. Aplicar los fundamentos del control automático de procesos químicos al control del nivel de un líquido contenido en un depósito mediante instrumentación analógica. Establecer una configuración de control de bucle cerrado de un sistema de control de nivel con acciones de control proporcional (P), proporcional + integral (PI) y proporcional + integral + derivativo (PID) mediante instrumentación analógica. Conocer el funcionamiento del instrumental utilizado y la transmisión de señales del circuito de maniobra de control. Analizar los efectos de la constante de ganancia, constante de tiempo integral y constante de tiempo derivativo.



3. Aplicar los fundamentos del control automático de procesos químicos al control del nivel de un líquido contenido en un depósito mediante controladores digitales. Establecer una configuración de control de bucle cerrado de un sistema de control de nivel con acciones de control proporcional (P), proporcional + integral (PI) y proporcional + integral + derivativo (PID) mediante control digital. Conocer el funcionamiento del instrumental utilizado y la transmisión de señales del circuito de maniobra de control. Analizar los efectos de la constante de ganancia, constante de tiempo integral, constante de tiempo derivativo y periodo de muestreo.



4. Aplicar los fundamentos del control automático de procesos químicos al control de la temperatura en el interior de un depósito mediante un controlador digital industrial. Establecer una configuración de control de bucle cerrado de un sistema de control de temperatura del aire, con acciones de control proporcional (P), proporcional + integral (PI) y proporcional + integral + derivativo (PID). Conocer el funcionamiento y programación de un controlador comercial. Experimentar con la sintonización de un controlador comercial mediante el método del ciclo límite de Ziegler y Nichols. Analizar los efectos de la constante de ganancia, constante de tiempo integral y constante de tiempo derivativo.



5. Aplicar los fundamentos del control automático de procesos químicos al control de la presión en un depósito de aire comprimido mediante controladores digitales. Modelizar la dinámica del sistema mediante la obtención de la función de transferencia que represente el proceso. Establecer una configuración de control de bucle cerrado de un sistema de control de presión con acciones de control P y PI.



6. Aplicar los fundamentos del control automático de procesos químicos al control de la temperatura de un caudal de agua. Modelizar la dinámica del sistema mediante la obtención de la función de transferencia que represente el proceso.

A continuación, se muestra la relación de temas correspondientes a los contenidos teóricos y las prácticas de laboratorio. Dichos contenidos se corresponden con los resultados de aprendizaje del apartado anterior:



Contenidos teóricos



Tema 1. Introducción al control de procesos químicos.

Tema 2. Fundamentos matemáticos para el análisis y diseño de los sistemas de control.

Tema 3. Representación simplificada de los sistemas de control. Modelos gráficos.

Tema 4. Sistemas dinámicos de primer orden.

Tema 5. Sistemas dinámicos de segundo orden.

Tema 6. Respuesta frecuencial.

Tema 7. Análisis de la respuesta de los sistemas en régimen permanente.

Tema 8. Control por retroalimentación: controladores PID.

Tema 9. Funciones de transferencia en lazo cerrado: concepto de estabilidad.

Tema 10. Instrumentación de procesos químicos.





Contenidos prácticos a desarrollar en laboratorio



Actividad 1. Regulación del pH en un reactor de tanque agitado continuo.

Actividad 2. Regulación del nivel del agua contenida en un depósito mediante el control del grado de apertura de una servoválvula a la salida del proceso.

Actividad 3. Regulación del nivel del líquido contenido en un depósito mediante el control de la bomba de llenado.

Actividad 4. Regulación de la temperatura del aire en un depósito.

Actividad 5. Regulación de la presión en un depósito de aire comprimido.

Actividad 6. Regulación de la temperatura de un caudal líquido.

 

ACTIVIDADES PRESENCIALES



La metodología a llevar a cabo para el desarrollo de los contenidos del apartado anterior, y en consecuencia, para el logro de los resultados de aprendizaje correspondientes se resume de la siguiente manera:



CLASES MAGISTRALES (M) (18 h)



Consistente en el desarrollo de los fundamentos teóricos del control retroalimentado aplicado a procesos químicos.



Prácticas de aula (PA) (18 h)



Resolución de cuestiones y problemas sobre los contenidos de los fundamentos teóricos desarrollados en las clases magistrales.



Prácticas de laboratorio (PL) (24 h)



Cada actividad práctica se corresponde con un equipo experimental y la realización de las prácticas se lleva a cabo de forma que el alumnado, distribuido en grupos de 2 o 3 personas, rote a través de los diferentes equipos. Cada actividad incluye:



• Estudio del guion de la práctica, aclaración de dudas, revisión de los fundamentos teóricos y orientaciones sobre la experimentación a realizar.



• Realización de la parte experimental de la práctica, incluyendo la realización de cálculos y el tratamiento de datos, así como la discusión de resultados y conclusiones.



• Elaboración del informe y presentación de la práctica. Actividades de puesta en común de resultados y conclusiones.



TUTORÍAS



Las tutorías, tanto individuales como grupales, se utilizan para resolver dudas, guiar trabajos y problemas, situar el estado evolutivo del alumnado dentro de la materia, proponer mejoras para aumentar el rendimiento académico, etc. En general, es una actividad voluntaria (individual o colectiva) y se realiza a petición del alumnado.





ACTIVIDADES NO PRESENCIALES (90 h)



El trabajo continuado por parte del alumno/a resulta imprescindible para desarrollar las competencias de la asignatura. Además de la preparación de las pruebas escritas, el alumnado deberá dedicar las horas de docencia no presencial a:



o Completar apuntes, consultar bibliografía y resolver cuestiones y/o problemas que, en algunos casos, podrán ser tareas entregables.



o Preparar las sesiones de laboratorio y elaborar el informe y la presentación correspondiente.



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una docencia no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.).

EVALUACIÓN CONTINUA



• Prueba escrita (60 % de la calificación final)



• Prácticas de laboratorio (40 % de la calificación final) que se valoran de la siguiente manera:



- Realización de prácticas (actitud y comportamiento en el laboratorio): 10 %

- Informes de laboratorio: 25 %

- Examen oral (presentaciones): 40 %

- Examen escrito: 25 %



REQUISITOS PARA APROBAR LA ASIGNATURA



- Obtener una calificación ≥4 sobre 10 en cada una de las actividades de evaluación (prueba escrita y prácticas de laboratorio).



- Realizar todas las sesiones de prácticas de laboratorio. Es obligatorio entregar todos los informes de prácticas requeridos por el profesorado.



- Obtener una calificación ≥4 sobre 10 en cada uno de los apartados de evaluación que configuran las prácticas de laboratorio: examen escrito, examen oral (presentaciones), informes de prácticas y la propia realización de las prácticas de laboratorio.



- Obtener una calificación ≥5 en la calificación final (obtenida como media ponderada de las calificaciones correspondientes a la prueba escrita y a las prácticas de laboratorio).



Aquellos/as alumnos/as que no cumplan con alguno de estos requisitos son calificados con un 4.0 (como máximo) en el acta correspondiente, independientemente de la calificación final obtenida.



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una evaluación no presencial, se emplearán los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.). Las características de esta evaluación no presencial se publicarían en eGela.



OBSERVACIONES



- La calificación relativa a las prácticas de laboratorio se conserva para la convocatoria extraordinaria.



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA



Aquellos/as estudiantes que no se presenten a la prueba escrita constan como "No Presentado/a" en el acta correspondiente.



EVALUACION FINAL



Aquellos/as alumnos/as que cumplan las condiciones establecidas en la normativa de la UPV/EHU y soliciten la realización de una prueba final dentro del plazo establecido para ello (Capitulo II, Artículo 8 del Acuerdo de 15 de diciembre de 2016, del Consejo de Gobierno de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea, por el que se aprueba la Normativa reguladora de la Evaluación del alumnado en las titulaciones oficiales de Grado), deben realizar las siguientes actividades:



- Una prueba escrita relacionada con los contenidos teórico-prácticos de la asignatura, que tiene un peso del 100 % de la calificación final.



REQUISITOS PARA APROBAR LA ASIGNATURA (EVALUACIÓN FINAL)



Obtener una calificación ≥5 en la calificación final.



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una evaluación no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.). Las características de esta evaluación no presencial se publicarían en eGela.



RENUNCIA A LA EVALUACIÓN FINAL



Aquellos/as alumnos/as que no se presenten a la prueba final constan como “No Presentado” en el acta correspondiente.

Para las prácticas de laboratorio se requiere:

• Bata de laboratorio.
• Cuaderno de laboratorio o soporte informático equivalente.
• Guiones de prácticas proporcionados por la persona responsable de la asignatura, donde se incluye para cada una de las prácticas a realizar:

o Objetivos.
o Descripción del equipo utilizado.
o Procedimiento para la realización de la práctica y del informe correspondiente (incluyendo cuestiones referentes a la práctica realizada).

Bibliografía básica

o Control Automático de Procesos; Smith, C. A. y Corripio, A. B. Ed. Limusa México, 1995.



o Control e Instrumentación de Procesos Químicos; Ollero de Castro, P. y Fernández Camacho, E. Ed. Síntesis, Madrid, 1997.



o Chemical Process Control; Stephanopoulos, G; Ed. Prentice Hall. New Jersey, 1987.

Bibliografía de profundización

o Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers; Luyben, W.L. Ed. McGraw-Hill, New York, 1990.