CURSO ACADÉMICO 2008/2009
Escuela Técnica Superior de Ingenieros
Dep. Ingeniería de Sistemas y Automática Control Automático
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
Titulación: INGENIERO INDUSTRIAL (Plan 98) (1998) Nombre: Control Automático
Código:840021 Año del plan de estudio:1998
Tipo:Troncal
Créditos totales (LRU):7,50 Créditos LRU teóricos:6,75 Créditos LRU prácticos:0,75 Créditos totales (ECTS):6,00 Créditos ECTS teóricos:5,40 Créditos ECTS prácticos:0,60 Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS:25,00
Curso:3 Cuatrimestre: 1
º
Ciclo:2DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES
Nombre Departamento Despacho email
TEODORO RAFAEL ALAMO CANTARERO Ingeniería de Sistemas y Automática L1-P2-E13 [email protected] FRANCISCO SALAS GOMEZ Ingeniería de Sistemas y Automática E2-SE-02 [email protected] DANIEL LIMON MARRUEDO Ingeniería de Sistemas y Automática E2-SE-01 [email protected]
CARLOS VIVAS VENEGAS Ingeniería de Sistemas y Automática L1-P2-E2 [email protected] DAVID MUÑOZ DE LA PEÑA SEQUEDO Ingeniería de Sistemas y Automática L1-P1-E2 [email protected]
AMPARO NUÑEZ REYES Ingeniería de Sistemas y Automática [email protected]
MANUEL RUIZ ARAHAL Ingeniería de Sistemas y Automática L1-P2-E9 [email protected]
FEDERICO CUESTA ROJO Ingeniería de Sistemas y Automática L1-P2-E6 [email protected]
DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA
1. Descriptores:
Principios y técnicas de control de sistemas y procesos. Diseño e implantación de sistemas de control.
Tecnología de los elementos del bucle de control. Automatismos.
2. Situación:
2.1. Conocimientos y destrezas previos:
Conocimientos básicos en los fundamentos de la ingeniería: -Matemáticas (Algebra, Cálculo y Ecuaciones Diferenciales) -Física
-Termodinámica -Electricidad
Teoría de Sistemas dinámicos
Conocimientos básicos de informática y manejo de computadoras.
Conocimientos básicos en manejo de equipos de laboratorio (Seguimiento de normas de conexionado, utilización de osciloscopio, etc.)
2.2. Contexto dentro de la titulación:
La asignatura se encuentra en el tercer curso de la titulación (primer año del segundo ciclo del plan de estudios) en el cual cada alumno debe haber elegido un itinerario curricular. Sin embargo, la asignatura es de caracter troncal y por lo tanto común a todas las intensificaciones.
Esta asignatura se basa de forma predominante en la asignatura del segundo curso Teoría de Sistemas y se complementa con la asignatura optativa de tercer curso Control y simulación de sistemas
2.3. Recomendaciones:
Dado que Control Automático se sitúa en el primer curso del segundo ciclo, es muy importante que los alumnos repasen las materias necesarias para adquirir los conocimientos previos anteriormente citados con especial énfasis en la Teoría de Sistemas.
Así, el alumno además de conocer los conceptos en ésta explicados, debe adquirir destreza en el manejo de los mismos y en su representación matemática. Además debe realizar con soltura el trazado de Diagramas de Bode y Nyquist.
Otro aspecto que el alumno debe tener en cuenta a la hora de cursar esta asignatura es su carácter cuatrimestral, a pesar de la gran carga lectiva que tiene. Esto requiere del alumno un alto nivel de trabajo y estudio semanal para poder adquirir los nuevos
conocimientos al ritmo en que se desarrolla la materia. 2.4. Adaptaciones para estudiantes con necesidades especiales:
Esta asignatura tiene un grupo de docencia en Inglés.
La asignatura no entraña una especial dificultad en este aspecto.
Sin embargo, los profesores realizarán un trato personalizado para subsanar los posibles problemas que pudiesen surgir.
3. Competencias:
3.1. Competencias transversales/genéricas:
1: Se entrena débilmente. 2: Se entrena de forma moderada. 3: Se entrena de forma intensa.
4: Entrenamiento definitivo de la competencia (no se volverá a entrenar después).
Competencias Valoración
Referencia 1 2 3 4
Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar
Conocimientos generales básicos Solidez en los conocimientos básicos de la profesión
Comunicación oral en la lengua nativa Comunicación escrita en la lengua nativa
Habilidades elementales en informática
Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes Resolución de problemas
Toma de decisiones Capacidad de crítica y autocrítica
Trabajo en equipo Habilidades para trabajar en grupo Capacidad para aplicar la teoría a la práctica
Habilidades de investigación Capacidad de aprender Capacidad de adaptación a nuevas situaciones
Capacidad de generar nuevas ideas Habilidad para trabajar de forma autónoma
Inquietud por la calidad
3.2. Competencias específicas: Conocer el problema del control
Conocer las especificaciones y requerimientos en un sistema de control Plantear el problema de control en sistemas reales
Analizar el lazo control por realimentación
Conocer las acciones básicas de control por realimentación
Conocer métodos análisis y síntesis de controladores en sistemas realimentados
Conocer las herramientas informáticas para la simulación, el análisis y la síntesis de controladores
Proponer reglas de mejora de los resultados, ya sea en forma de ajustes o bien valorando si es necesario un rediseño o un replanteamiento del problema.
Conocer la instrumentación necesaria para la implemtación de sistemas de control
Comprender y realizar planos técnicos de conexión e instrumentación en el control de procesos. (Diagramas P&I) Conocer la representación de sistemas de eventos discretos y autómatas.
Conocer los equipos informáticos para la implementación de sistemas de control discretos
4. Objetivos:
Conocer el problema del control
Conocer las especificaciones y requerimientos en un sistema de control Conocer y valorar el control por realimentación frente al control en bucle abierto. Plantear el problema de control en sistemas reales
Analizar el lazo control por realimentación
Valoración de un lazo de control: efecto de las incertidumbres, perturbaciones y otros efectos. Conocer las acciones básicas de control por realimentación
Conocer métodos frecuenciales de análisis y síntesis de controladores de sistemas realimentados
Conocer métodos temporales de análisis y síntesis de controladores de sistemas realimentados mediante el lugar de las raíces. Conocer las herramientas informáticas para la simulación, el análisis y la síntesis de controladores
Proponer reglas de mejora de los resultados, ya sea en forma de ajustes o bien valorarando si es necesario un rediseño o un replanteamiento del problema.
Conocer la instrumentación necesaria para la implementación de sistemas de control, sus características y distintas tecnologías para medir y actuar.
Comprender y realizar planos técnicos de conexión e instrumentación en el control de procesos. (Diagramas P&I) Conocer la representación de sistemas de eventos discretos.
Conocer los sistemas de control discretos y automatismos.
Conocer técnicas para obtener la representación de sistemas discretos
Conocer la implementación de sistemas de control discretos en autómatas programables.
Además se potencia el autoaprendizaje y el trabajo en grupo gracias a los trabajos obligatorios de la asignatura.
5. Metodología:
La enseñanza de la asignatura combinará la clase teorico-práctica, en la que se mostrarán los aspectos teóricos de la misma, con las clases de caracter práctico en las que el alumno participa en su aprendizaje.
Asi mismo se realizarán trabajos individules y/o en grupos que fomentan el autoaprendizaje y el trabajo en grupo
5.a Número de horas de trabajo del alumno
PRIMER SEMESTRE. Actividades y horas:
•
Teorí-a (Horas presenciales + Horas no presenciales = Total de horas): 67,50 + 60,75 = 128,25•
Prácticas (Horas presenciales + Horas no presenciales = Total de horas): 7,50 + 3,75 = 11,25•
Exámenes (Total de horas): 10,00 6. Técnicas Docentes:Sesiones académicas teóricas:[X] Exposición y debate: [ ] Tutorías especializadas:[X]
Sesiones académicas prácticas:[X] Visitas y excursiones: [ ] Controles de lecturas obligatorias: [ ]
7. Bloques Temáticos:
Bloque temático 1: Análisis y diseño de Sistemas de Control Bloque temático 2: Instrumentación para el control
Bloque temático 3: Automatismos.
8. Bibliografía 8.1. General:
A continuación se lista la bibliografía general de la asignatura
- Balcells, Josep.Autómatas programables /Josep Balcells, José Luis Romeral. (1997.) ISBN 84-267-1089-1
- Porras Criado, Alejandro.Autómatas programables :fundamento, manejo, instalación y prácticas /Alejandro Porras Criado, Antonio Plácido
Montanero Molina.1a ed. esp., [reimp.] ([2003]) ISBN 84-7615-493-3
- Michel, Gilles.Autómatas programables industriales :arquitectura y aplicaciones /Gilles Michel. (1990.) ISBN 84-267-0789-0
- Franklin, Gene F.Control de sistemas dinámicos con retroalimentación /Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini. (1991.) ISBN 0-201-64421-5
- Ollero de Castro, Pedro.Control e instrumentación de procesos químicos /Pedro Ollero de Castro, Eduardo Fernández Camacho. (1997.) ISBN 84-7738-517-3
- Fraden, Jacob.Handbook of modern sensors :physics, designs, and applications /Jacob Fraden.2nd ed. (1996.) ISBN 1-56396-538-0 - Ogata, Katsuhiko.Ingeniería de control moderna /Katsuhiko Ogata.4ç ed., reimp. (2006.) ISBN 8420536784
- Creus Solé, Antonio.Instrumentación industrial /Antonio Creus Solé.7a ed. (2005.) ISBN 8426713610 - Silva, Manuel.Las redes de Petri :en la automática y la informática /Manuel Silva. (1985.) ISBN 84-7288-045-1
- Brams, G. W.Las redes de Petri :teoría y práctica /G. W. Brams ; versión castellana de Ma Pilar Nivela Alos. (1986.) ISBN 84-311-0393-0 - Astrèom, Karl Johan,Sistemas controlados por computador /Karl J. Astrom, Bjorn Wittenmark. (1988.) ISBN 84-283-1593-0
- Kuo, Benjamín C.Sistemas de control automático /Benjamin C. Kuo ; traducción, Guillermo Aranda Pérez ; revisor técnico, Francisco
Rodríguez Ramírez.7a ed. (1996.) ISBN 968-880-723-0
- Dorf, Richard C.Sistemas modernos de control /Richard C. Dorf ; versión en español de Victor Hugo del Valle Muñoz.2a ed. en español. (1989.) ISBN 0-201-64417-7
La evaluación de la asignatura se llevará a cabo en base a la valoración de: 1. Examen escrito que constará de una parte teórica y otra parte práctica.
2. Uno o varios trabajos de curso evaluables y de carácter obligatorio que deberá realizar el alumno (sólo o en grupo) 3. Prácticas de laboratorio.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN:
La asignatura se aprueba superando el examen y los trabajos de curso y su calificación será la media ponderada de la nota de éstos y de las prácticas de laboratorio
10. Organización docente semanal(Número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
H: Horas presenciales
HORAS SEMANALES Teorí-a Prácticas Exámenes Temario
Primer Semestre H Total H Total Total
-Nº total de horas 67,50 128,25 7,50 11,25 10,00 -1ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 1 2ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 2 3ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 3 4ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 4 5ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 4 6ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 5 7ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 5 8ªSemana 4,50 8,55 3,50 5,25 0,00 Tema 6 9ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 7 10ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 8 11ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 9 12ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 10 13ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 11 14ªSemana 4,50 8,55 0,00 0,00 0,00 Tema 12 15ªSemana 4,50 8,55 4,00 6,00 0,00 Tema 13 16ªSemana 0,00 0,00 0,00 0,00 5,00 -17ªSemana 0,00 0,00 0,00 0,00 5,00 -11. Temario desarrollado
Bloque temático 1: Diseño de Sistemas de Control
Tema 1. Introducción a los sistemas de control.
Objetivos del control. Ejemplos de sistemas de control. Bucle abierto y bucle cerrado. Realimentación. Breve historia del control automático. Aplicaciones del control automático.
Tema 2. Control de sistemas monovariables.
Descripción de sistemas dinámicos. Modelado e identificación de sistemas. Linealización de sistemas. Esquema de control por realimentación. Acciones básicas de control.
Tema 3. Análisisde sistemas realimentados.
Representación del sistema controlado. Análisis de estabilidad. Respuesta en régimen permanente. Análisis de la respuesta transitoria.
Tema 4. Diseño de controladores usando el lugar de las raíces.
El método del lugar de las raíces. Criterio del módulo y del argumento. Sintonización de un controlador P. Hipótesis de diseño utilizadas. Regiones
admisibles en función de las especificaciones temporales. Sintonización de controladores usando el lugar de las raíces. Lugar de las raíces generalizado.
Tema 5. Diseño de controladores en el dominio de la frecuencia.
Análisis de la respuesta temporal en el dominio de la frecucencia. Especificaciones frecuenciales. Sintonización de controladores usando técnicas frecuenciales.
Tema 6. Implementación del lazo de control.
Puesta en marcha de un sistema de control. Efecto de la saturación en el lazo de control. Diferentes formulaciones de un controlador PID. Otros esquemas de control.
Bloque temático 2: Instrumentación para el control
Tema 7. Instrumentación para el control
Introducción. Conceptos básicos. Características de los dispositivos de medida. Diagramas de proceso. Transmisión de señales.
Tema 8. Medida de variables
Medidas de temperatura. Medidas de presión. Medidas de caudal. Medidas de nivel en depósitos. Medidas de otras variables. Sensores en automatización.
Tema 9. Actuadores
Elementos de control. Motores. Válvulas. Otros actuadores
Bloque temático 3: Automatismos.
Tema 10. Automatismos lógicos
Descripción. Sistemas lógicos combinacionales y secuenciales. Autómatas. Sistemas síncronos y asíncronos. Grafos de transición de estados.
Tema 11. Redes de Petri
Descripción de autómatas mediante Redes de Petri. Definición de Redes de Petri. Realización de Redes de Petri.
Tema 12. Autómatas programables
Características generales. Concepto y estructura. Entradas y Salidas. Procesador. Ciclo de ejecución. Consola de programación.
Tema 13: Programación de autómatas
Lenguajes de programación. Programación a partir de una red de Petri.
12. Mecanismo de control y seguimiento
La evaluación y seguimiento de la asignatura se llevará a cabo en base a la valoración de: 1.- El nivel de compresión de los conceptos en las clases teóricas
2.- Destreza en la realización de los trabajos prácticos turorados 3.- Evaluación de los trabajos de curso
4.- Examen escrito que constará de una parte teórica y otra parte práctica.
La asignatura se aprueba superando el examen y los trabajos de curso y su calificación será la media ponderada entre éstos
13. Horarios de clases y fechas de exámenes
