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

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Grupo: Grupo 1 (Conjuntamente con 3º GITI)(960693)

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:

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA, CAMINO DESCUBRIMIENTOS, S/N.- ISLA CARTUJA 41092 - SEVILLA

Segundo Cuatrimestre

Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Control e Instrumentación de Procesos Químicos

http://departamento.us.es/diqaus/ E.T.S. de Ingeniería

Ingeniería Química y Ambiental (Departamento responsable) 4.5

2010

3º Optativa 2030045

Grupo 1 (Conjuntamente con 3º GITI) (1) Grupo:

Horas: Área:

112.5

Ingeniería Química (Área principal)

PROFESORADO

OLLERO DE CASTRO, PEDRO ANTONIO 1

GUTIERREZ ORTIZ, FRANCISCO JAVIER 2

Titulacion: Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Curso: 2017 - 2018

PROYECTO DOCENTE

COORDINADOR DE LA ASIGNATURA

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OBJETIVOS Y COMPETENCIAS

Competencias transversales/genéricas

Objetivos docentes específicos

Se trata de una asignatura cuyo objetivo principal es aprender técnicas de control de equipos y de plantas de procesos químicos, así como las características y especificaciones de la instrumentación asociada a los lazos de control.

Se potencia el aprendizaje de cómo aplicar técnicas de regulación automática al control de procesos químicos (saber hacer) usando la instrumentación necesaria para ello, aunque fundamentando los conocimientos teóricos (saber) que se requieren para adquirir ese saber hacer.

Competencias

1. Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

2. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.

3. Capacidad para reconocer cuándo se necesita información, dónde localizarla, cómo evaluar su idoneidad y darle el uso adecuado de acuerdo con el problema que se plantea.

4. Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias específicas

1. Capacidad para diseñar, gestionar y operar procedimientos de simulación, control e instrumentación de procesos químicos.

2. Saber modelar y caracterizar el comportamiento dinámico de procesos químicos. Conocer y saber aplicar estrategias avanzadas de control, seleccionando la instrumentación y los sistemas de control comerciales.

CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA

El programa se ha dividido en tres bloques temáticos y estos, a su vez, en diferentes unidades temáticas, que agrupan varios temas. Los temas introductorios de cada bloque no conforman unidad temática.

Bloque temático I. Control de Procesos Químicos Tema 1. Introducción al Control de Procesos Químicos

Control de plantas químicas. Objetivos del sistema de control. Control centralizado y descentralizado. Tema 2. Dinámica de procesos

Modelos de procesos. Linealización. Funciones de transferencia y modelos entrada-salida. Modelos empíricos de primer orden con tiempo muerto. El método de la curva de reacción

Tema 3. Lazos simples de realimentación

(I) Un ejemplo introductorio. Variables y componentes de un lazo de control. Diagramas de bloques y funciones de transferencia. Controladores PID.

(II) Análisis dinámico de lazos de control: estabilidad y controlabilidad. Sintonización de controladres. Lazos básicos de nivel, caudal, composición y temperatura. Ejemplos

Tema 4. Otras técnicas de control

(I) Control en cascada. Control anticipativo o feedforward. Ejemplos

(II) Predictor de Smith. Control de proporción. Control de rango partido. Ejemplos Tema 5. Control de equipos de generación y transferencia de calor

(I) Control de la combustión. Control de calderas de generación de vapor

(II) Control de intercambiadores de calor. Control de evaporadores. Control de secaderos. Tema 6. Control de reactores químicos

Control del aporte de reactivos. Control de la conversión. Control de la temperatura, presión y nivel Tema 7. Control de equipos de separación

Control de columnas de adsorción. Control de columnas de destilación. Bloque temático II. Instrumentación de procesos

Tema 8. Introducción a la instrumentación de procesos químicos

Transmisión y acondicionamiento de señales. Características de los instrumentos de medida. Calibración. Diagramas P&ID. Símbolos e identificación de instrumentos

Tema 9. Medida de temperatura

Factores involucrados en la medición de la temperatura. Termopares. Termorresistencias. Termistores. Medición por radiación visible e infrarroja. Criterios de selección y hojas de datos.

Tema 10. Medida de presión y nivel

Sensores primarios y secundarios de presión. Accesorios y criterios de selección. Interruptores y medidores continuos de nivel. Aplicación y selección. Hojas de datos.

Tema 11. Medida de caudal

Clasificaciones. Medidores de caudal volumétrico y másico. Criterios de selección y hojas de datos. Tema 12. Válvulas de control

Tipología. Componentes y materiales. Características de caudal. Dimensionamiento. Instalación. Aplicaciones. Hojas de datos.

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Sistemas lógicos. Control secuencial basado en estados. Empleo y aplicaciones de los autómatas programables. Diseño y montaje. Ciclo de funcionamiento y programación. Criterios de selección

ACTIVIDADES FORMATIVAS (2015/16) Clases teóricas

Metodología: Pizarra y cañón de video Sesiones previstas: 30 de 80 minutos de duración

Prácticas

Metodología: Ordenador en el Centro de Cálculo Sesiones previstas: 2 prácticas de 120 minutos de duración cada una

Sesión adicional: Examen de prácticas de 60 minutos de duración AAD sin presencia del profesor (AAD: actividad académicamente dirigida)

Metodología: Problemas y casos prácticos (a realizar fuera del horario de clase)

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

ACTIVIDADES FORMATIVAS

Relación de actividades formativas del cuatrimestre

Horas presenciales: Horas no presenciales:

Competencias que desarrolla:

Metodología de enseñanza-aprendizaje: 36.0

42.0

3. Conocimiento básicos de los principios del control por computador y del control secuencial (autómatas programables). Pizarra y cañón de video

Clases teóricas

Horas presenciales: Horas no presenciales:

10.0

3. Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

Ordenador en el Centro de Cálculo Prácticas informáticas

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Horas presenciales: Horas no presenciales: 4.0 0.0 Exámenes Horas presenciales: Horas no presenciales:

15.5

3. Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social,

científica o ética.

Problemas y/o casos prácticos a realizar individualmente o en grupos reducidos (2-3 componentes). Seguimiento en horario de tutoría de los profesores de la asignatura.

AAD sin presencia del profesor

BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL

BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA

1 . Instrumentación y Control de Plantas Químicas. P. Ollero y E. Fdez. Camacho. 2012. Síntesis ISBN: 978-84-975633-4-5 2 . Principles and Practice of Automatic Process Control. C.A. Smith y A. Corripio. 3ª Edición, 2006. Wiley. ISBN: 0-471-43190-7 3 . Process Control. T. Marlin. 2nd Edition. 2000. McGraw-Hill. ISBN: 0-07-039362-1

4 . Process Control: Modeling, Design and Simulation. B. Wayne Bequette. 2003. Prentice Hall. ISBN: 0-13-353640-8

5 . Process Dynamics and Control. Dale E. Seborg, Thomas F. Edgar, Duncan A. Mellichamp. 2nd Edition. 2004. Wiley Higher Education. ISBN: 978-0-471-00077-8

6 . Instrument engineers' handbook: process measurement and analysis. Béla G. Lipták, editor-in-chief. 2003. Boca Raton: CRC Press.

7 . Instrumentación Industrial. 7ª Edición. 2005. Marcombo. ISBN: 8426713610

8 . The measurement, instrumentation, and sensors handbook. John G. Webster, editor-in-chief. 1999. Boca Raton: CRC Press published in cooperation with IEEE Press. ISBN: 0-8493-2145-X

9. Measurement and Instrumentation. Theory and Application. A. G. Morris & R. Langari. Elsevier. 2nd edition. 2016 10. Instrumentation and Control Systems. W. Bolton. Elsevier. 2nd edition. 2015.

11. Convertidores de frecuencia, controladores de motores y SSR. Manuel Álvarez Pulido. 2000. Marcombo-Boixareu.: ISBN: 84-267-1268-1

12. Convertidores de frecuencia para motores de corriente alterna: funcionamiento y aplicaciones. José María Merino Azcárraga. 1997. McGraw-Hill. ISBN: 84-481-1233-4

13. Ingeniería de la Automatización Industrial. Ramón Piedrafita Moreno. Segunda edición. 2003. Ra-Ma. ISBN: 84-7897-604-3 14. Autómatas programables. Josep Balcells, José Luis Romeral. 1997. Marcombo. ISBN: 84-267-1089-1

Información adicional

SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN

Sistema de evaluación

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test, de toda la materia vista hasta entonces.

A mediados del cuatrimestre, en fecha que oportunamente se anunciará, se celebrará un examen de carácter voluntario de las dos partes, que eliminará materia para el examen de 1ª convocatoria, siempre que se obtenga una nota igual o superior a 5 sobre 10. No se

contempla la opción de eliminar parcialmente ninguna de las partes de la asignatura.

La calificación será la media aritmética de los dos exámenes (voluntario y de 1ª convocatoria), y representará un 85% de la nota final, debiéndose obtener una media como mínimo igual o superior a 4,0 puntos para poder superar la asignatura.

En el examen de 1ª convocatoria habrá dos partes, correspondientes a:

• La materia nueva vista desde el examen voluntario de mediados de cuatrimestre, que deberán hacer todos los alumnos. • La materia no aprobada en el examen voluntario, que sólo tendrán que hacer aquellos alumnos que no lo superasen. En el examen de 2ª convocatoria habrá solo un examen, es decir, entra toda la materia. En el examen de 3ª convocatoria se aplica el mismo criterio que para el examen de 2ª convocatoria. Además, si se han cursado las prácticas de la asignatura durante el curso anterior (en el que hacen los exámenes de 1ª y 2ª convocatoria), se tendrá en cuenta la calificación obtenida en las citadas prácticas. Si no se da este supuesto, la nota del examen representará el 100 % de la nota final de la asignatura.

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 (además de los casos prácticos y problemas si se volviesen a realizar). Si las hicieran de nuevo, la calificación de las prácticas representaría el 15% de la calificación final. La calificación final de las prácticas deberá ser igual o superior a cinco puntos para poder aprobar la asignatura. La nota obtenida en las prácticas será aplicable en las convocatorias 1ª y 2ª. También en 3ª convocatoria, siempre que se cumpla lo indicado anteriormente.

La realización de las prácticas es obligatoria, y su evaluación se basará principalmente en un examen, aunque también se tendrá en cuenta lo siguiente:

• Asistencia: por cada día de asistencia se obtendrá 0,5 puntos sobre 10, hasta un máximo de 1,5 puntos. La asistencia al examen no se computará a tal efecto.

• Memorias: Las memorias se tendrán en cuenta si la nota global de las prácticas estuviese entre 4,0 y el 5,0, sobre 10. La asignatura no se aprobará si no se obtiene una nota mínima de 5,0 puntos en las prácticas.

Se aclara que los alumnos repetidores, que hayan aprobado las prácticas en un curso anterior, no podrán examinarse de las prácticas durante el curso académico (1ª, 2ª y 3ª convocatoria) si, previamente, no han realizado las clases prácticas en ese curso (y no en uno anterior). De este modo, no ha lugar a examinarse si no se cumple este requisito. Por ello, deberán apuntarse a uno de los grupos a principios de curso y acudir a las clases prácticas, si se quiere tener la posibilidad de examen y, por consiguiente, de puntuación de las prácticas.

PUNTUALIZACIÓN:

Bajo ningún supuesto se guardará la calificación obtenida en el examen escrito de las dos partes de la asignatura (Control e Instrumentación) de una convocatoria para la siguiente.

Criterios de calificación

CALENDARIO DE EXÁMENES

Consulte al Centro para obtener información sobre el calendario de exámenes.

Anotaciones relativas al calendario de exámenes

Consúltese la página Web de la ETSI para obtener información sobre el calendario de exámenes, aprobado en Junta de Escuela.

TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN

PEDRO ANTONIO OLLERO DE CASTRO Presidente:

Vocal: FRANCISCO JAVIER GUTIERREZ ORTIZ ANGEL LUIS VILLANUEVA PERALES Secretario:

Primer suplente: BENITO NAVARRETE RUBIA MANUEL CAMPOY NARANJO Segundo suplente:

JOSE FERNANDO VIDAL BARRERO 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 con 3º GITI) (960693)

Calendario del grupo

CLASES DEL PROFESOR: GUTIERREZ ORTIZ, FRANCISCO JAVIER

HORARIO SIN ESPECIFICAR

CLASES DEL PROFESOR: OLLERO DE CASTRO, PEDRO ANTONIO