Datos básicos de la asignatura
Titulación: Grado en Ingeniería Química Industrial Año plan de estudio: 2010
Curso implantación: 2020-21
Centro responsable: Escuela Politécnica Superior
Nombre asignatura: Control e Instrumentación de los Procesos Químicos Código asigantura: 2090045
Tipología: OBLIGATORIA
Curso: 4
Periodo impartición: Segundo cuatrimestre
Créditos ECTS: 6 Horas totales: 150
Área/s: Ingeniería Química
Departamento/s: Ingeniería Química
Coordinador de la asignatura CORDOBES CARMONA FELIPE
Profesorado
Profesorado del grupo principal:
CORDOBES CARMONA FELIPE
Profesorado de otros grupos de la asignatura:
RAMIREZ DEL AMO PABLO
Objetivos y competencias OBJETIVOS:
El objetivo que se pretende alcanzar con el programa propuesto es que el alumno se familiarice con los conceptos que aparecen en el control de procesos industriales de forma que pueda llegar a diseñar estrategias de control sencillas y puedan interpretar las diseñadas por otros. Se presentará la teoría de control a partir del análisis de la dinámica de los procesos y de la función del
controlador. Se revisarán
los distintos elementos de un lazo de control desde la instrumentación de medida hasta la válvula de control.
COMPETENCIAS:
Competencias específicas:
E22 Capacidad para diseñar, gestionar y operar procedimientos de simulación, control e instrumentación de procesos químicos.
Competencias genéricas:
G01 Capacidad para la resolución de problemas
G04 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
G07 Capacidad de análisis y síntesis
Contenidos o bloques temáticos Bloque I. Control de procesos.
Bloque II. Instrumentación industrial.
Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos
Tema 1. Introducción al control de procesos. Introducción. Sistemas de control. Definiciones y conceptos básicos relativos a los sistemas de control de procesos. Señales e instrumentos de un sistema de control de procesos. Niveles de control de procesos. Diseño del sistema de control.
Tema 2. Análisis de la dinámica en el dominio del tiempo. Introducción. Linealización y variables de desviación. Sistemas lineales de primer orden. Sistemas de segundo orden.
Tema 3. Análisis dinámico en el dominio de Laplace: funciones de transferencia. Introducción. La transformada de Laplace. Resolución de ecuaciones diferenciales lineales. Funciones de transferencia. Análisis cualitativo del comportamiento dinámico de un sistema y concepto de estabilidad. Diagramas de bloques.
Tema 4. Modelos dinámicos de empíricos para control de procesos. Introducción. Metodología general. El método de la curva de reacción. Métodos estadísticos.
Tema 5. Control por realimentación. Controladores PID. Introducción. Instrumentación de un lazo simple de control. Controladores analógicos PID. Controladores digitales. Selección de las acciones de control.
Tema 6. Sintonización de controladores PID. Introducción. Sintonización de controladores de realimentación. Criterios de calidad de respuesta. Selección del tipo de controlador. Métodos de sintonización de controladores.
Tema 7. Introducción a la instrumentación de procesos. Introducción. El proceso de medida.
Clasificación de instrumentos de medida. La transmisión de la medida. Instrumentación inteligente.
Calibrado. Diagramas de tuberías e instrumentos.
Tema 8. Instrumentos de temperatura. Introducción. Termómetro de vidrio. Termómetro bimetálico.
Termómetro de bulbo y capilar. Termómetro de resistencia. Termistores. Termopares. Pirómetro óptico.
Tema 9. Instrumentos de presión y nivel. Introducción. Manómetro de vidrio. Manómetro de cubeta.
Fuelle. Tubo Bourdon. Tubular. De flotador. Conductivimétrico. Capacitivo. Ultrasonidos.
Tema 10. Instrumentos de caudal. Introducción. Diafragma. Tobera. Venturímetro. Tubo de Pitot.
Flotámetro o rotámetro. Turbina. Caudalímetro volumétrico. Torbellino. Vortex. Medidor térmico (calorimétrico). Electromagnéticos. Ultrasonidos. Vertederos.
Tema 11. Analizadores en línea. Introducción. Análisis en línea o en tiempo real. Características básicas de los analizadores. Analizadores en línea. Sistemas de muestreo y acondicionamiento.
Tema 12. Válvulas de control. Introducción. Válvulas de control. Componentes de una válvula de control. Características de caudal de las válvulas de regulación. Dimensionamiento de válvulas de control.
Anexo a ordenación temporal de los contenidos
Tomando en consideración criterios académicos para la adaptación de las titulaciones oficiales de la US a las exigencias sanitarias causadas por la COVID- 19 durante el curso académico 2020-2021, se describen en este proyecto docente 3 escenarios:
Escenario cero: total presencialidad.
Escenario A: menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas sanitarias de distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en el las instalaciones docentes
Escenario B: suspensión de la actividad presencial y docencia completamente en línea
La metodología que aplicamos en esta asignatura es doble.
Por un lado, en las sesiones de teoría se aportan los conocimientos básicos y necesarios sobre la materia usándose exposiciones con apoyo de diapositivas y videos.
Como apoyo a las clases de teoría, en las prácticas de informática, se ponen en práctica algunos de los conocimientos adquiridos en las clases de teoría usando diferentes programas informáticos. En este caso los estudiantes realizan actividades de aprendizaje fuera del aula como puede ser la resolución de problemas prácticos y realización de trabajos.
Las estrategias formativas que desarrollamos en nuestra asignatura podemos calificarla de la siguiente forma:
a) Enseñanza directa. Como hemos explicado anteriormente, el docente presenta a los estudiantes de forma presencial, utilizando recursos como presentaciones y videos, los conceptos, teorías y principios que se requiere que el estudiante adquiera.
b) Aprendizaje basado en la realización de una práctica. Como se ha descrito anteriormente, los estudiantes deben desarrollar un trabajo correspondiente a la parte práctica de la asignatura.
ESCENARIO 0
El escenario 0 permite diseñar un proyecto docente donde se lleven a cabo la totalidad de acciones formativas presenciales.
El escenario 0 es el descrito anteriormente por lo que obviamos repetirlo
Escenario A. Plan de contingencia
El escenario A se rige por los criterios aprobados por la Junta de centro de la Escuela Politécnica Superior. Así, las clases teóricas para las asignaturas de cursos superiores a primero de Grado realizarán la enseñanza de su parte teórica (y problemas) mediante métodos en línea, mientras que se buscará el mayor grado posible de presencialidad en el resto de actividades formativas en función del número de estudiantes matriculados, las instalaciones del centro y las medidas higiénico sanitarias vigentes.
Por lo tanto, se debe proceder a una adaptación de las estrategias de aprendizaje expuestas anteriormente.
Así, en las clases de teoría no presenciales se usarán sesiones de video-clases síncronas utilizando la herramienta BBCollaborate. A lo largo de estas presentaciones, el docente centrará y desarrollará los contenidos de la asignatura. Las videoclases no consistirán sólo en el profesor hablando, sino que se buscará que los estudiantes participen y se utilizarán herramientas interactivas de evaluación y comunicación.
En las clases prácticas y en función de los criterios enumerados anteriormente, se buscará la máxima presencialidad posible.
Escenario B. Plan de contingencia
El escenario B establece que la presencialidad no es posible por lo que se han de desarrollar las enseñanzas en la modalidad 100% en línea.
En esta situación tanto la docencia teórica como práctica se impartirá en línea usando herramientas como BBCollaborate y programas informáticos para la realización de las prácticas.
Todo el material docente necesario para el seguimiento de las enseñanza estará disponible para los estudiantes en la plataforma de enseñanza virtual.
En el escenario multimodal y/o no presencial, cuando proceda, el personal docente implicado en la impartición de la docencia se reserva el derecho de no dar el consentimiento para la captación, publicación, retransmisión o reproducción de su discurso, imagen, voz y explicaciones de cátedra, en el ejercicio de sus funciones docentes, en el ámbito de la Universidad de Sevilla
Actividades formativas y horas lectivas
Actividad Créditos Horas
A Clases Teóricas 4,5 45
G Prácticas de Informática 1,5 15
Metodología de enseñanza-aprendizaje Clases teóricas
Clase magistral, potenciando en lo posible la comunicación profesor-alumno, que constituye el núcleo esencial de la docencia, y que da lugar a un estímulo recíproco entre ambos.
Prácticas informáticas
Introducción al uso de MATLAB y SIMULINK para la resolución de problemas relacionados con el control de procesos.
Sistemas y criterios de evaluación y calificación Parte teórica:
Se realizarán dos pruebas teóricas, una mediado el cuatrimestre y otra al final, sobre los dos bloques principales de la asignatura. Ambos exámenes se considerarán superados si se alcanza una nota igual o superior a cinco, y únicamente podrán compensarse si la nota en uno de ellos es superior a cuatro. El peso de cada uno de los exámenes en la evaluación continua dependerá del número de temas que contenga cada una de las pruebas. En caso que no se alcance la nota de cinco, el alumno deberá realizar la parte teórica del examen final.
Parte práctica:
Se realizará un examen de prácticas al final del cuatrimestre en el que se evaluará la capacidad de los estudiantes para resolver problemas relacionados con el control de procesos químicos mediante el uso de las herramientas informáticas utilizadas en las prácticas. El examen se considerará superado si se alcanza una nota igual o superior a 5. El peso de este examen sobre la evaluación continua será del 25%.
Se realizarán los exámenes finales teórico-prácticos correspondientes a las distintas convocatorias oficiales establecidas en los estatutos de la Universidad de Sevilla.
El examen consistirá de una parte teórica que supondrá el 75% de la nota final y una parte práctica que corresponderá al 25% de la nota final.
El examen se considerará superado si se alcanza una nota igual o superior a 5 puntos sobre 10.
Los alumnos que hubieran superado una de las dos partes (teórica o práctica) en la evaluación continua podrán mantener la nota obtenida en la prueba de evaluación continua y examinarse únicamente de la parte suspensa durante las dos primeras convocatorias ordinarias (junio y septiembre).
Criterios de calificación del grupo
En función de los diferentes escenarios diseñados para el curso 2020-21, hay que reseñar que en el caso del escenario 0 las pruebas de evaluación serán presenciales, en el caso de un escenario B serán no presenciales y, por último, en el caso de un escenario mixto A las pruebas serán presenciales en función del número de matriculados, disponibilidad de espacios en el centro y aplicación de las medidas higiénico-sanitarias vigentes en el momento de la evaluación.
En todos los caso los criterios de evaluación serán iguales y han sido descritos.
Horarios del grupo del proyecto docente
https://eps.us.es/docencia/Ordenacion%20Acad%C3%A9mica/horarios-y-aulas-2019-20
Calendario de exámenes
https://eps.us.es/examenes-curso-2019-2020
Tribunales específicos de evaluación y apelación
Presidente: ANTONIO FRANCISCO GUERRERO CONEJO Vocal: CECILIO CARRERA SANCHEZ
Secretario: CARLOS BENGOECHEA RUIZ
Suplente 1: FRANCISCO CARRILLO DE LA FUENTE Suplente 2: ALBERTO ROMERO GARCIA
Suplente 3: LUIS ALFONSO TRUJILLO CAYADO
Bibliografía recomendada
BIBLIOGRAFÍA GENERAL:
Control e instrumentación de procesos químicos Autores: Ollero de Castro, P.
Edición: 2009
Publicación: Editorial Síntesis ISBN: 84-7738-517-3
Control automático de procesos :teoría y práctica Autores: Smith, C.
Edición: 2009 Publicación: Limusa ISBN: 9681837916
