42637 - CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS
GUÍA DOCENTE CURSO: 2019/20
CENTRO: 105 - Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles TITULACIÓN: 4026 - Grado en Ingeniería Química
ASIGNATURA: 42637 - CONTROL E INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS CÓDIGO ULPGC: 42637 CÓDIGO UNESCO: 3311.01
MÓDULO: INGENIERÍA QUÍMICA MATERIA: TIPO: Obligatoria
CRÉDITOS ECTS: 4,5 CURSO: 4 SEMESTRE: 1º semestre
LENGUA DE IMPARTICIÓN (Especificar créditos de cada lengua)
ESPAÑOL: 4,5 INGLÉS: 0
SUMMARY
The overall objective of the subject is that the student acquires the basic knowledge to identify the necessary elements for the control and instrumentation of chemical processes. In this way, the necessary knowledge will be imparted to ensure that a process is controlled, and by equipping it with the necessary tools for its programming. The student will also be able to integrate the PID into the control system. In other words: 1. Know the basic control systems. 2. Ability to analyse, design and implement control systems for chemical processes. 3. Knowledge about measurement techniques in chemical processes. 4. Application of the instrumentation of the different variables in the chemical processes. 5. Understand the terminology of industrial control. 6. Distinguish perfectly the different elements that make up an automatism. 7. Ability to choose the sensors and actuators. 8. Locate a PID within a control system. 9. Ability to program a PID in a basic way.
REQUISITOS PREVIOS
1.- Fundamentos de automática.
2.- Cálculo I y II.
3.- Informática y programación.
Plan de Enseñanza (Plan de trabajo del profesorado) Contribución de la asignatura al perfil profesional:
Da a conocer el concepto de proceso, sistema o planta.
Analiza los elementos fundamentales para poder controlar un sistema, como son, los sensores, los actuadores y los dispositivos de control, haciéndose un énfasis especial en los controles PID.
Describe los principales lenguajes de programación para capacitar al alumno en la programación de los mismos.
Competencias que tiene asignadas:
Competencias específicas:
MIQ11. Capacidad para diseñar y operar sistemas de control e instrumentación de procesos químicos.
Competencias de la titulación:
T1. Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
T2. Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destre-zas en el campo de la Ingeniería Química.
T8. Aptitud para dirigir y trabajar en equipos multidisciplinares y en entornos multilingües.
T11. Comprender los principales conceptos de control de procesos.
T12. Tener conocimientos y realizar aplicaciones practicas de ingeniería de productos.
Competencias genéricas o transversales:
G3. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA.
Comunicarse de forma oral y escrita con otras personas sobre los resultados del aprendizaje, de la elaboración del pensamiento y de la toma de decisiones; participar en debates sobre temas de la propia especialidad.
G4. TRABAJO EN EQUIPO.
Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar ya sea como un miembro más, o realizando tareas de dirección con la finalidad de contribuir a des-arrollar proyectos con pragmatismo y sentido de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles.
G5. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN.
Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e in-formación en el ámbito de la especialidad y valorar de forma crítica los resultados de esta gestión.
Competencias nucleares:
N1. Comunicarse de forma adecuada y respetuosa con diferentes audiencias (clientes, colaboradores, promotores, agentes sociales, etc.), utilizando los soportes y vías de comunicación más apropiados (especialmente las nuevas tecnologías de la información y la comunicación) de modo que pueda llegar a comprender los intereses, necesidades y preocupaciones de las personas y organizaciones, así como expresar claramente el sentido de la misión que tiene encomendada y la forma en que puede contribuir, con sus competencias y conocimientos profesionales, a la satisfacción de esos intereses, necesidades y preocupaciones.
N2. Cooperar con otras personas y organizaciones en la realización eficaz de funciones y tareas propias de su perfil profesional, desarrollando una actitud reflexiva sobre sus propias competencias y conocimientos profesionales y una actitud comprensiva y empática hacia las competencias y conocimientos de otros profesionales.
N4. Comprometerse activamente en el desarrollo de prácticas profesionales respetuosas con los derechos humanos así como con las normas éticas propias de su ámbito profesional para generar confianza en los beneficiarios de su profesión y obtener la legitimidad y la autoridad que la sociedad le reconoce
N5. Participar activamente en la integración multicultural que favorezca el pleno desarrollo humano, la convivencia y la justicia social.
Objetivos:
El objetivo global de la asignatura es que el alumno adquiera los conocimientos básicos para identificar los elementos necesarios para el control e instrumentación de procesos químicos. Para ello se impartirán los conocimientos necesarios para conseguir que un proceso sea controlado, dotándolo de las herramientas necesarias para su programación. También el alumno será capaz de integrar el PID en el sistema de control. En otras palabras:
1. Conocer los sistemas básicos de control.
2. Capacidad para analizar, diseñar e implementar los sistemas de control a procesos químicos.
3. Conocimientos sobre las técnicas de medida en procesos químicos.
4. Aplicación de la instrumentación de las diferentes variables en los procesos químicos.
5. Dominar la terminología del control industrial.
6. Distinguir perfectamente los distintos elementos que componen un automatismo.
7. Capacidad para la elección de los sensores y actuadores.
8. Ubicar un PID dentro de un sistema de control.
9. Capacidad para programar un PID de forma básica.
Contenidos:
Los contenidos de la asignatura son:
-Fundamento de control de procesos.
-Elementos de un sistema de control.
-Transmisores, actuadores y reguladores automáticos.
-Programas comerciales para el análisis de sistemas de control.
Los contenidos de la asignatura se sintetizan en la simulación, optimización, instrumentación y control de procesos químicos industriales mediante el conocimiento de los sistemas básicos de control y el análisis de los sistemas de control mediante controladores PID.
Bloque 1: INSTRUMENTACION.
Tema 1: INTRODUCCCION A LA INSTRUMENTACION DE PROCESOS QUIMICOS.
1.1 El proceso de medida.
1.2 Clasificación de los instrumentos de medida.
1.3 Definiciones y conceptos básicos.
1.4 La transmisión de la medida.
1.5 Instrumentación inteligente.
1.6 Calibrado.
1.7 Diagramas de tuberías e instrumentos.
Tema 2: MEDIDORES DE TEMPERATURA.
2.1 Factores involucrados en la medición de temperatura.
2.2 Clasificación.
2.3 Termopares.
2.4 Termoresistencias.
2.5 Termistores.
2.6 Pirómetros de radiación.
2.7 Selección del sensor de temperatura.
Tema 3: MEDIDORES DE PRESIÓN Y DE NIVEL.
3.1 Conversión mecánica-eléctrica.
3.2 Elementos primarios para la medida de presión.
3.3 Medidores de nivel.
3.4 Medida de nivel de sólidos.
Tema 4: MEDIDORES DE CAUDAL.
4.1 Medidores de presión diferencial.
4.2 Medidor de impacto.
4.3 Medidores lineales.
4.4 Medidores de inserción.
4.5 Medida de l caudal másico con medidores volumétricos.
4.6 Medidores del caudal másico.
4.7 Selección de los medidores de caudal.
Tema 5: ELEMENTOS FINALES DE CONTROL: VALVULAS DE REGULACIÓN.
5.1 Tipos de válvula de control.
5.2 Componentes de una valvula de control.
5.3 Características de caudal de una válvula de coontrol.
5.4 Dimensionamiento de una válvula de control.
Bloque 2: CONTROL
6. MODELOS DINÁMICOS EMPÍRICOS PARA CONTROL DE PROCESOS.
6.1 Metodología general.
6.2 El método de la curva de reacción.
6.3 Métodos estadísticos.
6.4 Conclusiones.
7. CONTROL POR REALIMENTACIÓN: CONTROLADORES PID.
7.1 Intrumentación de un lazo simple de control.
7.2 Controladores analógicos PID.
7.3 Controladores digitales.
7.4 Selección de las acciones de control.
8. ANÁLISIS DINÁMICO Y DISEÑO DE LAZOS DE REALIMENTACIÓN.
8.1 Diagrama de bloque y respuesta de un lazo simple de control.
8.2 Criterios de estabilidad en lazo cerrado.
8.3 Efecto de las acciones básicos de control en lazo cerrado.
9. SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES PID.
9.1 Sintonización de controladores de realimentación.
9.2 Criterios de calidad de respuesta.
9.3 Selección del tipo de controlador.
9.4 Métodos de sintonización de controladores.
10. CONTROL REGULATORIO AVANZADO DE PROCESOS CON GRANDES TIEMPOS MUERTOS
10.1 El predictor de Smith.
10.2 El predictor PI.
10.3 Control de procesos con respuesta inversa.
Metodología:
Se basa en la enseñanza presencial realizada por el profesor-alumno y el no presencial por parte del alumno.
El trabajo presencial consiste esencialmente clases: teóricas, prácticas de aula y prácticas de laboratorio.
El trabajo no presencial incluye: tareas teóricas y prácticas.
Evaluacion:
Criterios de evaluación ---
La evaluación del trabajo del estudiante y de las competencias adquiridas, se realizará valorando convenientemente las actividades desarrolladas en el sistema de evaluación.
Sistemas de evaluación
---
El conjunto de actividades que se tiene en cuenta en la evaluación de la asignatura son los siguientes:
AE1. Valoración de ejercicios prácticos en aula.
AE2. Trabajo de laboratorio.
AE3. Memorias de las actividades de laboratorio.
AE4. Exámenes.
Criterios de calificación ---
En la convocatoria ordinaria se seguirán las siguientes directrices:
la valoración de cada una de las actividades de evaluación se muestran desglosadas a continuación:
AE1. Valoración de ejercicios prácticos en aula. (Hasta 1,0 puntos) Planteamiento y presentación. (Máx. 33%)
Desarrollo. (Máx. 33%) Resultado. (Máx. 33%)
AE2. Trabajo de laboratorio. (Hasta 1,0 puntos) Asistencia y participación en laboratorio.(Máx. 50%) Habilidades en la utilización del instrumental.(Máx. 50%)
AE3. Memorias de las actividades de laboratorio. (Hasta 1,0 puntos) Presentación y estructuración de las memorias. (Máx. 20%)
Contenidos. (Máx. 40%)
Representación de gráficas y tablas S.I.(Máx. 20%) Conclusiones.(Máx. 20%)
AE4. Exámenes. (Hasta 7 puntos).
La evaluación de las convocatorias extraordinaria y especial se realizarán con los mismos criterios que la convocatoria ordinaria. El alumno que no haya asistido a practicas de laboratorio o no haya asistido a las clases de aula se le hará un examen adicional que permita evaluar las actividades AE1, AE2 y AE3.
Plan de Aprendizaje (Plan de trabajo de cada estudiante)
Tareas y actividades que realizará según distintos contextos profesionales (científico, profesional, institucional, social)
Realización de trabajos tanto individuales como en grupo sobre temas relacionados con la actividad profesional.
Temporalización semanal de tareas y actividades (distribución de tiempos en distintas actividades y en presencialidad - no presencialidad)
1ª Semana:
Presencial = Tema 1 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 1 (1H)+ Practicas laboratorio tema 1 (2H) No presencial = Tema 1 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
2ª Semana:
Presencial = Tema 2 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 2 (1H) No presencial = Tema 2 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
3ª Semana:
Presencial = Tema 3 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 3 (1H) + Prácticas laboratorio temas 2 y 3 (2H).
No presencial = Tema 3 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
4ª Semana:
Presencial = Tema 4 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 4 (1H).
No presencial = Tema 4 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
5ª Semana:
Presencial = Tema 5 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 5 (1H)+ Prácticas laboratorio temas 4 y 5 (2H).
No presencial = Tema 5 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
6ª Semana:
Presencial = Tema 6 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 6 (1H).
No presencial = Tema 6 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
7ª Semana:
Presencial = Tema 6 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 6 (1H)+ Prácticas laboratorio temas 6 (2H).
No presencial = Tema 6 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
8ª Semana:
Presencial = Tema 7 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 7 (1H).
No presencial = Tema 7 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
9ª Semana:
Presencial = Tema 7 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 7 (1H)+ Prácticas laboratorio tema 7 (2H).
No presencial = Tema 7 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
10ª Semana:
Presencial = Tema 8 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 8 (1H) No presencial = Tema 8 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
11ª Semana:
Presencial = Tema 8 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 8 (1H)+ Prácticas laboratorio temas 8 (2H).
No presencial = Tema 8 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
12ª Semana:
Presencial = Tema 9 (teoría 1 H) + Prácticas aula temas 9 (1H) No presencial = Tema 9 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
13ª Semana:
Presencial = Tema 9 (teoría 1 H) + Prácticas aula tema 9 (1H)+ Prácticas laboratorio temas 9 y 10 (2H).
No presencial = Tema 13 teoría (2 H) + Trabajos/Problemas (2H).
14ª Semana:
Presencial = Tema 10 (teoría 1 H) + Prácticas aula temas 10 (1H) No presencial = Tema 10 teoría (3 H) + Trabajos/Problemas (3H).
15ª Semana:
Presencial = Tema 10 (teoría 1 H) + Prueba parte práctica (1H) No presencial = Tema 10 teoría (3 H) + Trabajos/Problemas (4,5H).
Prueba parte teórica: Presencial = (2H)
Recursos que tendrá que utilizar adecuadamente en cada uno de los contextos profesionales.
- Presentaciones multimedia.
- Fuentes bibliográficas.
Resultados de aprendizaje que tendrá que alcanzar al finalizar las distintas tareas.
1. Conocer los sistemas básicos de control.
2. Capacidad para analizar, diseñar e implementar los sistemas de control a procesos químicos.
3. Conocimientos sobre las técnicas de medida en procesos químicos.
4. Aplicación de la instrumentación de las diferentes variables en los procesos químicos Plan Tutorial
Atención presencial individualizada (incluir las acciones dirigidas a estudiantes en 5ª, 6ª y 7ª convocatoria)
En los despachos del equipo docente en los horarios establecidos para tal fin. Los horarios de tutoría se hará públicos en la primera clase teórica de la asignatura y se publicarán de forma permanente a la puerta del despacho del responsable de la asignatura.
Para los estudiantes en 5ª, 6ª y 7ª convocatoria que se acojan a la evaluación continua se le aplicaran los mismos criterios que al resto de estudiantes. En el caso de renuncia a la evaluación continua y según el “Reglamento de evaluación de los resultados de aprendizaje y de las competencias adquiridas por el alumnado en los títulos oficiales, títulos propios y de formación continua de la Universidad de las Palmas de Gran”, se adoptará el Plan de Acción Tutorial personalizado adoptado por el centro.
Atención presencial a grupos de trabajo En tutorías grupales.
Atención telefónica
En los despachos del equipo docente en los horarios establecidos para tal fin.
Atención virtual (on-line)
A través del Campus Virtual de la asignatura se subirá todo aquel material que se considere oportuno (temas presentaciones PPT artículos vídeos etc.) para que el alumno sea capaz de asimilar los contenidos contemplados en el programa y pueda desarrollar todas las capacidades planteadas.
Datos identificativos del profesorado que la imparte.
Datos identificativos del profesorado que la imparte
Dr./Dra. Santiago Garcia-Alonso Montoya (COORDINADOR) Departamento: 237 - INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA
Ámbito: 520 - Ingeniería De Sistemas Y Automática Área: 520 - Ingeniería De Sistemas Y Automática Despacho: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y AUTOMÁTICA
Teléfono: 928451272 Correo Electrónico: [email protected]
Bibliografía
[1 Básico] Autómatas programables: entorno y aplicaciones / Enrique Mandado Pérez...[et al.].
Thomson,, Madrid : (2004) 8497323289
[2 Básico] Ingeniería de control moderna / Katsuhiko Ogata.
Prentice-Hall Hispanoamericana,, Madrid : (2003) - (4a ed.) 9788420536781
[3 Básico] Control e instrumentación de procesos químicos / Pedro Ollero de Castro, Eduardo Fernández Camacho.
Síntesis,, Madrid : (1997) 8477385173
[4 Básico] Ingeniería de la automatización industrial / Ramón Piedrafita Moreno.
Ra-Ma,, Madrid : (2004) - (2ª ed. amp. y act.) 8478976043
[5 Básico] Instrumentación y sistemas de control /
Sergio Velázquez Medina ; colaboradores, Francisco Javier Sicilia Duque, Ignacio Falcón Sáez de Parayuelo, Nicoló Chierroni.
el autor,, Las Palmas de Gran Canaria : (2005) - (1ª ed.) 8489528233
[6 Recomendado] Electrónica digital: álgebra de Boole, circuitos combinacionales y secuenciales, automatismos, memorias /
Luis Miguel Cuesta García, Antonio José Gil Padilla, Fernando Remiro Domínguez.
, McGraw-Hill, Madrid, (1995) 8476158432
[7 Recomendado] Programmable logic controllers / W. Bolton.
Elsevier,, Amsterdam [etc.] : (2009) - (5th ed.) 9781856177511
