PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Control e Instrumentación de Procesos Químicos"

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Grupo: Grupo 1 (Conjuntamente 5º Ing. Industrial y 5º Ing. Químico)(882073) ASIGNATURA:

"Control e Instrumentación de Procesos Químicos"

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO

Titulación:

Asignatura:

Código:

Curso:

Año del plan de estudio:

Tipo:

Ciclo:

Período de impartición:

Departamento:

Créditos:

Dirección postal:

Centro:

Dirección electrónica:

2º

C/ Camino de los Descubrimientos s/n Primer Cuatrimestre

INGENIERO QUÍMICO ( Plan 98 )

Control e Instrumentación de Procesos Químicos

http://www.esi2.us.es/IQA/home.html E.T.S. de Ingenieros

Ingeniería Química y Ambiental (Departamento responsable) 6

1998

5º

Troncal/Formación básica 410045

Grupo 1 (Conjuntamente 5º Ing. Industrial y 5º Ing. Químico) (1) Grupo:

Horas:

Área:

60

Ingeniería Química (Area principal), Tecnologías del Medio Ambiente

PROFESORADO

OLLERO DE CASTRO, PEDRO ANTONIO (COORDINADOR/A) 1

GUTIERREZ ORTIZ, FRANCISCO JAVIER 2

Titulacion: INGENIERO QUÍMICO ( Plan 98 ) Curso: 2010 - 2011

PROYECTO DOCENTE

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OBJETIVOS Y COMPETENCIAS

Competencias transversales/genéricas Objetivos docentes específicos

La asignatura tiene dos partes; la primera, CONTROL DE PROCESOS, tiene por objetivo que el alumno conozca y sepa aplicar las técnicas de control regulatorio básico y de control avanzado más empleadas en las plantas de proceso. La otra parte, INSTRUMENTACIÓN, tiene como objetivo que el alumno conozca los elementos físicos (sensores y actuadores) que se utilizan en las plantas de proceso para implementar los lazos de control y que adquiera destreza a la hora de especificarlos.

Competencias

Capacidad de análisis y síntesis (Se entrena de forma intensa) Capacidad de organizar y planificar (Se entrena de forma moderada) Conocimientos generales básicos (Se entrena de forma moderada)

Solidez en los conocimientos básicos de la profesión (Se entrena de forma intensa) Habilidades elementales en informática (Se entrena de forma intensa)

Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes (Se entrena de forma intensa) Resolución de problemas (Entrenamiento definitivo de la competencia. No se volverá a entrenar después) Trabajo en equipo (Se entrena de forma moderada)

Capacidad para aplicar la teoría a la práctica (Entrenamiento definitivo de la competencia. No se volverá a entrenar después) Capacidad de aprender (Se entrena de forma intensa)

Habilidad para trabajar de forma autónoma (Se entrena de forma moderada) Inquietud por la calidad (Se entrena de forma moderada)

Competencias específicas Cognitivas (saber):

- Teoría básica de control. Valoración 1 - Técnicas de control avanzado. Valoración 4 - Modelado dinámico de procesos. Valoración 3 - Técnicas de identificación de procesos. Valoración 3 - Instrumentación para medición y control. Valoración 4 Procedimentales / Instrumentales (sabere hacer):

- Modelar la dinámica de procesos químicos. Valoración 3 - Analizar la controlabilidad de procesos. Valoración 3 - Diseñar lazos simples de control. Valoración 4 - Seleccionar la instrumentación apropiada. Valoración 4 - Aplicar técnicas avanzadas de control. Valoración 3 - Interpretar diagramas P&I. Valoración 3

Actitudinales (ser):

- Ser capaz de encontrar información específica para problemas concretos. Valoración 2 - Ser capaz de entender y criticar propuestas de solución de problemas de control. Valoración 3 - Ser consciente de la acelerada evolución tecnológica en este campo. Valoración 2

CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA

1. Control de Procesos Químicos (impartido por Pedro Ollero de Castro) 1.1 Introducción al control de procesos químicos.

1.2 Dinámica de Procesos 1.3 Identificación de procesos.

1.4 Análisis de controlabilidad de procesos

1.5 Control regulatorio básico con controladores PID 1.6 Control basado en modelos

1.7 Control regulatorio con variables auxiliares 1.8 Control Multivariable

2. Instrumentación de procesos (impartido por Fco. J. Gutiérrez Ortiz) 2.1 Introducción a la instrumentación de procesos químicos

2.2 Sensores de temperatura 2.3 Sensores de presión y nivel 2.4 Medidores de caudal 2.5 Analizadores de procesos

2.6 Elementos finales de control I: Válvulas de control

2.7 Elementos finales de control II : Variadores de frecuencia e interruptores de potencia 2.8 Control por computador

2.9 Control lógico: Autómatas programables

Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso)

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

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Modelos empíricos. Modelo de primer orden con tiempo muerto. Determinación de parámetros. Modelos autoregresivos discretos.

1.4 Controlabilidad de procesos

Problemas de control. Concepto de controlabilidad. Características de un proceso que limitan la controlabilidad. Análisis de controlabilidad con lazos de realimentación.

1.5 Control regulatorio básico con controladores PID

Instrumentación de un lazo simple de control. Diagrama de bloques y funciones de transferencia en lazo cerrado. Estabilidad y controlabilidad. Criterios de calidad de respuesta. Controladores analógicos PID. Sintonización de controladores PID. Controladores digitales.

1.6 Control basado en modelos

Introducción al control basado en modelos. Sistema de control en lazo abierto. Factorización del controlador. Sistema de control en lazo cerrado: estructura de control IMC. Controlador de realimentación equivalente a IMC. Sintonización de PID basada en IMC.

1.7 Control regulatorio con variables auxiliares

Control en cascada. Control anticipativo. Control selectivo o control con restricciones. Control de gama partida.

1.8 Control Multivariable

Control descentralizado. El problema de las interacciones. Emparejamiento entre variables controladas y manipuladas. Sintonización de los controladores de un sistema multilazo. Desacoplamiento. Control Multivariable centralizado.

2. Instrumentación de procesos

2.1 Introducción a la instrumentación de procesos químicos

Introducción. El proceso de medida. Clasificación de los instrumentos de medida. Definiciones y conceptos básicos. La transmisión de la medida. Instrumentación inteligente. Calibración. Diagramas de tuberías e instrumentos.

2.2 Sensores de temperatura

Introducción. Factores involucrados en la medición de la temperatura. Termopares. Termorresistencias. Termistores. Pirómetros de radiación.

Selección del sensor de temperatura.

2.3 Sensores de presión y nivel

Introducción. Sensores y transductores de presión. Medidores e interruptores de nivel. Medidores de nivel de sólidos. Aplicaciones y criterios de selección.

2.4 Medidores de caudal

Introducción. Caudalímetros volumétricos. Medidores de caudal másico. Selección de medidores de caudal.

2.5 Analizadores de procesos

Introducción. Análisis en línea o en tiempo real. Características básicas de los analizadores. Analizadores en línea. Sistemas de muestreo y acondicionamiento.

2.6 Elementos finales de control I: Válvulas de control

Introducción. Válvulas de control. Componentes de una válvula de control. Características de caudal de las válvulas de regulación: selección de la característica inherente de una válvula. Dimensionamiento de válvulas de control. Ruido en las válvulas de control. Instalación y mantenimiento de válvulas.

2.7 Elementos finales de control II : Variadores de frecuencia e interruptores de potencia

Introducción. Regulación de motores de corriente alterna. Tiristores y Triacs. Convertidores de frecuencia: especificación y aplicaciones.

2.8 Control por computador

Introducción. Ventajas e inconvenientes del control por computador. Funciones de los computadores en el control y la supervisión de procesos. Características del software de los sistemas de control por computador. Estructuras de los sistemas de control por computador.

Señales muestreadas.

2.9 Control lógico: Autómatas Programables

Introducción. Sistemas lógicos. Autómatas programables. Arquitectura. Programación. Selección. Redes de autómatas.

ACTIVIDADES FORMATIVAS

Relación de actividades formativas del primer semestre

Horas presenciales:

Horas no presenciales:

Competencias que desarrolla:

Metodología de enseñanza-aprendizaje:

40.0 0.0

Todas las genéricas y específicas

Las 3 horas semanales de clases presenciales se dividen en 2 sesiones, una dedicada a Control de Procesos y la otra dedicada a Instrumentación. En estas clases se exponen los contenidos del programa y se resuelven problemas. Ocasionalmente se proponen problemas o casos prácticos para hacer en casa que se entregan, se califican y se resuelven en clase.

Prácticas de campo

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Competencias que desarrolla:

Metodología de enseñanza-aprendizaje:

15.0 0.0

Generales: Capacidad para aplicar la teoría a la práctica y capacidad para aprender.

Específicas: Modelar la dinámica de procesos, diseñar lazos simples de control y aplicar técnicas avanzadas de control.

Los alumnos emplean un simulador de Control de Procesos adquirido por el departamento para aprender el uso de las distintas técnicas de control que se estudian en el curso. Las prácticas se llevan a cabo en un aula de informática de la Escuela de Ingenieros en grupos reducidos. Previamente a la realización de la práctica el alumno debe descargarse un documento donde se describe la práctica y los objetivos que se persiguen. No obstante, antes de comenzar la misma el profesor explica en qué consiste cada práctica, las competencias que se entrenan y los resultados que deben obtenerse.

Prácticas diversas

5.0 0.0 Exámenes

BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS DOCENTES Bibliografía general

Control e Instrumentación de Procesos Químicos

P. Ollero y E. Fdez Camacho Síntesis, 1ª Edición

1997

Autores: Edición:

Publicación: ISBN: 84-7738-517-3

Principles and Practice of Automatic Process Control

C.A. Smith y a. Corripio J. Wiley, 3ª Edición

2006

Process Control

T. Marlin McGraw-Hill

1995

Instrumentación Industrial

A. Creus Marcombo, 6ª Edición

1997

Instrument Engineers Handbook (2 vols)

Béla G. Lipták, Kriszta Venczel CRC Press

NULL

Publicación: ISBN: NULL

Process Control: Modeling, Design and Simulation

(5)

Process Control Systems

F.G. Shinskey Graw-Hill, Third Edition

NULL

Instrumentation Fundamentals for Process Control

Douglas O. J. deSá Taylor&Francis

2001

Process Control Instrumentation Technology

Curtis D. Johnson Prentice Hall International, Inc., Sith

Edition 2000

Ingeniería de la Automatización Industrial

Ramón Piedrafita Moreno Ra-Ma, Segunda edición

2003

Convertidores de frecuencia para motores de corriente alterna

José María Merino Azcárraga McGraw-Hill

1999

Multivariable feedback control :Analysis and design /Sigurd Skogestad, Ian Postlethwaite.

Skogestad, Sigurd. Wiley, 2nd ed.

2005.

Publicación: ISBN: 0470011688

Process dynamics and control

Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar,

Duncan A. Mellichamp. Wiley, 2nd ed.

2003.

Instrumentación industrial /Antonio Creus Solé.

Creus Solé, Antonio. 7a ed.

2005.

NULL

2001

(6)

Edition 2000

2003

1999

2005.

2003.

2005.

Control e Instrumentación de Procesos Químicos

P. Ollero y E. Fdez Camacho Síntesis, 1ª Edición

1997

Principles and Practice of Automatic Process Control

C.A. Smith y a. Corripio J. Wiley, 3ª Edición

2006

Process Control

T. Marlin McGraw-Hill

1995

Instrumentación Industrial

A. Creus Marcombo, 6ª Edición

(7)

NULL

Process Control: Modeling, Design and Simulation

B. W. Bequette Prentice Hall International

2003

2001

Edition 2000

2003

1999

2005.

2003.

2005.

Control e instrumentación de procesos químicos /Pedro Ollero de Castro, Eduardo Fernández Camacho.

Ollero de Castro, Pedro. NULL

1997.

(8)

Principles and practice of automatic process control /Carlos A. Smith, Armando B. Corripio.

Smith, Carlos A. 3rd ed.

cop. 2006.

Process control :Designing processes and control systems for dynamic performance /Thomas E. Marlin.

Marlin, Thomas E. NULL

1995.

1997.

Instrument engineer's handbook /Béla G. Lipták editor in chief ; Kristzta Venczel associate editor.

NULL rev. ed.

1985.

Process control :modeling, design, and simulation /B. Wayne Bequette.

Bequette, B. Wayne. NULL

2003.

Process control systems :application, design, and adjustment /F. G. Shinskey.

Shinskey, F. G. 3rd ed.

1988.

Instrumentation fundamentals for process control /Douglas O.J. deSá.

DeSa, Douglas O. J. NULL

2001.

Process control instrumentation technology /Curtis D. Johnson.

Johnson, Curtis D. 6th ed.

2000.

Ingeniería de la automatización industrial /Ramón Piedrafita Moreno.

Piedrafita Moreno, Ramón. 2a ed. amp. y act.

[2003]

SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación

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media con la nota que se obtenga en el examen de Enero. La calificación final de este examen será la media aritmética de las partes de Control e Instrumentación. No se guardará ninguna parte para el examen de Septiembre. Antes de realizar el examen de Enero el alumno deberá de comunicar por escrito si ese examen es la primera convocatoria oficial o es de prueba.

Prácticas

La calificación de estas actividades representará el 15 % de la nota final de la asignatura.

Los alumnos repetidores que hubiesen aprobado las prácticas en cursos anteriores no tienen que volver a hacerlas pero en ese caso, tendrán como calificación final únicamente la nota del examen. Si las hicieran, la calificación de las prácticas representaría el 15% de la calificación final.

Algunas aclaraciones sobre las prácticas:

1. Las prácticas se evaluarán teniendo en cuenta el trabajo en clase y las memorias de las prácticas. La calificación final de las prácticas deberá ser igual o superior a cinco puntos para poder aprobar la asignatura.

2. En caso de tener más de una falta de asistencia no justificada y no recuperada, las prácticas se suspenderán. En dicho caso, se procederá a la realización de un examen de prácticas, que deberá ser superado (con una calificación mayor o igual a 5 puntos) para aprobar la asignatura, de modo que la nota de prácticas será la del examen, aumentada o no en función de la calidad de las memorias presentadas.

3. La nota obtenida en prácticas será aplicable en Enero y Septiembre.

4. La nota de prácticas no se tendrá en cuenta cuando la superación del examen de la asignatura se realice fuera del curso académico en el que se hayan realizado las prácticas, siendo necesario en este caso superar el examen teórico con una calificación mayor o igual a 5 puntos.

CALENDARIO DE EXÁMENES CENTRO: Por definir

Por definir Por definir

Por definir

Fecha: Hora:

Aula:

TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN

PEDRO ANTONIO OLLERO DE CASTRO Presidente:

Vocal: FRANCISCO JAVIER GUTIERREZ ORTIZ

ANGEL LUIS VILLANUEVA PERALES Secretario:

Primer suplente: EDUARDO JESUS SANCHEZ PEÑA BENITO NAVARRETE RUBIA Segundo suplente:

ANTONIO PLUMED RUBIO Tercer suplente:

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ANEXO 1:

HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE

Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso.

GRUPO: Grupo 1 (Conjuntamente 5º Ing. Industrial y 5º Ing. Químico) (882073)

Calendario del grupo

CLASES DEL PROFESOR: GUTIERREZ ORTIZ, FRANCISCO JAVIER

HORARIO SIN ESPECIFICAR

CLASES DEL PROFESOR: OLLERO DE CASTRO, PEDRO ANTONIO

HORARIO SIN ESPECIFICAR