Descripción y contextualización de la asignatura

Cuando iniciamos el aprendizaje de los conceptos básicos de automática y control, se aprenden técnicas y métodos, que dada su abstracción, hacen necesario reflexionar acerca del contexto en el que se están aplicando y así poder asimilar la utilidad de las mismas. Aunque no es lo mismo, por ejemplo, controlar el movimiento del brazo de un robot que controlar la presión del gas que alimenta una combustión, siempre hay un “algo que controlar” y una metodología que es común en el procedimiento de diseño de todo sistema de control.



El ingeniero o ingeniera que diseña sistemas de control de procesos debe poseer una gran formación teórica y práctica. De hecho, es un campo que engloba aspectos científicos y tecnológicos de diferentes disciplinas: las leyes físicas de conservación de propiedades y los métodos matemáticos para modelado y análisis, la tecnología química de los procesos industriales, la tecnología mecánica para el diseño y construcción de dispositivos y equipos, las tecnologías electrónica y eléctrica para la instrumentación y transmisión de señales, y las ciencias de computación para simulación.



Esta asignatura prepara al alumnado para que sea capaz de comprender la complejidad que supone abordar las fases de diseño de un sistema de control mediante la utilización de un proceso concreto y se le guía para que aplique los fundamentos y conocimientos previamente adquiridos en asignaturas básicas de teoría de control. A la vez, trabajando con procesos reales simulados en laboratorio, se le anima a discutir sobre los métodos, técnicas y tecnologías necesarias, adecuadas en cada caso y más utilizadas cuando se aborda el diseño y la implementación del control avanzado en aplicaciones típicas de la industria de procesos, como es una refinería de derivados del petróleo, el amarre de buques para el transvase de crudo, una planta de energía solar, etc.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Los instrumentos de evaluación de los resultados esperados del aprendizaje, así como su porcentaje de puntuación son:



• Prueba escrita (70%): Se realizará en la fecha oficial fijada por el centro para la prueba asociada a la convocatoria ordinaria. Evaluará los conocimientos teóricos y prácticos tratados a lo largo de la asignatura mediante diferentes tipos de preguntas (test, respuestas abiertas y problemas). Será necesario el obtener un 50% de la nota de este apartado para aprobar la asignatura.



• Evaluación a lo largo del curso (30%): Se evaluará de las sesiones de seminario y laboratorio, valorándose la preparación de trabajo preliminar y el realizado durante dichas sesiones, así como el análisis de resultados y conclusiones del diseño.



Para aprobar la asignatura en la convocatoria ordinaria se debe alcanzar una puntuación total igual o superior a 5 puntos mediante los instrumentos indicados, siendo obligatorio obtener un 50% en la prueba escrita final. En caso de no alcanzarlo, la nota que figurará en el acta será la obtenida en la prueba escrita final (sobre 10).



RENUNCIA A LA EVALUACIÓN CONTINUA

Tal como se reflejar en la Normativa de gestión para las enseñanzas de grado y de primer y segundo ciclo), el alumnado tendrá derecho a renunciar al sistema de evaluación continua. Esta renuncia se ha de realizar formalizando el escrito renuncia_evaluacion_continua.pdf y la entrega al mismo en la Secretaría del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática en un plazo máximo de 3 semanas a contar desde el inicio del curso, teniendo en cuenta el calendario académico del centro.

Aquellos alumnos o alumnas que renuncien a la evaluación continua deberán acreditar la consecución de conocimientos y competencias a través de una prueba escrita (70% de la nota final) y una prueba complementaria (30% de la nota final). La prueba complementaria podrá ser escrita y/o en laboratorio y versará acerca de los problemas y conceptos trabajados durante las sesiones de Laboratorio y/o Seminario. Esta estructura se mantendrá tanto en la convocatoria ordinaria como extraordinaria.



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de no presentado o presentada. La no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de exámenes, supondrá directamente la renuncia a la convocatoria correspondiente.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

La nota final en la convocatoria extraordinaria se realizará mediante una serie de pruebas que evaluarán todos los conceptos (teóricos y prácticos) de la asignatura. La estructura de las pruebas consistirá en una prueba escrita final (70% de la nota final) y una prueba complementaria (30% de la nota final).



• A quienes no hayan renunciado a la evaluación continua se les mantendrá la nota correspondiente a este apartado (30% de la nota final), con lo que no deberán realizar la prueba complementaria. La nota final se calculará, por tanto, sumando el resultado de la prueba escrita final de la convocatoria extraordinaria (70% de la nota final) a la nota de la evaluación continua (30%).

• Existe la opción a renunciar a la evaluación continua y no mantener la nota de este apartado. Para ello deberán formalizar el documento renuncia_evaluacion_continua.pdf y entregar el mismo en la Secretaría del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática al menos un mes antes de la convocatoria oficial de exámenes extraordinarios. En este caso, deberán realizar, además de la prueba escrita final (70% de la nota final), la prueba complementaria (30% de la nota final).

• Quienes no hayan realizado la evaluación continua deberán realizar, además de la prueba escrita final (70% de la nota final), la prueba complementaria (30% de la nota final).



Para aprobar la asignatura en la convocatoria extraordinaria se debe alcanzar una puntuación total igual o superior a 5 puntos mediante los instrumentos de evaluación anteriormente indicados, siendo obligatorio obtener un 50% en la prueba escrita final. En caso de no alcanzarlo, la nota que

figurará en el acta será la obtenida en la prueba escrita final (sobre 10).



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de no presentado o presentada. La no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de exámenes, supondrá directamente la renuncia a la convocatoria correspondiente.

Temario

CONTENIDOS TEÓRICOS

Tema 1. Introducción:

Control de procesos. Operación en lazo abierto. Identificación de variables significativas. Perturbaciones a la entrada y a la salida. Diagrama de bloques del proceso. Control en bucle cerrado. Realimentación. Elementos del bucle de regulación.



Tema 2. Instrumentación de proceso:

Transmisores y sistemas de medida. Elementos de un sistema de medida industrial. Notación ISA. Acondicionamiento de señales. Transmisores. Características. Medidas de proceso más comunes: presión, caudal, nivel, temperatura, etc. Actuadores: Válvulas de regulación. Tipos de válvulas. Características estáticas y dinámicas. Formulas de cálculo. Cavitación. Bombas y Compresores. Motores. Otros actuadores. Selección de la instrumentación de procesos



Tema 3. El controlador PID:

Introducción. Acciones y Parámetros. Estructuras y Algoritmos. Análisis de las acciones del controlador. Sintonía empírica elemental. Estrategias no lineales. Problemas prácticos de operación: "wind up" y transferencias automático/ manual. Notación ISA. Diagramas de proceso. Plano de control.



Tema 4. Diseño y selección de estructuras de control:

Introducción al diseño de estructuras de control: Control en cascada. Control anticipativo. Control de proporción. Control selectivo. Control de gama partida. Control de procesos con grandes retardos: el Predictor de Smith.



CONTENIDOS PRÁCTICOS



En la parte práctica, se diseñará un esquema de control avanzado para un sistema industrial típico, siguiendo la metodología de diseño adecuada: definir el objetivo de control, las variables significativas, los modelos de proceso, la selección de la estrategia adecuada y el diseño y validación mediante simulación.





NOTA: En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

La documentación correspondiente a las transparencias de apoyo a la teoría, seminarios y laboratorio se encuentra en el aula virtual de la asignatura.



Se dotará al alumnado del material informático (software) necesario para la elaboración de los diferentes trabajos:



- Matlab/Simulink



- Modelos simulink de los procesos reales a controlar

Bibliografía básica

Control e Instrumentación de Procesos Químicos. P. Ollero, E. F. Camacho. Ed Síntesis (1997).



Control Automático de Procesos. Teoría y Práctica. C.A. Smith, A.B. Corripio. Ed. Limusa (1999)



Sensores y acondicionadores de señal (4ª ed), R. Pallás Areny; MARCOMBO (2005)



Sensor and Actuators. Control System Instrumentation. C. W. de Silva. CRC Press (2007)



Instrumentación industrial (7ª ed), Creus Solé, Antonio; MARCOMBO, S.A (2005)



Instrumentación Aplicada a la Ingeniería. J. Fraile Mora, P. García Gutierrez, J. Fraile Ardanuy (3ª ed). Garceta (2013)

Bibliografía de profundización

K. Åström, T. Hägglund. Advanced PID Control. (2nd Ed.), ISA The International Society for Measurement and Control (2006)







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

Revistas

Control Engineering Practice. A Journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control.







Automática e Instrumentación. Editorial: Grupo TecniPublicaciones







Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial







Journal of Process Control

Enlaces

International Federation of Automatic Control: http://www.ifac-control.org/







Comité Español de Automática de la IFAC: http://www.cea-ifac.es/







http://www.instmc.org.uk/







The IEEE Control Systems Society: http://www.ieeecss.org







www.isa.org