Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia
Departamento: Quimica
Área: Tecnología Química y Biotecnología
(Programa del año 2007)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL ING. EN ALIMENTOS 24/01 5 2c
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
GUARNES, MIGUEL ANGEL Prof. Responsable P.ADJ EXC 40 Hs
GALETTI, AGUSTIN ESTEBAN Responsable de Práctico JTP SIM 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 4 Hs. 3 Hs. 1 Hs. 8 Hs. 2 Cuatrimestre 06/08/2007 09/11/2007 15 120
IV - Fundamentación
El control de procesos es una especialidad de la automática que se ocupa de la selección y oplicación de técnicas para la
operación segura y eficientes de las industrias. Los ingenieros que diseñen u operen plantas de fabricación de alimentos
deben tener unos conocimientos mínimos de control automatico de procesos. Por lo expuesto anteriormente, los estudiantes
de ingeniería en alimentos deben capacitarse en la teoría de control de procesos, la instrumentación (sensores, actuadores,
transmisores y controladores) necesaria para implementar las estructuras de control automático, los tipos de controladores
comerciales, la modelación e identificación de los procesos, y la sintonía de los controladores.

V - Objetivos
A) Capacitar al alumno para desarrollar las siguientes actividades profesionales en el campo del control automático:
- Plantear, diseñar y especificar estrategias sencillas de control.
- Analizar y entender estrategias complejas.
- Diagnosticar y resolver problemas sencillos del sistema de control de una planta en operación.
- Participar en la gestión de adquisición de un sistema de control para una planta de tipo medio o pequeño.
B) Consolidar una formación básica a partir de la cual el alumno, bien por sí mismo o bien asistiendo a cursos de postgrado,
pueda sin problemas hacerse un especialista en la materia.
VI - Contenidos
CAPITULO 1: Introducción
1.1 Introducción
1.2 Definiciones y conceptos básicos
1.3 Señales e instrumentos de un sistema básico de control de procesos
Página 1
1.4 Niveles de control de procesos
1.5 Diseño de sistemas de control

CAPITULO 2: Modelización del comportamiento dinámico de procesos químicos
2.1 Consideraciones generales
2.2 Ecuaciones de conservación y tipos de modelos
2.3 Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros globalizados
2.4 Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros distribuidos
2.5 Ejemplos

CAPITULO 3: Análisis de la dinámica de procesos en el dominio del tiempo
3.1 Linealización de modelos dinámicos
3.2 Sistemas de primer orden.
3.3 Sistemas de segundo orden
3.3 Sistemas de orden superior

CAPITULO 4: Análisis dinámicos en el dominio de Laplace: funciones de transferencia
4.1 La transformada de Laplace
4.2 Resolución de ecuaciones diferenciales lineales
4.3 Funciones de Transferencia
4.4 Concepto de estabilidad
4.5 Diagrama de bloques

CAPITULO 5: Análisis dinámico en el dominio de la frecuencia: respuesta frecuencial
5.1 Respuesta en frecuencia
5.2 Respuesta en frecuencia de sistemas constituidos por funciones de transferencia en serie.
5.3 Sistemas de fase no mínima

CAPITULO 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

CAPITULO 7: Control por realimentación: controladores PID
7.1 Instrumentación de un lazo simple de control
7.2 Controladores analógicos PID
7.3 Controladores digitales

CAPITULO 8: Análisis dinámico y diseño de lazos de realimentación
8.1 Diagrama de bloques y respuesta de un lazo simple de control
8.2 Criterios de estabilidad en lazo cerrado
8.3 Efecto de las acciones básicas proporcional, integral y derivativa sobre la respuesta en lazo cerrado

CAPITULO 9: Sintonización de controladores PID
9.1 Introducción
9.2 Sintonización de controladores de realimentación
9.3 Criterios de calidad de respuesta
9.4 Selección del tipo de controlador
9.5 Métodos de sintonización de controladores

CAPITULO 10 Medidiores de Temperatura
10.1 Introducción
10.2 Factores involucrados en la medición de temperatura
10.3 Clasificación de los sensores de temperatura
10.4 Termopares
10.5 Termorresistencias
10.6 Termistores
10.7 Opirómetros de radiación
10.8 Selección de los sensores de temperatura

CAPITULO 11: Medidores de Presión y Nivel
11.1 Introducción
11.2 Conversión mecánica eléctrica
11.3 Elementos primarios para la medida de presión
11.4 Medidores de nivel
11.5 Medida del nivel de sólidos

CAPITULO 12: Medidores de Caudal
12.1 Introducción
12.2 Medidores de presión diferencial
12.3 Medidor de impacto
12.4 Medidores lineales
12.5 Medidores de inserción
12.6 Medida del caudal másico con medidores volumétricos
12.7 Medidores de caudal másico
12.8 Selección de medidores de caudal

VII - Plan de Trabajos Prácticos
PRACTICO 1: Introducción al Matlay y Simulink
PRACTICO 2: Modelización de procesos dinámicos
PRACTICO 3 Análisis de la dinámica de procesos en el dominio del tiempo
PRACTICO 4: Análisis de procesos en el dominio de Laplace: Funciones de transferencia
PRACTICO 5: Análisis dinámico en el dominio de la frecuencia: Respuesta frecuencial
PRACTICO 6: Modelos Dinámicos Empíricos para control de Procesos
PRACTICO 7: Controladores PID. Sintonía de controladores
PRACTICA 8 Demostrativa: Empleo del programa Hysys para simulación y control de procesos químicos.
PRACTICA 9 Demostrativa: Empleo del programa Easy Java Simulations para el desarrollo de laboratorios virtuales por Internet.

B- LABORATORIOS

LABORATORIO 1: Modelos Dinámicos empíricos de procesos químicos
LABORATORIO 2: Sensores
LABORATORIO 3: Controlador PID de procesos químicos. Sintonía de controladores y control de un proceso químico.
VIII - Regimen de Aprobación
A) Régimen Promocional y Examen libre (alumno libre)

LA materia no es promocional
La materia no puede rendirse como alumno libre (examen libre)

B) Parciales

Se tomarán tres evaluaciones parciales
Cada parcial se debe aprobar con un mínimo de siete puntos.
Cada parcial posee una recuperación.
Se puede recuperar solamente un parcial en recuperaciones extraordinarias.
Los alumnos que aparecen como trabajadores en el listado de alumnos de inscripción en la materia, podrán rendir hasta dos parciales en la recuperación extraordinaria.

C) Prácticos

C.1) Asistencia
Se debe asistir a más del 70% de las clases de prácticas.

C.2) Aprobación

El alumno debe demostrar que posee los conocimientos necesarios para la realización de cada práctica.
Se deberá presentar un informe de cada práctica en el plazo de una semana posterior a la realización de cada práctica.
Cada informe se aprueba con un mínimo de siete puntos.
Se debe aprobar el 70% de las prácticas.
La recuperación de cada práctico consistirá en la resolución de ejercicios adicionales, y además se deberán resolver los problemas de la guía original.
Al finalizar el cuatrimestre se deberán aprobar el 100% de las prácticas.

D) Laboratorios

D.1) Asistencia
La asistencia a los laboratorio debe ser del 100%

D.2) Aprobación

Se debe demostrar el conocimiento teórico correspondiente a cada laboratorio y de las tareas y procedimientos de cada experiencia.
Se debe finalizar cada laboratorio en el tiempo establecido.
Se debe presentar un informe de cada laboratorio hasta una semana posterior a cada laboratorio.
Cada informe se aprueba con un mínimo de siete puntos.

E) Proyectos

A cada alumno se le asignará un proyecto consistente en el estudio, investigación y presentación de una clase sobre un tema relacionado con la materia.
Se debe presentar un informe impreso del proyecto, una presentación en formato electrónico.
El proyecto se aprueba con un mínimo de siete puntos.






Para obtener la calificación de regular los alumnos deberán aprobar la totalidad de los trabajos prácticos de aula y laboratorio con sus respectivos informes.
Deberán realizar un proyecto final de integración, el que se deberá exponer y defender, y presentar un informe detallado del mismo.
Los prácticos y el proyecto se aprobarán con un mínimo de siete puntos.

IX - Bibliografía Básica
[1] Control e Instrumentación de procesos químicos: Pedro Ollero de Castro y Eduardo Fernández Camacho- Editorial
[2] Síntesis - Madrid
[3] Chemical Process Control – George Stephanopoulos- Prentice Hall International
[4] Sistemas de Control para Ingeniería – Norman Nise – 3º Edición , 1º Edición en castellano – 2002
[5] Problemas de Ingeniería de Control utilizando Matlab- Katsuhico Ogata – Prentice Hall – 1999
X - Bibliografia Complementaria
[1] Página web de la materia: http://www.unsl.edu.ar/~instcont
XI - Resumen de Objetivos
A) Capacitar al alumno para desarrollar las siguientes actividades profesionales en el campo del control automático:
- Plantear, diseñar y especificar estrategias sencillas de control.
- Analizar y entender estrategias complejas.
- Diagnosticar y resolver problemas sencillos del sistema de control de una planta en operación.
- Participar en la gestión de adquisición de un sistema de control para una planta de tipo medio o pequeño.
B) Consolidar una formación básica a partir de la cual el alumno, bien por sí mismo o bien asistiendo a cursos de postgrado,
pueda sin problemas hacerse un especialista en la materia.
XII - Resumen del Programa
Introducción al control de procesos. Modelación del comportamiento dinámico de procesos. Análisis de la dinámica de
procesos en el dominio del tiempo. Análisis dinámico en el dominio de Laplace: Funciones de Transferencia. Análisis
Dinámico en el dominio de la Frecuencia: Respuesta frecuencial. Modelos empíricos para control de procesos. Controladores
PID. Sintonía de Contorladores PID. Medidores de Temperatura, presión y nivel, caudal.
XIII - Imprevistos